This paper deals with semisphere-type sensor fo measuring the electric field waveforms by lightning discharges. The theoretical principle and design rule of the device are introduced, and also the calibration and application investigations are carried out. From the calibration experiments, the frequency bandwidth of the semisphere-type electric field measuring device ranges from 200 [Hz] to 1.56 [MHz], and the sensitivity of sensor is 0.96 [mV/V/m]. The electric field waveforms produced by lightning discharges were observed for June and August 1995. It is shown that the electric field waveforms produced at the distance of more than 50 [km] include only radiation component.
This paper describes characteristics of electric field waveforms associated with multiple-lightning discharges. The electric field measurment system. consists of hemi-sphere antenna 30 cm in diameter. integrator and data acquisition device. The frequency bandwidth is from 200 Hz to 1.56 MHz, and the sensitivity is 0.96 mV/V/m. The detected electric field signal is digitized every 500 ns with the resolution of 12-bit and the length of 2 kilowords and is registered at a personal computer. Also parameters of the electric fields associated with multiple-lightning discharges are ststistically analyzed.
This paper deals with a measurement system of a distance between lightning strokes and observatory station and spectrum analysis of electric fields radiated from lightning discharges. The distance measurement system, which consists of a loop type magnetic field sensor, a microphone and one chip microprocessor, is connected to a personal computer through RS232 port to acquire and process the data. This system is to use a difference of propagation velocity between an electromagnetic wave and a sonic wave produced by lightning discharge. Also, an electric field waveform and a frequency spectrum were investigated by an electric field measurement system with a hemisphere antenna and a spectrum analyzer with a biconical antenna and a log-periodic antenna, respectively. The results would be used as a basic reference to protect the power systems and electric circuits from lightning overvoltages.
환경오염 문제가 심각한 오늘날 사람들은 대기, 수질 등에 대해서는 오염의 형태를 쉽게 인식하나, 전자오염(Electromagnetic-Pollution)에 대하여는 직접적으로 느낄 수 없는 까닭에 잘 이해하지 못하고 있는 실정이다. 그러나 이 전자오염은 개개인 뿐만 아니라 많은 사람들에게 영향을 미칠 수가 있다. 예를 들어 뇌방전에 의한 전기적 과도현상으로 항공 관제탑과 비행기들과의 통신이 두절되어 충돌사고를 일으킬 수 있기 때문이다. 이러한 전자잡음현상을 EMI(Electromagnetic Interference)라고 하는데 요즈음은 부품의 고속화, 고집적화로 인해 전기.전자제품의 내잡음성이 감소될 뿐 아니라 저가격화 및 정보사회 발달에 따른 기기의 급속한 보급으로 전자환경보전이라는 면에서 EMI현상은 매우 심각한 실정이다. 또한 전기.전자에서의 EMI연구 뿐 아니라, 전력의 질적향상을 위하여 고주파, 유도장해 등의 전력계통에서의 EMI현상도 검토되어야 한다. 저주파대에서의 전력계통 EMI현상은 송전선 인근의 통신선 안전문제, 라디오, TV의 수신장해문제, 차기 초고압(800KV급), 송전선 설계문제 등을 감안할 때, 매우 중요한 분야라 하겠다. 여기에 부품 또는 설비가 외부잡음이나 내부잡음에 영향을 받지 않고 또한 그 기기 자신이 방출하는 잡음이 다른 곳에 영향을 주지 않는 양위성 즉 EMC (Electromagnetic Compatibility) 제어가 필요하게 되었다.
This paper deals with the device for measuring the time-varying magnetic fields and induced voltages caused by lightning discharges. The two magnetic field measuring systems were designed and made. One consists of the loop-type magnetic field sensor with the active integrator operated by a differential amplifier. The other consists of the loop-type magnetic field sensor and Labview software. The loop-type magnetic field sensor detects the time derivative of the magnetic field being measured, and the signal detected is integrated by the Labview software. As a consequence, from the calibration experiments, the frequency bandwidth of the full measuring system ranges from 400 [Hz] to 1 (MHz) and the response sensitivity are 0.98 (mV/nT) and 22 (mV/nT) for the magnetic field sensor of 2 turns and 6 turns, respectively. Also, the results obtained by the two measuring devices well agreed with each other.
This paper describes the features of electric and magnetic fields produced by lightning discharges. The measuring system consists of fast electric field sensor, crossed-loop magnetic field sensors, signal processing circuit, A/D converter and data acquisition equipment with a 12bit resolution and 10[MS/s] sampling rate. The frequency bandwidth and responsitivity of the electric field measuring system were 40[Hz]${\sim}$2.6 [MHz] and 2.08 (V/m/mV) and those of the magnetic field measuring system were 400[Hz]${\sim}$1[MHz] and 2.78[nT/mV], respectively. The electric and magnetic fields produced by lightning discharges were observed, and the features and parameters of the waveforms were analyzed.
뇌써지가 케이블 심선에 침입할 경우 케이블심선-시스간과 시스와 대지간의 써지임피던스 비에 따라 과 전압이 발생하며, 이와 같이 써지성 과전압이 방식층의 충격내전압치륵 초과할 경우 방식층을 보호하기 위 한 대책이 필요하며 그 보호장치로 절연통 보호장치를 사용하는 것이 일반적이다. 설계, 제작된 절연통 보호장치에 대해 절연저항시험, 동작개시전압시험, 뇌충격제한전압시험, 충격전류시험, 방전하에서 교류내전압시험, 절연성능시험 및 내수성능시험을 실시하여 내수성능시험을 제외한 모든 시험항목에서는 그 결과가 양호하나, 내수성능시험에서는 미세한 홈으로 물이 침투되어 불량이 발생함에 따라 절연통 보호장치는 지 중송전선로에 사용되는 보호장치로서 지중조건에서의 수밀 및 기밀특성 더욱 우수해야 하므로 내수성능시험의 중요성을 인식할 수 있었다.
접지시스템은 고장전류를 대지로 방출시켜 대지전위상승을 억제하는 역할을 한다. 본 논문에서는 넓은 주파수 범위에서 접지임피던스를 분석하기 위하여 서지임피던스측정기를 설계 제작하였다. 본 측정기는 서지발생회로, 고속 샘플/홀드회로 및 주변 전자회로로 구성되어 있으며, 서지발생치고는 상승시간 $50ns\sim500ns$ 범위에서 최대 5kV까지 발생시킬 수 있다. 제작한 서지임피던스 측정기는 심타접지극으로 구성된 접지계에서 실질적 평가가 수행되었다. 실험 결과로부터 접지계의 서지임피던스는 인가전압의 상승시간에 따라 증가하는 경향을 나타내므로, 접지임피던스는 여러가지 고속의 서지파형으로 평가되어야함을 확인하였다.
본 논문은 전력설비와 뇌방전에 의하여 발생하는 시변자장을 측정할 수 있는 능동성 자장측정계에 대하여 기술하였다. 자장측정계는 루우프형 센서, 차동증폭기로 동작되는 능동성 적분기로 이루어졌다. 시변자장측정계와 교정장치의 이론적 원리 및 설계방법에 대하여 제시하였으며, 교정실험으로부터 주파수대역 $270\;Hz\;{\sim}\;2.3\;MHz$, 응답감도 128 $mV/{\mu}T$를 얻었고, 교정실험계에서 자장센서범위의 자계의 세기는 ${\pm}3\;%$이내로 균일하였다. 적용실험으로는 대전류 발생장치에 의하여 모의 뇌임펄스전류와 진동성 임펄스전류를 발생시켜서 인가전류와 검출자장의 파형을 비교하였으며, 이의 결과는 거의 일치하였고, 편차는 0.5 %이내이었다.
현재 급속한 발전을 거듭하고 있는 이동통신 및 무선 멀티미디어 관련 서비스(W-CDMA, DMB, WiBro 등)의 확장은 이들 시스템을 구현하기 위한 수많은 기지국과 안테나 및 다수의 신호전송선로를 필요로 한다. 기지국 또는 중계시설의 안테나는 신호전송선로를 통하여 고가의 통신 네트워크 장비들과 결합되어 있으므로 주요 통신기기 시스템은 안테나를 통해 유입하는 직격뢰 및 유도뢰에 의한 순간적인 과전압의 위험에 항시 노출되어 있다. 현재 통신용 보호기로 사용되고 있는 가스방전튜브(GDT) 또는 협대역 스터브형 어레스터는 고속 광대역의 통신설비에 대한 뇌서지 보호수단으로서는 한계점이 드러나고 있다. 따라서 본 연구에서는 안테나를 통해 입사하는 뇌서지를 효과적으로 저감시켜주는 서지어레스터의 성능향상을 위해 세라믹 필터를 적용하였으며, 잔류전압 저감에 효과적임을 성능실험을 통해 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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