Frequency characteristics of supplying transformer and electrical appliances of residential building in modeling of lightning current distribution

Abstract

Investigations were conducted aimed on examination of frequency characteristics of middle to low voltage distribution transformer used to supply residential buildings. Two methods were used for the investigations. First, the impedances (absolute values and angles) of transformer middle and low voltage windings were measured and registered using precision LCR meter for frequency range from 20 Hz to 10 MHz. These impedance characteristics were also examined using voltage surge generator and digital oscilloscope. Registered voltage and current waveforms were denoised and transformed to frequency domain. Apart from investigation of distribution transformer the frequency characteristic of input impedances of typical household electrical appliances were examined using the LCR meter. The conducted measurements are significant part of investigations concerning the lightning and overvoltage protection of residential buildings, which are conducted at the test site belonging to Rzeszow University of Technology.

Multi-Stroke Lightning Interaction with Wiring Harness: Experimental Tests and Modelling

“…Computer simulations and experimental research conducted there enrich knowledge about the effects of lightning on electrical and electronic circuits [9,17]. The apparatus is also useful for other research in the area of lightning phenomena and their effects [18][19][20].…”

“…Energies 2021, 14, x FOR PEER REVIEW 6 of 16 electrical and electronic circuits [9,17]. The apparatus is also useful for other research in the area of lightning phenomena and their effects [18][19][20].…”

Investigation of Surge Current Distribution in Lightning Protection System and Electrical Installation of Building

“…Zacisk wyjściowy generatora przyłączono, za pomocą przewodu miedzianego (10), do zwodu urządzenia piorunochronnego (2) na dachu budynku. Przewód ten podparto wspornikiem wystającym ponad kalenicę budynku, Ŝeby uzyskać kierunek przepływu prądu zbliŜony do pozycji kanału naturalnego wyłado-wania piorunowego do urządzenia piorunochronnego.…”

“…Przyczyną obu róŜnic jest wartość i charakter impedancji elementów, przez które przepływa prąd, a dokładniej jej zaleŜność od częstotliwości. Przeprowadzone w poprzednich etapach badania impedancji transformatora rozdzielczego, linii napowietrznej, linii kablowej, instalacji elektrycznej [10], a takŜe badania impedancji urzą-dzenia piorunochronnego przeprowadzone w czasie obecnych badań, wykazały silne zmiany modułu i fazy tych impedancji w funkcji częstotliwości.…”

“…Wynika to, między innymi, ze znacznego stopnia złoŜoności impedancji wejściowych tych urządzeń. Koresponduje to z wynikami badań tych impedancji w funkcji częstotliwości [10], na podstawie których stwierdzono, Ŝe większość urządzeń AGD i RTV charakteryzuje się silną zaleŜnością modułu i kąta fazowego impedancji wejściowej od częstotliwości, zwłaszcza w zakresie częstotliwości powyŜej 20 kHz. Prąd przepływający przez urządzenia AGD i RTV, płynie dalej przez skrzynkę licznikową z zainstalowanymi ogranicznikami przepięć, przez linię kablową i uzwojenia nn transformatora.…”