Tower Surge Impedance: Jordan's Equations Revisited

• Autorzy: Conti A. , Visacro S. , Silva E.

Warianty tytułu

PL

Udarowa impedancja wieży w oparciu o nowy sposób wykorzystania równań Jordana

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Lightning strikes to two different tower configurations are investigated with new surge impedance equations derived from Jordan’s theory. An electromagnetic model is used to check the validity of the obtained results. Also, comparisons are made with equations traditionally used in the literature. The good agreement between the proposed equations and the electromagnetic model used as reference suggests that in certain cases the transmission line modeling of towers can still be a useful tool for evaluating lightning strikes to tall objects, at least in an engineering sense.

PL

W niniejszym artykule przeanalizowano przypadki bezpośrednich wyładowań piorunowych w dwie różne wieże wykorzystując nowe równania opisujące impedancje udarowe wyprowadzone z równań Jordan’a. Stworzony model elektromagnetyczny wykorzystano do weryfikacji uzyskanych wyników. Otrzymane wyniki porównano również z wyznaczonymi przy pomocy modeli dostępnych w literaturze. Dobra zgodność pomiędzy zaproponowanymi równaniami i modelem elektromagnetycznym sugeruje, iż modelowanie wieży przy zastosowaniu teorii linii transmisyjnej może być użyteczna do analizy wyładowań piorunowych dla wysokich obiektów, na co najmniej inżynierskim poziomie.

Słowa kluczowe

EN

lightning; tower modeling; surge impedance

PL

wyładowanie piorunowe; modelowanie wież; impedancja udarowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 3
• Strony: 22--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Conti A.

autor

Visacro S.

autor

Silva E.

• Lighting Research Center, Federal University of Minas Gerais, Pampulha Belo Horizonte, Brazil,

Bibliografia

• [1] Jordan, C.A., “Lightning computations for transmission lines with overhead ground wires, Part II,” General Electric Review, 37(1934), No. 4, pp. 180-186.
• [2] Wagner, C.F.,A.R. Hileman, “A New approach to the calculation of the lightning performance of transmission line iii – a simplified method: stroke to tower,” AIEE PAS, 79 (1960), pp. 589-603.
• [3] Sargent, M.A.,M. Darveniza, “Tower surge impedance”, IEEE Trans. PAS, PAS-88 (1969), No. 5, pp. 680-687.
• [4] Chisolm, W.A.,Y.L. Chow, and K. D. Srivastava, “Lightning surge response of transmission towers,” IEEE Trans. Power App. Syst., PAS-102 (1983), No. 9, pp. 3232-3242.
• [5] Ametani, A.Y. Kasai, J. Sawada, A. Mochizuki, and T. Yamada, “Frequency-dependent impedance of vertical conductors and a multiconductor tower model,” in Proc. IEE Gener. Transm.. Distrib., 141(1994), No. 4, pp. 339-345.
• [6] J.A.Gutierrez,R.P. Moreno, J.L. Naredo, J.L. Bermudez, M. Paolone, C.A. Nucci, and F. Rachidi, “Nonuniform transmission tower model for lightning transient studies,” IEEE Trans. Power Del., 19 (2004), No. 2, pp. 490-496.
• [7] Baba, Y.,M. Ishii, “Numerical electromagnetic field analysis on lightning surge response of tower with shield wire,” IEEE Trans. Power Del., 15 (2000), No. 3, pp. 1010-1015.
• [8] Noda T. and S.Yokoyama, “Thin wire representation in finite time domain surge simulation,” IEEE Trans. Power Del., 17 (2002), No. 3, pp. 840-847.
• [9] Visacro, S.,A.Soares J., “HEM – a model for simulation of lightning-related engineering problems,” IEEE Trans. Power Del., 20 (2005), No. 2, pp. 1206-1208.
• [10] Soares J.,A., S.Visacro, “Simplified expressions for tower surge impedance based on application of a field-circuit modeling approach,” in 27th Int. Conf. Lightning Prot. (2004), pp. 486-491.
• [11] Baba,Y., Rakov,V.A., “Lightning electromagnetic environment in the presence of a tall grounded strike object,” J. Geophys. Res., 110 (2005), D09108.
• [12] Rachidi, F.,V.A. Rakov, C. A. Nucci, and J. L. Bermudez, “Effect of vertically extended strike object on the distribution of current along the channel,” J. Geophys. Res., 107(2002), D23.
• [13] Theethayi, N., and R. Thottappillil, “Some issues concerning lightning strikes to communication towers,” J. Electrostatics, 65 (2007), pp. 689-703.
• [14] Takahashi, H. “Confirmation of the error of Jordan’s formula on tower surge impedance,” Trans. Inst. Elect. Eng. Jpn., 114-B (1994), pp. 112-113.
• [15] De Conti, A.,S. Visacro, A. Soares J., M.A.O. Schroeder, “Revision, extension and validation of Jordan’s formula to calculate the surge impedance of vertical conductors,” IEEE Trans. EMC, 48(2006), No. 3, pp. 530-536.
• [16] Visacro, S.,A. Soares, J.,M.A.O. Schroeder, L.C.L. Cherchiglia, and V.J. Souza, “Statistical analysis of lightning current parameters: Measurements at Morro do Cachimbo Station,” J. Geophys. Res., 109 (2004), No. D1, D01105, 2004.
• [17] IEEE Working Group Report, “Estimating Lightning Performance of Transmission Lines II - Updates to Analytical Models,” IEEE Trans. Power Del., 8(1993), No. 3.