Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Preliminary measurements and analysis of lightning electric field recorded at the observation station in the South-east part of Poland

100%

Karnas G. , Maslowski G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

tom R. 90, nr 4

97--99

EN

In this paper we have presented preliminary measurements and analysis of lightning electric field recorded at a new lightning observation station installed at Rzeszow University of Technology, Poland. Parameters of the lightning electromagnetic field are determined based on the power spectrum density obtained from the short-time Fourier transform. Typical lightning electric field waveform recorded during summer season 2013 was analyzed for different frequency ranges and parameters of the transformation. The most important features of the analyzed electric field waveform generated by the far lightning return stroke can be determined based on the dynamic spectrum the upper frequency of which does not exceed 25 kHz. The obtained results can be applied for location and warning systems purposes to develop effective algorithms of lightning parameters recognition.

PL

W artykule przedstawiono pierwsze wyniki pomiarów oraz analizę piorunowego pola elektrycznego zarejestrowanego na stacji obserwacji wyładowań atmosferycznych Politechniki Rzeszowskiej, w Polsce. Parametry pola elektrycznego zostały wyznaczone w oparciu o spektrogramy gęstości widmowej mocy otrzymane z wykorzystaniem krótkoczasowej transformaty Fouriera. Analizie poddano typowy przebieg piorunowego pola elektrycznego zarejestrowany podczas sezonu burzowego w 2013 roku. Przebiegi były badane dla różnych zakresów częstotliwości oraz parametrów transformaty. Najważniejsze cechy analizowanego pola elektrycznego pochodzącego od dalekiego wyładowania głównego mogą być określone na podstawie dynamicznego spektrum, którego górna granica częstotliwości nie przekracza 25 kHz. Otrzymane rezultaty mogą być zaimplementowane w nowych algorytmach identyfikacji parametrów piorunowych, głównie na potrzeby systemów lokalizacji oraz wczesnego ostrzegania przed burzami.

2

Analysis of lightning current distribution in lightning protection system and connected installation

70%

Karnas G. , Wyderka S. , Ziemba R. , Filik K. , Maslowski G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

tom R. 90, nr 1

122--126

EN

The aim of this paper was to analyze lightning current distribution in a typical lightning protection system (LPS) and connected supplying electrical installation. Some preliminary tests done in 2012 for the real scale test house model equipped with the LPS and connected to the 15kV/400V supplying transformer station showed that the most of the current flew through the transformer grounding. Moreover, shapes of the current wave-forms in the LPS grounding rods were different from the surge, and strongly dependent of the transformer grounding characteristics. In order to make precise analysis a simple model of the LPS was prepared at the open test site. The model was a frame consisted of rectangular air terminals and two grounding rods. Transformer circuit was connected to the one side of the frame near the ground surface. The lightning stroke current was injected to the frame with application of 10/15 μs stroke generator of energy about 10 kJ. Measurement was done for several different configurations of the LPS, and for current amplitudes varied from 100 A up to 3 kA. The results indicated variation regarding both, the amplitude and the shape of the waveforms. The most significant changes were due to trans-former grounding influence. The rising time of the waveforms changed highly when the transformer was connected to the LPS. In correspondence to the current measurement total resistance was verified. The resistance was measured for several groundings individually and totally in respect to the generator surge location. Typical results were observed in this case. Further simulation was based on the evaluation of the generator current by the measured resistances in order to obtain theoretical currents in different points of the LPS. Direct comparison of measured and computed waveforms showed distinct character of the real circuit. Therefore, in order to improve current simulation accuracy the grounding system impedance should be considered rather than the pure resistance.

PL

Celem artykułu była analiza rozpływu prądu piorunowego w urządzeniu piorunochronnym oraz połączonej instalacji zasilającej. Testy generatorowe wykonane w 2012 roku na modelu domu wyposażonego w instalację odgromową oraz podłączonego do transformatora 15kV/400V pokazały, że największa część prądu udarowego odpływała do uziemienia transformatora. Kształty przebiegów prądowych w różnych punktach instalacji różniły się, były również bardzo zależne od rezystancji uziemienia stacji transformatorowej. W celu dokonania precyzyjniejszej weryfikacji przygotowano uproszczony model instalacji odgromowej w postaci prostokątnej ramki złożonej z dwóch zwodów połączonych z uziomami pionowymi. Obwód transformatora był połączony do jednego z uziemień ramki. Kilka odrębnych konfiguracji całego systemu zostało zbadanych dla prądów w zakresie od 100 A do 3 kA. Rezultaty uwidoczniły silną zmienność kształtu oraz amplitudy przebiegów prądowych. Największy wpływ miała wartość rezystancji transformatora. Zweryfikowano również wartość rezystancji poszczególnych elementów indywidualnie oraz rezystancję zastępczą całego systemu. Otrzymano wyniki zgodne z obliczeniami symulacyjnymi. Na bazie rezystancji oraz prądu na wyjściu generatora obliczono prądy teoretyczne w instalacji. Bezpośrednie porównanie z wartościami rzeczywistymi uwidoczniło pewne różnice. W celu poprawy dokładności odwzorowania rozpływu prądów konieczna jest weryfikacja z uwzględnieniem impedancji systemu, a nie wyłącznie rezystancji.

3

Instrumentation and data analysis process at the new lightning research station in Poland

70%

Karnas G. , Maslowski G. , Baranski P. , Berlinski J. , Pankanin G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

tom R. 89, nr 6

217--220

EN

In this paper we have presented an analysis of the functionality of the new lightning research station to be installed at Rzeszow University of Technology for determining the parameters of the lightning electromagnetic field and the current flowing in the lightning channel. The instrumentation and data analysis process of the slow and fast electric field components measured during thunderstorm condition along with the fast video simultaneous recordings are also described. Some current and prospective capabilities of the experimental setup and dedicated software tools are considered. This modern lightning station is developed at the University of Technology in the cooperation with the Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences, and the Institute of Electronic Systems, Warsaw University of Technology, where the electric field sensors have been constructed.

PL

W niniejszym artykule dokonano analizy funkcjonalności nowej stacji do badania wyładowań piorunowych pod kątem wyznaczania parametrów piorunowego pola elektromagnetycznego i prądu płynącego w kanale wyładowania atmosferycznego. Przedstawiono oprzyrządowanie oraz proces analizy danych wolnozmiennego i szybkozmiennego pola elektrycznego mierzonego w warunkach burzowych oraz jednoczesnych rejestracji fotograficznych rozwoju czasowego kanału wyładowania wykonanych za pomocą szybkiej kamery wideo. Opisano aktualne i przyszłe możliwości układu pomiarowego i dedykowanych narzędzi programowych. Stacja wyładowań atmosferycznych jest rozwijana w Politechnice Rzeszowskiej wspólnie z Instytutem Geofizyki Polskiej Akademii Nauk. Anteny do rejestracji pola elektrycznego skonstruowano w Instytucie Systemów Elektronicznych Politechniki Warszawskiej.