Współczesne trendy w modelowaniu wyładowań atmosferycznych - teoria i zastosowania

• Autorzy: Masłowski, G.

Warianty tytułu

EN

Modern trends in lightning discharge modelling – theory and applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano klasyfikacji i charakterystyki modeli matematycznych wyładowania piorunowego ze szczególnym uwzględnieniem fazy wielkoprądowego wyładowania głównego. Przedstawiono aktualne trendy w rozwoju koncepcji pozwalających dokładniej przewidzieć zaburzenia elektromagnetyczne generowane przez wyładowanie piorunowe. Omówiono też właściwości aplikacyjne i przykłady zastosowań modeli wyładowania głównego w zagadnieniach ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej.

EN

In the paper, classification and description of mathematical models of a lightning return-stroke channel are presented. In case of the engineering and antenna models topical trends in development of conceptions allowing prediction more and more accurate of lightning electromagnetic disturbances are described. Finally, applications of analysed return-stroke models in lightning and overvoltage protection are presented.

Słowa kluczowe

PL

wyładowania atmosferyczne; LEMP; ochrona odgromowa; modelowanie matematyczne

EN

LEMP; lightning discharge; lightning protection; mathematical modelling

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 11a
• Strony: 308-312
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Masłowski, G.

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

Bibliografia

• [1] Rakov V.A., Uman M.A., Lightning – Physics and Effects, Cambridge University Press, 2003.
• [2] Masłowski G., Bajorek J., Barański P., Distant Electric Field Caused by Cloud to Ground Lightning. Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 3, 51-53
• [3] Flisowski Z., Zasady i środki ochrony urządzeń wrażliwych na piorunowe zakłócenia elektromagnetyczne w budynkach, V Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna, Urządzenia piorunochronne w projektowaniu i budowie, Kraków, 2008, 38–49
• [4] Cooray V. (edytor), Lightning Protection, The Institution of Engineering and Technology, London, United Kingdom, 2010
• [5] Betz H.D., Schumann U., Laroche P., Lightning: Principles, Instruments and Applications, Springer, Germany, 2008
• [6] PN-EN 62305-1:2008. Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne
• [7] PN-EN 62305-2:2008. Ochrona odgromowa – Część 2: Zarządzanie ryzykiem
• [8] PN-EN 62305-3:2009. Ochrona odgromowa – Część 3: Szkody fizyczne w obiekcie i zagrożenie życia
• [9] PN-EN 62305-4:2009. Ochrona odgromowa – Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiekcie
• [10] Skoczkowski T. Modelowanie i symulacja sprzężonych zjawisk polowych w urządzeniach elektrotermicznych – podstawy teoretyczne. Instytut Naukowo-Badawczy ZTUREK, Warszawa 2000.
• [11] Rakov V.A., Uman M.A. Review and evaluation of Lightning Return Stroke Models Including Some Aspects of Their Application, IEEE Transaction on EMC, Vol.40, No.4, November 1998.
• [12] Paxton A.H., Gardner R.L., Baker L. Lightning return stroke: a numerical calculation of the optical radiation. Physics of Fluids, 29, pp. 2736, 1986
• [13] Łoboda M., Masłowski G., Dziewit Z., Betz H. D., Fuchs B., Oettinger P., Schmidt K., Wirz M., Dibbern J., A new lightning detection network in Poland. Int. Conference on Grounding and Earthing & 2nd Int. Conference on Lightning Physics and Effects, Maceió – Brazil, November, 2006, paper P90
• [14] Masłowski G., Rakov V. A.: A study of the lightning channel corona sheath. . J. Geophys. Res., 111, D14110, doi:10.1029/ 2005JD006858
• [15] Masłowski G., Rakov V.A., Equivalency of lightning return stroke models employing lumped and distributed current sources, IEEE Trans. Electromagn. Compat., Feb. 2007, 123–133
• [16] Masłowski G., Rakov V.A., A new formulation for lightning returnstroke models of engineering type. 18th International Zurych Symposium and Technical Exhibition on Electromagnetic Compatibility, Munich, Germany, September, 2007, 175–178
• [17] Uman M.A., McLain D.K., Magnetic field of the lightning return stroke. J. Geophys. Res. 74, 1969, 6899–6910
• [18] Rakov V.A., Dulzon, A.A., Calculated electromagnetic fields of lightning return stroke. Tekh. Elektrodinam. 1, 1987, 87–89
• [19] Nucci C.A., Mazzetti C., Rachidi F., Ianoz M., On lightning return stroke models for LEMP calculations. In Proc. 19th Int. Conf. On Lightning Protection, Graz, 1988, pp. 463–469
• [20] Bruce C.E.R., Golde R.H., The lightning discharge. J. Inst. Electr. Eng. (London) 88, 1941, 487–520
• [21] Heidler F., Traveling current source model for LEMP calculation. In Proc. 6th Int. Zurich Symp. on Electromagnetic Compatibility, Zurich, Switzerland, 1985, 157–162
• [22] Diendorfer G., Uman M.A.: An improved return stroke model with specified channel-base current. J. Geophys. Res. 95, 1990, 13621–13644
• [23] Masłowski G.: Some aspects of numerical modeling of lightning return stroke current based on antenna theory. 27th International Conference on Lightning Protection, Soc. de l'Electr., de l'Electron., et des Technol. de l'Inf. et de la Commun., Avignon, 2004, 106–109
• [24] Aniserowicz K., Analiza zagadnień kompatybilności elektromagnetycznej w rozległych obiektach narażonych na wyładowania atmosferyczne. Wyd. Politechniki Białostockiej, monografia habilitacyjna, 2005
• [25] Baba Y., Rakov V.A., Electromagnetic models of lightning return stroke. Journal of Geophysical Research, VOL. 112, D041102, doi:10.1029/2006JD007222, 2007
• [26] Sommerfeld A., Uber die Ausbreitung der Wellen in der drahtlosen Telegraphie, Ann. Phys., vol. 28, pp. 665, 1909
• [27] Baum C.E., Baker L., Analitic return stroke transmission line model, Lightning Electromagnetics, pp. 17-40, 1990
• [28] Masłowski G., Ziemba R.: Magnetic field attenuation inside a structure with an unscreened window for case of direct and nearby lightning strikes. EMC Zurich ’03, Zurich, Switzerland, 2003, pp. 575-580.
• [29] Masłowski G., Gamracki M. Protection of structures against LEMP. IEEE Bologna PowerTECH Conf., Bologna, Italy, 2003.
• [30] Podgórski A.S., Landt J.A., Three dimensional time domain modeling of lightning, IEEE Trans. Power Del., Vol. PWRD-2, pp. 931-938, 1987
• [31] Moini R., Kordi B., Rafi G.Z., Rakov V.A., A new lightning return stroke model based on antenna theory, J. Geophys. Res., Vol.105, pp. 693-702, 2000.
• [32] Baba Y., Ishii M.: Numerical electromagnetic field analysis of lightning current in tall structures, IEEE Trans. Power Del., Vol. 16, No. 2, pp. 324-328, 2001
• [33] Masłowski G. Influence of lightning channel tortousity and branches on a magnetic field distribution. EMC Zurich ’05, Zurich, Switzerland.
• [34] Flisowski Z., Protection against Lightning Electromagnetic Pulse (LEMP), Workshop WS4, EMC’96 Roma, Italy, 1996
• [35] Mazzetti C., Kuca B., Flisowski Z., On efficiency of gridlike spatial shields as a measure of internal lightning protection system, In Proceedings of ICLP, Kraków, Poland, pp. 315-319, 2002
• [36] HIFREQ User's Manual, Low and High Frequency Electromagnetic Field Analysis Buried and Overhead Conductor Networks, SES & Tech. Ltd., Montreal, Canada 1997
• [37] Masłowski G., Ziemba R., Influence of shielding structures for lightning induced overvoltages in the internal wiring system. XI International Conference on EMD, Białystok, Poland, 2001
• [38] Agrawal A.K., Price H.J., Gurbaxami S. H.: Transient response of multiconductor transmission lines excited by a nonuniform electromagnetic field, IEEE Trans. Electromagn. Compat., No. 22, 1980, pp. 119-129
• [39] Paolone M., Schoene J., Uman M., Rakov V., Jordan D., Rambo K., Jerauld J.,Nucci C.A., Borghetti A., Rachidi F., Petrache E. Testing of the LIOV-EMTP96 Code for Computing Lightning-Induced Currents on Real Distribution Lines: Triggered-Lightning Experiments. In Proceedings of ICLP, Avignon, France, 2004.
• [40] Bajorek J., Korzeniowski M., Masłowski G., Ziemba R., Application of EMTP-RV Control Devices in Surge Arrester Modeling. Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 3, 14–15
• [41] Masłowski G., Wyderka S., Bajorek J., Ziemba R.: Badanie efektywności urządzenia piorunochronnego niewielkiego obiektu budowlanego, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 5, 229–232