Analiza sygnatur pola elektrycznego wyładowań atmosferycznych w rejonie Bieszczad na podstawie kompleksowych pomiarów impulsów fali elektromagnetycznej w paśmie częstotliwości od 0 do 3 mhz wykonanych w Akademickim Ośrodku Szybowcowym Politechniki Rzeszowskiej i Politechniki Warszawskiej w Bezmiechowej w maju 2014 r.

• Autorzy: Sobolewski K. , Karnas G. , Barański P. , Masłowski G.

Warianty tytułu

EN

Analysis of lightning discharge electric field signatures obtained from the comprehensive measurements of associated electromagnetic pulse radiation in the frequency range from 0 to 3 mhz, carried out at the academic gilder center of the Rzeszów and Warsaw Technical Universities at Bezmiechowa in may 2014

• Konferencja: Konferencja Naukowo–Techniczna GDAŃSKIE DNI ELEKTRYKI GDE’14 (XXXIX; 13-14.11.2014; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono kompleksowe pomiary piorunowego pola elektromagnetycznego z równoczesnym wykorzystaniem kilku anten. Przedmiot badań dotyczył incydentu burzowego z dnia 20 maja 2014 r. zarejestrowanego w AOS PRz i PW1 w Bezmiechowej Górnej. Zestaw pomiarowy składał się z dwóch anten pola „szybkiego” (0,.5 Hz - 3 MHz) oraz jednej anteny pola „wolnego” – młynka (0 Hz – 10 Hz). Anteny pola szybkiego pozwoliły na obserwację składowej radiacyjnej, porównanie danych z dwóch identycznych czujników pomiarowych i weryfikację pracy układu wyzwalającego . Dodatkowo na wieży pomiarowej zainstalowano atestowany miernik pola EM Maschek ESM-100 o zakresie 5 Hz – 400 kHz. Umożliwiło to zaobserwowanie dobowych zmian trzech składowych wektora oraz modułu pól elektrycznego i magnetycznego. W artykule przeprowadzono analizę pomiarów z wykorzystaniem programu Matlab, generującego wykresy pola elektromagnetycznego w funkcji czasu.

EN

We have presented in this paper some results obtained from the amplitude-frequency analysis of electric field signatures associated with cloud-to-ground (CG) and intra-cloud (IC) lightning discharges that were recorded in the Bieszczady region during the one-week field campaign. The apparatus set used in this campaign consisted of three electric field sensors, i.e. the fast-track unit that was operated in the frequency range from 0.5 Hz to 3 MHz, the slow-track unit that was operated in the frequency range from 20 Hz to 100 kHz and the field mill with rotating dipole operating in the frequency range from 0 Hz to 10 Hz. Such complete measuring devices have allowed for recoding both the electrostatic, intermediate and radiation components of the electric field changes associated with close and distant lightning flash incidents. Additionally, we have used the certified Maschek meter (type ESM-100) for simultaneous recordings of three vector components and the module of electric and magnetic fields connected with the electromagnetic interferences in the frequency range from 5 Hz to 400 kHz that have occurred during observed thunderstorms. The data stream obtained from the Maschek meter has been separately archived on a portable computer. The detailed analysis of all collected data was carried out on the basis of own scripts and procedures designed to operate in the Matlab environment. The relevant parameters of lightning CG strokes that we have determined from the collected electric and magnetic field measurement data in the Bieszczady region can be used to increase the level of lightning protection of the ground industrial infrastructure existing in this part of Poland, such as several developing wind farms or the large water dam of the electric power plant “Solina”.

Słowa kluczowe

PL

wyładowania atmosferyczne; detekcja wyładowań piorunowych; lokalizacja wyładowań piorunowych; mechanizm wyładowania piorunowego; ochrona odgromowa

EN

lightning flash; cloud-to-ground lightning stroke; lightning detection and location network; lightning protection

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 39
• Strony: 55--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., fot., wykr.

Twórcy

autor

Sobolewski K.

• Konrad Sobolewski, Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, Zakład Wysokich Napięć i Kompatybilności Elektromagnetycznej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Karnas G.

• Politechnika Rzeszowska, Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Elektrotechniki i Podstaw Informatyki, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

autor

Barański P.

• nstytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk , ul. Księcia Janusza 64, 01-452 Warszawa

autor

Masłowski G.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Elektrotechniki i Podstaw Informatyki, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• 1. Berliński J., Pankanin G., Kubicki M.: Large scale monitoring of troposphere electric field, Proceedings of the 13-th ICAE, Beijing, China, August 13-17 2007, vol. I, s. 124-126.
• 2. Karnas G., Maslowski G., Baranski P., Berlinski J., Pankanin G.: Instrumentation and data analysis process at the new lightning research station in Poland, Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 89 NR 6/2013, s. 217-220.
• 3. Łoboda M., Betz H. D., Barański P., Wiszniewski J., Dziewit Z.: New Lightning Detection Networks in Poland – LINET and LLDN, The Open Atmospheric Science Journal, 3, 2009, s 29-38.
• 4. MacGorman, D.R., Rust W.D.: The electrical nature of storms, Oxford University Press, New York, 1998, s. 49-53.
• 5. Pierce E. T.: Atmospherics and radio noise, Golde R. H. (wyd.) Lightning, vol. 1, Physics of Lightning, Academic Press, New York, 1977, s. 351–384.
• 6. Rakov V. A.: Electromagnetic Methods of Lightning Detection, Surv. Geophys., 34, 2013, s. 731–753.
• 7. Rakov V.A., Uman M.A.: Lightning: Physics and Effects, Cambridge University Press, Cambridge, 2003, s. 108-213.
• 8. Sobolewski K., Barański P., Wiszniowski J., Łoboda M.: Struktura elektryczna doziemnych piorunowych wyładowań wielokrotnych na podstawie danych uzyskanych z Lokalnego Systemu Detekcji Wyładowań Atmosferycznych (LSDWA) w rejonie Warszawy w 2009 r., Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 289, Elektrotechnika 33, 2013, s. 215-229.
• 9. Uman M. A.: The Lightning Discharge, Academic Press, Orlando, Florida, 1987, s. 345-351.