Analiza wyładowań atmosferycznych na potrzeby ochrony odgromowej

• Autorzy: Masłowski G.

Warianty tytułu

EN

Analysis of lightening discharges in lightning protection field

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zwrócono uwagę na ważne fakty dotyczące początków badań wyładowań atmosferycznych oraz rozwoju techniki ochrony odgromowej. Zwrócono szczególną uwagę na zasługi ks. Kazimierza Osińskiego w popularyzacji w XVIII wieku ochrony odgromowej w Polsce. Dokonano klasyfikacji wyładowań atmosferycznych doziemnych, przyjmując jako główne kryterium znak neutralizowanego w chmurze i dostarczanego do ziemi wypadkowego ładunku elektrycznego, a nie rodzaj polaryzacji lidera. Omówiono główne fazy wyładowania piorunowego, tj. rozwój lidera odgórnego, pierwsze i kolejne wyładowania główne, prąd długotrwały, składowe typu M oraz procesy strimerowe typu J i K. W przypadku fazy lidera odgórnego i wyładowań głównych podano również ich najważniejsze parametry, które często wykorzystuje się w ochronie odgromowej i przeciwprzepięciowej. Podczas charakterystyki prądu długotrwałego wyróżniono sześć często rejestrowanych kształtów fal tego prądu oraz zwrócono uwagę na możliwość nakładania się na niego tzw. składowych typu M, które mogą w znaczący sposób zwiększyć ilość transportowanego do ziemi ładunku elektrycznego.

EN

First lighting protection concept and lightning research were indicated in the paper. Special attention was focused to Kazimierz Osiński who is of high merits in the popularization of lightning protection in Poland in the eighteenth century. Lightning discharges classification taking into account the sign of neutralized charge in the cloud, instead of the sign of leader polarization, has been defined in the paper. The main stages of lightning discharges, that is, downward stepped leader, the first and subsequent return strokes, continuing current without and with M-components, and streamer processes J and K types was briefly described. In the case of stepped and dart leaders, and also for return strokes, the key parameters of current used in lightning and overvoltage protection was also given. The six recently distinguished waveforms of the continuing current during lightning recordings together with superimposed M-type components has also been discussed.

Słowa kluczowe

PL

wyładowania atmosferyczne; ochrona odgromowa

EN

lightning discharges; lightning protection field

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 31 [281]
• Strony: 91--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Masłowski G.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, 35-959 Rzeszów,

Bibliografia

• [1] MacGorman D.R., Rust W.D., The Electrical Nature of Thunderstorms, Oxford, University Press, New York 1998.
• [2] Franklin B., Experiments and Observations of Electricity, Made at Philadelphia in America, 5th ed., London, F. Newberry 1774.
• [3] Mazéas A., Letters to Stephen Hales concerning the success of the late experiments in France, Philosophical Transactions of the Royal Society, London, 47, 534-552.
• [4] Krider E.P., Lightning rods in the 18th centuary, 23rd Intern. Conference on Lightning Protection ICLP’96, Florence, Italy, 1996, 1-8.
• [5] Golde R.H., Lightning, ed. R.H. Golde, Academic Press, New York 1977.
• [6] Ochenduszko T., Jakubowski Z., Kisiel R., Dzieje I Gimnazjum i Liceum w Rzeszowie. Jego nauczyciele i wychowankowie - kalendarium, Kollegium COLLEGIUM RESSOVIENSE, Rzeszów 2008.
• [7] Osiński J.H., Gatunki powietrza odmiennego od tego, w którem żyjemy, Warszawa 1783.
• [8] Osiński J.H., Robota machiny powietrzney p. Mongolfier, Warszawa 1784.
• [9] Osiński J.H., Sposób ubespieczaiący życie y maiątek od piorunów, Warszawa 1784.
• [10] Chrzan K.L., History of Lightning Protection in Poland, 26th Intern. Conference on Lightning Protection ICLP’02, Cracow 2002, 695-699.
• [11] Berger K., The Earth Flash, In Lightning, Vol. 1, Physics of Lightning, ed. R.H. Golde, Academic Press, New York 1977.
• [12] Masłowski G., Analiza i modelowanie wyładowań atmosferycznych na potrzeby ochrony przed przepięciami, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, seria: Rozprawy, Monografie nr 208, 2010.
• [13] Uman M.A., Lightning, Dover Public. Inc., New York 1984.
• [14] Rakov V.A., Uman M.A., Lightning, Physics and Effects, Cambridge University Press, New York 2003.
• [15] Schonland B.F.J., The Lightning Discharge, Springer-Verlag OHG, 22, Berlin 1956, 576-628.
• [16] Willett J.C., Krider E.P., Rise times of impulsive high-current processes in cloudto-ground lightning, IEEE Trans. Ant. Propag. 2000, 48, 1442-1451.
• [17] Berger K.: Novel Observations on Lightning Discharges: Results of Research on Mount San Salvatore, J. Franklin Inst., 283, 1967, 478-525.
• [18] Uman M.A., Voshall R.E., Time-interval between Lightning Strokes and the Initiation of Dart Leaders, J. Geophys. Res. 1968, 73, 497-506.
• [19] Rakov V.A., Uman M.A., Some properties of negative cloud-to-ground lightning flashes versus stroke order, J. Geophys. Res. 1990, 95, 5447-5453.
• [20] Davis S.M., Properties of lightning discharges from multiple-station wideband electric field measurements, Ph.D. dissertation, Univeristy of Florida, Gainesville 1999.
• [21] Kitagawa N., Brook M., Workman E.J., Continuing Currents in Cloud-to-Ground Lightning Discharges, J. Geophys. Res. 1962, 67, 637-647.
• [22] Brook M., Kitagawa N., Workman E.J., Quantitative Study of Strokes and Continuing Currents in Lightning Discharges, J. Geophys. Res. 1962, 67, 649-659.
• [23] Miki M., Shindo T., Rakov V.A., Uman M.A., Diendorfer G., Mair M., Heidler F., Zischank W., Thottappillil R., Wang D., Characterization of current pulses superimposed on the continuous current in upward lightning initiated from tall objects and in rocket-triggered lightning, 28th Intern. Conference on Lightning Protection ICLP’06, Kanazawa, Japan, 2006, 83-88.
• [24] Ballarotti M.G., Saba M.M.F., Pinto Jr.O., High-speed camera observations of negative ground flashes on millisecond-scale, Geophys. Res. Lett., 32, L23802, doi:10.1029/ 2005GL023889.
• [25] PN-EN 62305-1:2008. Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne.
• [26] Saba M.M.F., Pinto Jr.O., Ballarotti M.G., Relation between lightning return stroke peak current and following continuing current, Geophys. Res. Lett. 2006, 33, L23807, doi:10.1029/2006GL027455.
• [27] Fisher R.J., Schnetzer G.H., Thottappillil R., Rakov V.A., Uman M.A., Goldberg J.D., Parameters of triggered-lightning flashes in Florida and Alabama, J. Geophys. Res. 1993, 98, 22887-22908.
• [28] Saba M.M.F., Pinto Jr. O., Ballarotti M.G., Campos L.Z.S., Waveshapes of continuing currents and properties of M-components in natural negative cloud-toground lightning from high-speed video observations, Elsevier, Atmospheric Research 2007, 84, 302-310.
• [29] Rakov V.A., Crawford D.E., Rambo K.J., Schnetzer G.H., Uman M.A., Thottappillil R., M-component mode of charge transfer to ground in lightning discharges, J. Geophys. Res. 2001, 106, 22817-22831.
• [30] Anderson R.B., Eriksson A.J., Lightning parameters for engineering application, CIGRE Electra 1980, 69, 65-102.
• [31] Anderson R.B., Eriksson A.J., A summary of lightning parameters for engineering application, [in:] Proc. CIGRE 1980, Paper No. 33-06.
• [32] Guide to Procedure for Estimating the Lightning Performance of Transmission Lines, CIGRE 1991, Brochure 63.
• [33] Eriksson A.J., Notes on Lightning Parameters for System Performance Estimations, CIGRE 1986, Rep. 33-86 (WG 33-01) IWD.
• [34] Berger K., Anderson R.B., Kroninger H., Parameters of lightning flashes, Electra 1975, Vol. 80, 223-237.
• [35] Berger, K., Blitzstrom-Parameter von Aufwärtsblitzen, Bull. Schweiz. Elektrotech. 1978, Ver. 69, 353-360.