Analiza napowietrznej, wieloprzewodowej linii transmisyjnej pobudzonej polem wyładowania atmosferycznego

• Autorzy: Zawadzki, P.

Warianty tytułu

EN

An analysis of the multiconductor overhead line forced by the lightning discharge field

• Konferencja: Krajowe Sympozjum : Kompatybilność Elektromagnetyczna w Elektrotechnice i Elektronice EMC'03 (III ; 2003 ; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obiektami najbardziej narażonymi na destrukcyjny wpływ pola wyładowania atmosferycznego są obiekty o dużych wymiarach geometrycznych, a w szczególności rozległe instalacje napowietrznych linii transmisyjnych. W pracy przedstawiono analizę odcinka wieloprzewodowej linii TEM pobudzonej polem wyładowania atmosferycznego przeprowadzoną w oparciu o rozwiązanie równań telegrafistów metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD). Pole wyładowania wyznaczono korzystając ze zmodyfikowanego modelu linii transmisyjnej z wykładniczym tłumieniem (MTLE) impulsu prądowego wraz z wysokością. Wpływ skończonej konduktywności gruntu na rozkład pola pobudzającego linią uwzględniono na podstawie przybliżenia Cooray'a-Rubinsteina. Wymuszenie linii wyznaczono korzystając tylko ze składowych pola elektrycznego w oparciu o model zaproponowany przez Agrawal'a, natomiast wpływ strat na parametry jednostkowe linii uwzględniono korzystając z przybliżenia Timotin'a.

EN

We devoted our attention to the problem of coupling between an electromagnetic field and a transmission line formulated in the time domain. The response of the line illuminated by the external filed can be calculated by the solution of the telegraphers equations with forcing terms proposed by Agrawal [10]. The resulting equation (7) and (8) we have solved with Finite Difference Time Domain (FDTD) technique. We have investigated the necessity of the ground loss incorporation in the lightning discharge and transmission line model. The MTLE model [4] and DEXP [12] return stroke current approximation for typical set of parameters was used to calculate field (3)-(5) illuminating the line. The presented results drives to the conclusion that ground losses contribute to the line response mainly by a modification of the field illuminating the line (Fig. 4). The influence on the line parameters is less important and should be taken into account in the analysis of he lines longer than 2 km (Fig. 5).

Słowa kluczowe

PL

wyładowania atmosferyczne; linia transmisyjna

EN

atmospheric discharge; transmission line

• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2003
• Tom: z. 100
• Strony: 67-76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Zawadzki, P.

• Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Uman M.A., „The Lightning discharge”, Academic Press, London 1987
• [2] Nucci C.A., Rachidi F., Ianoz M.V., „Lightning-induced voltages on overhead lines”, IEEE Transactions on EMC, vol. 35, no. 1, pp. 75-86, Feb. 1993
• [3] Cooray V. „On the concepts used in return stroke models applied in engineering practice”, IEEE Transactions on EMC, vol. 45, no. 1, pp. 101-108, Feb. 2003
• [4] Thottappillil R., Uman M. A., „Comparison of lightning return-stroke models”, J. Gheophys. Res. vol. 98, pp. 22903-22914, Dec. 1993
• [5] Rachidi F„ Nucci C.A., Ianoz M„ Mazzetti C. „Influence of a lossy ground on lightning-induced voltages on overhead lines”, IEEE Transactions on EMC, vol. 38, no. 3, pp. 250-264, Aug. 1996
• [6] Rubinstein M., Voltages induced on a test power line from artificially initiated lightning: theory and experiment”, Ph. D. thesis, University of Florida, 1991.
• [7] Banos A., „Dipole radiation in the presence of a conducting half-space”, Pergamon Press, 1996
• [8] Rubinstein M. „An approximate formula for the calculation of the horizontal electric field from lightning at close, intermediate, and long range”, IEEE Transactions on EMC, vol. 38, no. 3, pp. 531-535, Aug. 1996
• [9] Nucci C.A., Rachidi F„ “On the contribution of the electromagnetic field components in field-to-transmission line interaction”, IEEE Transactions on EMC, vol. 37, no. 4, pp. 505-509, Nov. 1995
• [10] Agrawal A. K„ Price H. L, Gurbaxani S. H., “Transient response of a multiconductor transmission line excited by a nonuniform electromagnetic field”, IEEE Transactions on EMC, vol. EMC-22, no. 2, pp. 119-129, May 1980
• [11] Zawadzki P., „Prognozowanie przejściowych stanów elektromagnetycznych w instalacjach odgromowych”, rozprawa doktorska, http://157.158.17.48/~pz/Thesis.pdf. Politechnika Śląska, 1997, Gliwice
• [12] Teshe F.M., Ianoz M.V., Karlsson T„ “EMC analysis methods and computational models”, John Wiley & Sons, New York, 1997
• [13] Tham C.Y., McCowen A., Towers M.S., Polijak D., “A dynamic adaptive sampling technique in frequency-domain transient analysis”, IEEE Transactions on EMC, vol. 44, no. 4, pp. 522-528, Nov 2002