Correlating the Characteristics of the CN Tower Lightning Return-Stroke Current with Those of Its Generated Electromagnetic Pulse

Hussein, A.M.; Milewski, Monika; Janischewskyj, W.

doi:10.1109/temc.2008.924398

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“…Hussein et al [45] measured lightning electric and magnetic fields 2 km from the base of the 553-m CN Tower. They examined correlation between the various parameters of the field waveforms and those of causative currents measured on the tower.…”

Section: ) Wideband Electric and Magnetic Fields Produced Bymentioning

confidence: 99%

Overview of Recent Progress in Lightning Research and Lightning Protection

Rakov

Rachidi

2009

IEEE Trans. Electromagn. Compat.

204

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Abstract-This review paper, prepared for this second special issue on lightning of the IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, summarizes major publications on lightning and lightning protection since the first special issue published in November 1998, i.e., during the last decade. The review is organized in the following five sections: lightning discharge-observations, lightning discharge-modeling, lightning occurrence characteristics/lightning locating systems, lightning electromagnetic pulse and lightning-induced effects, and protection against lightning-induced effects.

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Section: ) Wideband Electric and Magnetic Fields Produced Bymentioning

confidence: 99%

Overview of Recent Progress in Lightning Research and Lightning Protection

Rakov

Rachidi

2009

IEEE Trans. Electromagn. Compat.

204

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“…To develop and evaluate models of the lightning return stroke and determine the lightning current features, it is necessary to determine, in a reliable way, various temporal features of the electric field waveforms such as: the peak value, rise-time, zero-crossing time, slow-front and fast-front duration, and peak value of the electric field derivative [6][7][8] [ [6][7][8]. However, the extraction of lightning parameters from LEF or current measurements is not a simple task due to the presence of noise in the recorded signals, mainly caused by the measuring system itself and other undesired components present in the electromagnetic environment [7][8][9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Local polynomial approximation and intersection of confidence intervals for removing noise of lightning electric field measurements

Rojas

Cortes

Forero-Mejía³

2018

DYNA

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Lightning electric field (LEF) measurements are aperiodic signals characterized by inherent noise of different sources, i.e., it is not possible to register a noise-free signal. In the last decade, the denoising of LEF measurements has been achieved using some time-frequency representations such as short-time Fourier transform (STFT), wavelet transform (WT) and fractional Fourier transform (FRFT) without definitive results. In this paper, a denoising process applied on LEF measurements using the Local Polynomial Approximation (LPA) is proposed. The window size selection is made by combining the LPA with the intersection of confidence intervals (ICI) algorithm. Furthermore, a cross-validation criterion is used to select the optimal value of the threshold parameter in the LPA-ICI denoising method. It is shown that for different signal-to-noise ratio (SNR) values, the proposed method significantly reduces the noise present in the recorded signals. Finally, a discussion about the processed signatures in terms of some lightning electric field temporal features is performed.Keywords: electric field; intersection of confidence intervals; lightning flash; local polynomial approximation; noise reduction.Aproximación local polinomial e intersección de intervalos de confianza para la remoción de ruido en mediciones de campo eléctrico generado por rayos Resumen Las mediciones de campo eléctrico producido por rayos (LEF) son señales aperiódicas caracterizadas por ruido inherente de diferentes fuentes, es decir, no es posible registrar una señal libre de ruido. En la última década, se ha logrado filtrar mediciones de LEF utilizando algunas representaciones tiempo-frecuencia tales como la transformación de Fourier de corto tiempo (STFT), la transformación wavelet (WT) y la transformación de Fourier fraccionaria (FRFT) sin resultados definitivos. En este trabajo, se propone un proceso de eliminación de ruido aplicado a mediciones de LEF usando la aproximación polinomial local (LPA). La selección del tamaño de la ventana se realiza combinando la LPA con el algoritmo de intersección de intervalos de confianza (ICI). Además, un criterio de validación cruzada se utiliza para seleccionar el valor óptimo del umbral en el método de reducción de ruido LPA-ICI. Se muestra que para diferentes valores de relación señal-a-ruido (SNR), el método propuesto reduce significativamente el ruido presente en las señales registradas. Finalmente, se realiza una discusión sobre las señales procesadas en términos de algunas características temporales del campo eléctrico.Palabras clave: aproximación local polinomial; campo eléctrico; intersección de intervalos de confianza; rayos; reducción de ruido.

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“…Estos parámetros son necesarios para la evaluación y desarrollo de modelos de la descarga de retorno del rayo (Cooray, 2003, Hussein et al, 2008, mientras que desde el punto de vista de ingeniería, el parámetro más importante es el valor pico, ya que a partir de éste se puede estimar el valor pico de la corriente de la descarga de retorno, el cual se emplea en el diseño de los sistemas de protección contra rayos (IEC 62305-1, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Uso de la Transformada de Ondeletas (Wavelet Transform) en la Reducción de Ruidos en las Señales de Campo Eléctrico producidas por Rayos

2012

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ResumenSe analiza el efecto del ruido en el cálculo de parámetros temporales de las señales de campo eléctrico producidas por los rayos empleando un procedimiento basado en la transformada de ondeletas (wavelet trasform) para eliminación de ruido. Se emplearon señales registradas en Bogotá-Colombia las cuales fueron afectadas por el ruido producido por el conversor análogo digital, por el circuito electrónico y por el ruido ambiental. Se procesaron las señales de campo eléctrico para reducir el nivel de ruido presente en dichas señales usando transformada de ondeletas. La efectividad de la técnica propuesta se demostró al analizar los principales parámetros de las señales de campo eléctrico, encontrando diferencias de hasta el 84% al comparar los parámetros de las señales originales respecto de las señales procesadas. En conclusión, la transformada de ondeletas es una técnica adecuada para la reducción del ruido de las señales de campo eléctrico de los rayos. Palabras clave: campo eléctrico de los rayos, técnicas de eliminación de ruido, transformada de ondeletas Use of the Wavelet Transform in Noise Reduction of the Electric Field Signals Produced by Lightning AbstractThe noise effect in determining the temporal parameters in lightning electrical field signals are analyzed using wavelet transforms for noise reduction. Signals recorded in Bogotá-Colombia which were affected by noise from the analog-to-digital converter, from the electronic circuits and from environmental noise were used. By using a wavelet based noise reduction procedure, electric field signals were processed and the level of noise in these signals was reduced. The effectiveness of the proposed technique was demonstrated by analyzing the main parameters of electric field signals, obtaining deviations up to 84% when parameters of the original signals were compared with the ones of the processed signals. In conclusion, the wavelet transform represents an appropriate technique for reducing the noise of lightning electric field signals.

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Correlating the Characteristics of the CN Tower Lightning Return-Stroke Current with Those of Its Generated Electromagnetic Pulse

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Overview of Recent Progress in Lightning Research and Lightning Protection

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Local polynomial approximation and intersection of confidence intervals for removing noise of lightning electric field measurements

Uso de la Transformada de Ondeletas (Wavelet Transform) en la Reducción de Ruidos en las Señales de Campo Eléctrico producidas por Rayos

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