Instrumentation and data analysis process at the new lightning research station in Poland

• Autorzy: Karnas G. , Maslowski G. , Baranski P. , Berlinski J. , Pankanin G.

Warianty tytułu

PL

Oprzyrządowanie oraz proces analizy danych w nowej stacji do badania wyładowań piorunowych rozwijanej w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper we have presented an analysis of the functionality of the new lightning research station to be installed at Rzeszow University of Technology for determining the parameters of the lightning electromagnetic field and the current flowing in the lightning channel. The instrumentation and data analysis process of the slow and fast electric field components measured during thunderstorm condition along with the fast video simultaneous recordings are also described. Some current and prospective capabilities of the experimental setup and dedicated software tools are considered. This modern lightning station is developed at the University of Technology in the cooperation with the Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences, and the Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, where the electric field sensors have been constructed.

PL

W niniejszym artykule dokonano analizy funkcjonalności nowej stacji do badania wyładowań piorunowych pod kątem wyznaczania parametrów piorunowego pola elektromagnetycznego i prądu płynącego w kanale wyładowania atmosferycznego. Przedstawiono oprzyrządowanie oraz proces analizy danych wolnozmiennego i szybkozmiennego pola elektrycznego mierzonego w warunkach burzowych oraz jednoczesnych rejestracji fotograficznych rozwoju czasowego kanału wyładowania wykonanych za pomocą szybkiej kamery wideo. Opisano aktualne i przyszłe możliwości układu pomiarowego i dedykowanych narzędzi programowych. Stacja wyładowań atmosferycznych jest rozwijana w Politechnice Rzeszowskiej wspólnie z Instytutem Geofizyki Polskiej Akademii Nauk. Anteny do rejestracji pola elektrycznego skonstruowano w Instytucie Systemów Elektronicznych Politechniki Warszawskiej.

Słowa kluczowe

EN

lightning research station; lightning current; electric field; fast video recording; lightning protection

PL

badania; prąd piorunowy; pole elektryczne; rejestracja wideo; ochrona odgromowa; wyładowania piorunowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 6
• Strony: 217--220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Karnas G.

• Rzeszow University of Technology

autor

Maslowski G.

• Rzeszow University of Technology

autor

Baranski P.

• Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences

autor

Berlinski J.

• Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology

autor

Pankanin G.

• Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Rakov V.A., Uman M.A., Lightning: Physics and Effects, Cambridge Univ. Press, 2003, New York.
• [2] Maslowski G.: Analysis and modeling of lightning discharges for overvoltage protection. Institutional Educational and Scientific Publishing AGH, Series: Dissertations, Monographs, No. 208, Krakow, 2010 (in Polish).
• [3] Maslowski G., Baranski P.: Natural Lightning Channel Evolution Obtained From High-Speed Digital Video Camera Recordings. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., Monographic Volume D– 73 (412), 2009, 99-107.
• [4] Betz H., Schmidt K., Laroche P., Blanchet P., Oettinger W., Defer E., LINET – A New Ligthning Detection Network in Europe, 13-th International Conference on Atmospheric Electricity, 2007, Beijing, China.
• [5] Baranski P., Loboda M., Gajda W., Some general thunderstorm activity data obtained from the PERUN (SAFIR) system in Poland in years 2002-2005, 28-th International Conference on Lightning Protection, 2006, Kanazawa, Japan.
• [6] Maslowski G., Baranski P., Karnas G., Electric Field Frequency Spectra of Multiple Cloud-to-Ground Lightning Flashes Recorded in the Warsaw Region by Local Lightning Detection Network, XIV International Conference on Atmospheric Electricity, 2011, Rio de Janeiro, Brazil.
• [7] Baranski P., Loboda M., Wiszniowski J., Morawski M. (2012), Evaluation of multiple ground flash charge structure from electric field measurements using the Local Lightning Detection Network in the region of Warsaw, Atmospheric Research, 117, 99-110, doi: 10.1016/j.atmosres.2011.10.011.
• [8] Maslowski G.: Lightning E-field measurement and fast video recordings station at the Rzeszow University of Technology, Poland, Konferencja: 21st International Conference on Electromagnetic Disturbances EMD 2011, Białystok 28- 30.09.2011, s.181-182.
• [9] Maslowski G., Bajorek J., Wyderka S., Developing of Lightning Research Center in South East Part of Poland, International Conference and Technical Exhibhition on Lightning Protection Technologies and Devices APL 2011, Chengdu, China.
• [10] Lin Y.T., Uman M.A., Tiller J.A., Brantley R.D., Beasley W.H., Krider E.P., Weidman C.D., Characterization of lightning return stroke electric and magnetic fields from simultaneous two station measurements, J. Geophys. Res., 1979, 84, 6307-6314.
• [11] Maslowski G., Rakov V.A., A Review of Recent Lightning Corona Sheath Dynamics Research, Atmospheric Research, doi: 10.1016/j.atmosres.2012.05.028, 2012.
• [12] Haddad M.A., Rakov V.A., Cummer S.A., Lightning: New Measurements of Lightning Electric Fields in Florida: Waveform characteristics, interaction with the ionosphere, and peak current estimates, Journal of Geophysical Research, vol. 117, 2012.
• [13] Pavlick A., Crawford D.E., Rakov V.A., Characteristics of distant lightning electric fields, International Conference on Probablistic Methods Applied to Power Systems, Univ. of Cassino, 2002, Naples, Italy.
• [14] Rakov V.A., Thottappillil R., Uman M.A., On the empirical formula of Willett et al. relating lightning return stroke peak current and peak electric field, J. Geophys. Res., 1992, 97, 11,527-11,533.