XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN TRONG TIA SÉT ĐÁNH VÀO MỘT ĐỐI TƯỢNG TO LỚN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ĐỀ TÀI XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN TRONG TIA SÉT ĐÁNH VÀO MỘT ĐỐI TƯỢNG TO LỚN Giảng viên hướng dẫn PGS TS ĐÀO NGỌC CHIẾN Học viên cao học ĐẶNG QUỐC ĐƯỜNG SHSV CB110829 Lớp KTTT1 Hà Nội, tháng 012022 XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN TRONG TIA SÉT ĐÁNH VÀO MỘT ĐỐI TƯỢNG TO LỚN Abstract Four model types that could be used to theoretically approximate lightning events currently exist These are namely gas dynamic (physical.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN TRONG TIA SÉT ĐÁNH VÀO MỘT ĐỐI TƯỢNG TO LỚN Giảng viên hướng dẫn Học viên cao học SHSV Lớp : : : : PGS-TS ĐÀO NGỌC CHIẾN ĐẶNG QUỐC ĐƯỜNG CB110829 KTTT1 Hà Nội, tháng 01/2022 XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN TRONG TIA SÉT ĐÁNH VÀO MỘT ĐỐI TƯỢNG TO LỚN Abstract - Four model types that could be used to theoretically approximate lightning events currently exist These are namely gas dynamic (physical) models, electromagnetic models, distributed-circuit models, and “engineering” models In this paper, a modified transmission line (TL) “engineering” modeling approach, which incorporates the presence of a tall object in the lightning path is adopted The associated discontinuity at the lightning channel front is treated by introducing reflected and transmitted components, with constituents that are less influential omitted All computations are performed in the time domain The considered tall structure is the CN Tower and it is represented by either one, three, or five transmission line sections connected in series The lightning channel is represented by two more transmission line sections of variable length The models allow for calculation of current at any height of the CN Tower or the lightning channel and at any time, as needed for determination of the electric and magnetic fields at a distance The approach is applicable to any other tall structure Tóm tắt - Có mơ hình dùng để tính xấp xỉ dịng điện tồn tia sét, bao gồm: mơ hình gas dynamic (physical); electromagnetic; distributed circuit; mơ hình “engineering” Tài liệu tìm hiểu mơ hình modified transmission line (TL) “engineering” xét trường hợp sét đánh vào đối tượng to lớn Tại điểm tiếp xúc tia sét đối tượng, tia sét tách thành thành phần, thành phần phản xạ thành phần xuyên qua, cấu trúc vật liệu đối tượng bỏ qua có ảnh hưởng tới phép tính Tồn phép tính thực miền thời gian Đối tượng to lớn chọn tịa tháp CN Tower, thể thể dạng hoặc đoạn đường truyền nối tiếp Trong đó, tia sét thể đoạn đường truyền có chiều dài thay đổi Mơ hình cho phép tính tồn dòng điện sinh độ cao tòa tháp CN Towe, tương ứng với tia sét thời điểm nào, thơng số cần thiết để tính trường điện từ khoảng cách Mơ hình áp dụng cho tịa nhà hay cơng trình xây dựng to lớn khác Contents I GIỚI THIỆU II MƠ HÌNH HĨA SỰ KIỆN SÉT ĐÁNH TẠI TỊA THÁP CNT III MƠ HÌNH HĨA ĐA ĐOẠN 11 IV TÍNH TỐN DỊNG ĐIỆN .14 V SO SÁNH VỚI MỘT SỰ KIỆN SÉT ĐÃ ĐƯỢC GHI NHẬN 17 VI HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 19 VII KẾT LUẬN 20 I GIỚI THIỆU Sét tượng ấn tượng cổ xưa tự nhiên Mặc dù nghiên cứu thời gian dài, chế xác chưa nghiên cứu đầy đủ, bắt đầu với việc hình thành, di chuyển qua tầng khí khác lớp điện khí hóa kết thúc với việc mây dơng bị tiêu tan Vì khó để dự báo xác thời gian, địa điểm xảy tượng sét đánh, mức tác động gây Tuy nhiên, tượng sét đánh nghiên cứu ghi nhận thời gian dài, nên có nhiều tài liệu liên quan nhiều phương thức để mơ hình hóa tượng [1]-[4] Thực tế, tượng sét đánh quan sát ghi nhận suốt 30 năm tòa tháp CN Tower – Toronto Trong suốt thời gian này, thiết bị đo điện tích liên tục nâng cấp Cho đến tích hợp thành phần cảm biến điện tích tịa tháp, cảm biến trường điện từ đặt cách tòa tháp 2km phía bắc, đồng thời có thiết bị ghi hình đặt 2km 11km tương ứng phía bắc tây tịa tháp Nhiều tài liệu đặc điểm khu vực khảo sát thông số tia sét thu thập ([5]-[9]) Có thể xem thêm số tài liệu khảo sát tài liệu [10], [11] Dòng điện quan sát tháp CNT mơ hình hóa lý thuyết theo mơ hình có sẵn [4] Các liệu sau thu thập dùng để tính tốn dạng sóng vị trí đặt cảm biến dịng nằm cách mặt đất 472m 509m Trong tài liệu này, trước tiên xem xét tổng quát tòa tháp CNT thiết bị đo đạc sử dụng Sau tính tốn chi tiết theo mơ hình dự kiến, mơ hình “engineering” đường truyền dẫn (transmission line - TL) sửa đổi, có xét đến diện đối tượng bị sét đánh tịa nhà cao tầng [12], có số thay đổi bổ sung để phù hợp với đặc điểm không liên tục mặt vật lý trước kênh sét (lightning channel - LC) Phương pháp mơ hình hóa phát triển để áp dụng cho trường hợp sét đánh tịa tháp CNT, áp dụng để nghiên cứu dạng sóng dịng tia sét dự báo trường phát xạ tương ứng cho cơng trình cao lớn khác trước xây dựng Tất liên hệ toán học sử dụng tài liệu thực miền thời gian Cuối cùng, khảo sát kiện thực ghi nhận, đưa số nhận định kết luận II MƠ HÌNH HĨA SỰ KIỆN SÉT ĐÁNH TẠI TỊA THÁP CNT Tịa tháp CNT Toronto hoàn thành tháng năm 1976, sau 40 tháng thi cơng Nó cao 553m nắm giữ kỷ lục tòa nhà cao giới suốt 30 năm Nó cịn cơng trình kiến trúc cao giới dùng để nghiên cứu tượng sét đánh ngày Mặc dù tần suất sét đánh khu vực Toronto vào khoảng lần/km2 năm, riêng với tòa tháp CNT, tần suất sét đánh đạt từ 50 – 70 lần năm Hệ thống chống sét tòa nhà bao gồm cột thu lôi nằm đỉnh, nối tới điện cực nối đất thông qua hệ thống dây đồng chạy bên tòa nhà Tuy nhiên, theo báo cáo tài liệu số [13], phần lớn dịng điện sinh sét nối đất thơng qua cấu trúc bê tông cốt thép theo hiệu ứng bề mặt, theo thiết kế ban đầu tòa nhà Hình minh họa cuộn cảm biến dịng điện đặt cố định tòa nhà vị trí cách mặt đất tương ứng 474m (cuộn cũ) 509m (cuộn mới) Đây cuộn Rogowski, dùng để bắt trực tiếp dòng điện phát sinh sét đánh Dữ liệu thu thập chuyển tiếp thông qua cáp đồng trục (cuộn cũ) cáp quang (cuộn mới) tới số hóa, liệu lưu trữ máy tính, sau xem xét LabView cuối xử lý thủ tục tích hợp đặc biệt Matlab để tái tạo lại dạng sóng dịng điện Hình CNT vị trí đặt thiết bị cảm biến Bermudez et al [14] mơ hình TL (Transmission line) hồn tồn phù hợp để mơ hình hóa kiện sét đánh tịa nhà cao tầng Trong thời gian đầu nghiên cứu, tài liệu kỹ thuật [15]-[17], người ta sử dụng mơ hình “engineering” đơn đoạn đoạn (single and three-section) dựa cách tiếp cận mơ hình hóa TL [18] Nhưng nay, mơ hình “engineering” đoạn dựa tảng mơ hình TL phức hóa sử dụng thay tòa tháp CNT Việc xem xét đoạn mơ hình giúp tái cấu trúc chi tiết Mơ hình bao gồm phản xạ từ hướng truyền tới tia sét (LC- lightning channel) Để mơ hình hóa phép xử lý thành phần phản xạ khúc xạ mức khác tòa tháp kênh sét, người ta sử dụng đồ hình dạng lưới Để hình dung phương thức sử dụng đồ hình lưới, xem xét trường hợp đơn giản, mơ hình đơn đoạn, hình Tuy nhiên nguyên lý đưa áp dụng trực tiếp cho mơ hình đoạn đoạn Chú ý rằng, kênh sét (LC) thể trường hợp tổng quát, phần: ion hóa hồn tồn (đường nét liền) ion hóa khơng hồn tồn (đường nét đứt) tồn kênh sét Trong đó, dịng điện trả xem xét phần ion hóa khơng hồn tồn Hình Mơ hình đơn đoạn Các giả thiết sau áp dụng với mơ hình đơn đoạn, phần lớn chúng áp dụng với mơ hình đoạn đoạn 1) Tòa tháp CNT thể dạng đoạn TL có trở kháng khơng đổi, tính tốn cơng thức Chisholm cho đối tượng hình nón [19] (Zt=110 Ω) 2) Hệ thống nối đất có trở kháng 30Ω (Zg=30Ω) 3) Hệ số phản xạ tính sau: a) kb=(Zt-Zg)/(Zt+Zg); b) kt=(Zt-Zch)/(Zt+Zch); c) kc=(Zch-Zt ch)/(Zch+Zt ch); 4) LC theo hướng thẳng đứng đánh vào đỉnh tòa tháp 5) Chiều dài cực đại LC zMAX=8km 6) LC chia thành phần Trước có luồng sét phản hồi, LC thể dạng TL có trở kháng khơng đổi (Z t ch=495Ω) để tính tốn trạng thái ion hóa khơng hồn tồn Ngay có dịng phản hồi ngược lại LC, lúc LC gồm có thành phần, phần có dịng điện qua bị ion hóa hồn tồn, nên có trở kháng thay đổi (theo chiều hướng giảm) (Z ch=330Ω) Các giá trị sử dụng tương ứng 4.5 x Zt x Zt 7) Tốc độ truyền phần ion hóa khơng hồn tồn LC khơng đổi giả thiết v=1.9e8m/s Chú ý tốc độ giả thiết v=1.0e8m/s trường hợp thức tế hình 11 8) Hằng số phân rã theo cấp số nhân phần ion hóa khơng hồn tồn tuyến truyền LC ψ = 2000m 9) Tốc độ truyền phần ion hóa hồn tồn LC tòa tháp CNT số c=3e m/s (tốc độ ánh sáng) 10) Giả thiết khơng có tượng phân rã phần đường truyền ion hóa hồn tồn tịa tháp CNT 11) Các ảnh hưởng phản xạ, khúc xạ vị trí khác tịa tháp LC theo dõi xem xét biên độ chúng nhỏ 1% so với sóng gốc 12) Tổng hàm Heidler [3] (xem thêm phụ lục) dùng để xấp xỉ dòng sét chèn vào Dòng sét chèn vào điển xen CNT LC Hai dịng có dạng sóng y hệt biên độ tỉ lệ nghịch tương ứng với trở kháng CNT phần ion hóa khơng hồn tồn LC bắt đầu đánh xuống tịa tháp phản xạ ngược lại kênh sét Sóng đánh xuống tịa tháp có tốc độ ánh sáng “c”, sóng truyền lên phần ion hóa khơng hồn tồn LC lại có tốc độ “v” Quan sát biểu đồ mắt lưới hình 3, trước tiên dịng xen đánh xuống tịa tháp CNT Khi xuống tới đáy tịa tháp, có thay đổi trở kháng nên xuất dòng phản xạ Sóng phản xạ ngược lại đỉnh tháp tách thành thành phần phản xạ ngược trở lại đáy tịa tháp, đồng thời có phần khúc xạ vào kênh sét LC Thành phần phản xạ lần lại truyền tới đáy tòa tháp lại xuất thành phần phản xạ khác quay ngược lên đỉnh tháp, trình tiếp tục lặp lại Hình Đồ hình dạng lưới cho mơ hình đơn đoạn Phần sóng gốc khúc xạ vào LC tiếp tục truyền lên phần ion hóa hồn toàn kênh sét với tốc độ ánh sáng, số Hình Dạng sóng dịng điện mơ hình CNT đơn đoạn, đoạn, đoạn với kiện sét đánh tùy chọn Hai thành phần phản xạ khác từ đáy đỉnh Space Deck tính tốn mơ hình đoạn Hai thành phần bố trí gần miền thời gian nên khó để quan sát chúng trục thời gian hình 8, vùng khuếch đại từ t=0.35-0.50µs di=38-42kA/µs để quan sát thành phần rõ Tương tự, để ghi lại xem xét ảnh hưởng chúng đạo hàm dòng điện dạng sóng, nên sử dụng thang thời gian chi tiết hơn, thành phần phản xạ tới từ vị trí cách 9m (xem hình 6) Điều có nghĩa thời gian truyền hết vòng (18m) điểm phản xạ 60ns Vì trục thời gian cần sử dụng đến bước chạy 1ns để tính tốn đạo hàm dịng điện hình 8, bước chạy sử dụng cho tất phép tính tài liệu Đối với mơ hình đơn đoạn đoạn, sử dụng bước chạy 100ns Trong trường hợp hình 9, phần đỉnh trước xem dòng cặp phản xạ Space Deck tương ứng với mơ hình đoạn Có thay đổi khác dạng sóng tính tốn phản xạ đến từ tác động lẫn điểm khơng liên tục tịa tháp CNT từ điểm phản xạ kênh sét LC Những tác động điểm quan sát theo tiến trình thời gian, cộng vào trừ để tính tốn dạng sóng tổng cuối Trong hình cho ta dạng sóng dòng điện độ cao 474m tương ứng với mơ hình phân đoạn khác tịa tháp CNT, hình 10 cho ta thơng tin dạng sóng dòng điện độ cao khác tịa tháp CNT kênh sét LC, tính tốn mơ hình đoạn Chú ý rằng, có độ trễ dạng sóng dịng điện khảo sát cao độ khác nhau, điều cho thấy cần có thời gian để dịng điện truyền xuống tòa tháp với tốc độ ánh sáng “c”, thành phần phản xạ quay ngược lại phần ion hóa khơng hoàn toàn kênh sét với tốc độ “v” Biên độ đỉnh dịng điện tính tốn phụ thuộc vào số lượng thành phần phản xạ khúc xạ, gây dòng điện đáy tòa tháp CNT Cần ý thêm đến dòng cao độ 4000m truyền kênh sét LC, bắt đầu thời điểm 18μs Dạng sóng chi tiết dịng sét tất cao độ tòa tháp CNT kênh sét LC thông số cần thiết để tính tốn trường điện từ khoảng cách V SO SÁNH VỚI MỘT SỰ KIỆN SÉT ĐÃ ĐƯỢC GHI NHẬN Một kiện thực tế ghi nhận cao độ 474m vào ngày 19 tháng năm 2005, dạng sóng đo hình 11, đường màu đen Đây lần đánh trúng #3 tia chớp #11 thời điểm 14:11:43 ngày 19/8/2005 so với lần đánh trúng #2 tia chớp #7 thời điểm 14:13:13 ghi lại tài liệu [24] Có thể thấy dạng sóng ghi nhận chứa nhiều nhiễu Đó tín hiệu từ điểm quan sát 474m tiếp sóng tới thiết bị ghi thông qua cáp đồng Một điều khơng may, ghi nhiễu vị trí 509 khơng lưu lại cho kiện cá biệt (các kiện nhiễu tái tạo lại với cách tiếp cận mơ hình hóa trình bày trên, xem lại tài liệu [25]) Tuy nhiên, tác giả tài liệu dự định nghiên cứu trình bày cách tính tốn trường điện từ tài liệu họ, nên họ tận dụng kiện sét chưa nghiên cứu từ trước (như hình 11), có ghi video liên quan lưu trữ, sử dụng phục vụ cho việc nghiên cứu Hình 11 Dạng sóng dịng xen ghi nhận tính tốn cho kiện ngày 19/8/2005 Dịng xen thích hợp tính tốn từ so sánh dạng sóng dịng quan sát tính tốn cao độ 474m sử dụng mơ hình đoạn Các tham số hàm Heidler tương ứng xem thêm phần phụ lục Với kiện xem xét, dạng sóng xác định thơng qua mơ hình tính tốn bước (với v=1.0e8m/s), để hình dung rõ hơn, chúng mơ tả thang thời gian ngắn hình 11, điểm phản xạ thể mũi tên Chú ý sử dụng v=1.0e8m/s tốc độ truyền tòa tháp chọn (tốc độ ánh sáng), sóng phản xạ âm (negative) từ đáy tịa tháp CNT sóng phản xạ đỉnh phần ion hóa hồn tồn kênh sét LC trùng khớp thời gian ảnh hưởng chúng rõ hình 11 Để thấy rõ thành phần sóng phản xạ từ đỉnh ion hóa hồn tồn kênh sét, xem thêm hình 12, với hai trường hợp v = 1.0e8 m/s v = 1.9e8 m/s thể thang thời gian dài Dễ thấy với v = 1.0e8 m/s dạng sóng gần với dạng sóng ghi nhận Hình 12 Dạng sóng dịng ghi nhận tính tốn cho kiện ngày 19/8/2005 với tốc độ “v” khác Các tham số Heidler tinh chỉnh mơ hình đoạn tịa tháp CNT, kết thu từ mơ hình khơng giúp mơ tả chi tiết dạng sóng mà cịn giúp tính tốn cường độ cách xác Tuy nhiên, hình 11 dạng sóng dịng tính tốn mơ hình đơn đoạn đơn giản thể cách phù hợp biên độ đỉnh dạng sóng dịng điện quan sát được, dạng sóng tái khơng chi tiết với mơ hình đa đoạn Hay nói cách khác, sử dụng mơ hình đoạn hay đoạn dạng sóng tái gần với dạng sóng thực ghi nhận VI HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Mục tiêu tài liệu trình bày lý thuyết kỹ thuật áp dụng để lựa chọn mơ hình phân đoạn phù hợp cho tịa tháp CNT, nhằm tính tốn trường điện từ xuang quanh tịa tháp trường hợp có sét đánh, đưa phép so sánh với đại lượng đo đạc Tác giả hướng tới tìm hiểu riêng rẽ tuyến truyền kênh sét LC, tốc độ truyền kênh sét khác có ảnh hưởng khác tới phép tính Việc thực có ý nghĩa tài liệu Chang et al [26], theo tốc độ truyền kênh sét LC số Trên thực tế, số ghi tốc độ tăng lên sóng truyền ngược lên phần ion hóa khơng hịa tồn kênh sét, lưu khác lại điều ngược lại Cả trường hợp đánh giá thuật toán phát triển tài liệu Tiếp đó, tài liệu khác, ảnh hưởng kênh sét nghiêng góc kênh sét hình khúc khủy xem xét đến, kênh sét khơng thẳng đứng có ảnh hưởng trực tiếp lên trường điện từ xung quanh Một hướng phát triển nghiên cứu nguồn gốc vật lý tia sét điểm kênh sét Điều không đưa tài liệu việc mô bị giới hạn thang thời gian 50 μs, khung thời gian đủ ngắn để loại bỏ ảnh hưởng phần kênh sét LC VII KẾT LUẬN Tài liệu nghiên cứu mơ hình đoạn, cách tiếp cận mơ hình hóa TL miền thời gian tối ưu để mơ tượng sét đánh tịa tháp CNT Các ngun lý đưa mơ hình sử dụng để mô tượng sét đánh tịa nhà hay cơng trình kiến trúc to lớn khác Tài liệu rằng, mơ hình đoạn mơ dạng sóng dịng điện kênh sét gần với quan sét thiết bị đặt tịa tháp CNT Mơ hình đoạn có độ xác thấp kết thu chấp nhận Ngay với mơ hình đơn đoạn đơn giản nhất, số trường hợp đưa đánh giá đầy đủ giá trị đỉnh dòng điện quan sát Do việc tính tốn trường điện từ với mơ hình CNT khác cho sai số đáng kể khơng dạng sóng mà cịn giá trị biên độ sóng đỉnh [20] Tác giả nghiên cứu trình bày sai khác tài liệu khác Hơn nên xác định sóng phản xạ từ kênh sét LC xét đến, phụ thuộc vào tốc độ truyền phần ion hóa khơng hồn tồn LC chọn, mà dạng sóng lần tính tốn khác PHỤ LỤC Mối tương quan dùng để thể dịng kênh sét bản, dạng sóng biên độ dùng để mơ tồn thực tế dòng đánh ngược, đề xuất Heidler thường tham chiếu đến hàm Heidler [3] i ( h, t )  I (t /  ) n (  t / ) e   (t /  ) n (A1) Với: h: Chiều cao mà dịng đánh ngược (return-stroke current) xuất hiện; t: Thời gian; I0: Biên độ dòng điện kênh sở (channel-base current); τ1: Hằng số thời gian trước; τ2: Hằng số thời gian phân rã; n: Số mũ lấy giá trị dải từ đến 10; η: Hệ số sửa biên độ tính theo cơng thức sau    1   exp -( )( n ) n  1   2 (A2) Dạng sóng dòng kênh sét dùng (1)-(5) tổng hàm Heidler (A1) biểu diễn sau: I 01  t /  11  I 02  t /  12  (  t /  21 ) i0 (h, t )  e  e(  t / 22 ) n1 n2 1   t /  11  2   t /  12  n1 n (A3) Công thức phụ thuộc thời gian “t” Nên nhớ rằng, thành phần dòng khác nhau, kết hợp lại tạo dòng tổng cao độ cụ thể, có độ trễ thời gian tương ứng (1)-(5) Các tham số dùng để tổng hợp hàm Heidler thể dòng kênh sét kiện sét đánh tùy chọn thể hình 8-10 sau: I o1  10.7 kA; 11  0.25 s; 21  2.5 s; n  2; I o  6.5kA;12   s; 22  230  s; n2  2; Các tham sô Heidler dùng để tính tốn dịng điện hình 11: I o1  1.5kA; 11  0.15 s; 21   s; n  2; I o  3.5kA; 12  0.25 s; 22  90  s; n2  2; LỜI CẢM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới giáo sư Dr D Pavanello Dr E Petrache phát triển thuật toán MATLAB dùng cho tiền xử lý kiện sét ghi nhận tịa tháp CNT Một phiên có điều chỉnh file code dùng để tính tồn đạo hàm dịng điện ghi nhận cao độ 474m dịng tích hợp tương ứng dùng để xem xét kiện sét từ ngày 19/8/2005 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M A Uman and E P Krider, “Natural lightning: Experimental data and modeling,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol EMC24, no 2, pp 79–112, May 1982 [2] M A Uman, “Comparison of lightning and a long laboratory spark,” Proc IEEE, vol 59, no 4, pp 457–466, Apr 1971 [3] F Heidler, J.M Cvetic, and B V Stanic, “Calculation of lightning current parameters,” IEEE Trans Power Deliv., vol 14, no 2, pp 399–404, Apr 1999 [4] V A Rakov and M A Uman, “Review and evaluation of lightning return stroke models including some aspects of their application,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 40, no 4, pp 403–426, Nov 1998 [5] W Janischewskyj, A M Hussein, V Shostak, I Rusan, J.-X Li, and I.-S Chang, “Statistics of lightning strikes to the Toronto CN Tower (1978–1995),” IEEE Trans Power Deliv., vol 2, no 3, pp 1210–1221, Jul 1997 [6] A M Hussein, W Janischewskyj, M Milewski, V Shostak, J S Chang, and W Chisholm, “Return-stroke current waveform parameters of lightning to the CN Tower (1992–2001),” in Proc 26th Int Conf Lightning Protection (ICLP), Cracow, Poland, Sep 2– 6, 2002, pp 161–166 [7] W Janischewskyj, A M Hussein, M Wiacek,, and J S Chang, “Details of CN Tower flashes utilizing a digital high-speed camera,” in Proc 24th Int Conf Lightning Protection, Birmingham, U.K., Sep 14–18, 1998, pp 101–106 [8] W Janischewskyj, A M Hussein, and V Shostak, “Propagation of lightning current within the CN Tower,” presented at the Int Conf Large Electric High-Tension Syst (CIGRE), SC 33.97, Toronto, ON, Canada, Sep 2–3, 1997 [9] A M Hussein, W Janischewskyj, J.-S Chang, V Shostak, W A Chisholm, P Dzurevych, and Z.-I Kawasaki, “Simultaneous measurement of lightning parameters for strokes to the Toronto Canadian National Tower,” J Geophys Res Atmos., vol 100, no 5, pp 8853–8861, May 1995 [10] V A Rakov, “Transient response of a tall object to lightning,” IEEE Trans Electromagn Compat (EMC), vol 43, no 4, pp 654– 661, Nov 2001 [11] B Kordi, R Moini,W Janischewskyj, A M Hussein, V O Shostak, and A Rakov Vladimir, “Application of the antenna theory model to a tall tower struck by lightning,” J Geophys Res., vol 108, no D17, p 4542, 2003 [12] F Rachidi, V A Rakov, C A Nucci, and J L Bermudez, “The effect of vertically-extended strike object on the distribution of current along thelightning channel,” J Geophys Res., vol 107, p 4699, 2002 [13] T R McComb, H Linck, E A Cherney, and W Janischewskyj, “Preliminarymeasurements of lightning flashes to the CN Tower in Toronto,” Can Electr Eng J., vol 5, no 4, pp 3–9, Oct 1980 [14] J L Bermudez, F Rachidi, W A Chisholm, M Rubinstein, W Janischewskyj, A M Hussein, V Shostak, and J S Chang, “On the use of transmission line theory to represent a nonuniform vertically-extended object struck by lightning,” in Proc IEEE Int Symp Electromagn Compat., 2003, pp 501–504 [15] V Shostak, W Janischewskyj, A M Hussein, J S Chang, and B Kordi, “Return-stroke current modeling of lightning striking a tall tower accounting for reflections within the growing channel and for upward-connecting discharges,” presented at the 11th Int Conf Int Commission on Atmosphere Electricity (ICAE), Huntsville, AL, Jun 7–11 1999 [16] V Shostak, W Janischewskyj, and A M Hussein, “Expanding the modified transmission line model to account for reflections within the continuously growing lightning return stroke channel,” in Proc IEEE Power Eng Society Summer Meet., Seattle, WA, Jul 16–20, 2000, pp 2589–2602 [17] W Janischewskyj, V Shostak, and A M Hussein, “Multi-section lightning-current model of the CN Tower,” in Proc 6th Int Symp Lightning Protection (SIPDA), Santos, Brazil, Nov 19–23, 2001, pp 281–286 [18] M A Uman and D K McLain, “Magnetic field of lightning returnstroke,” J Geophys Res (JGR), vol 74, no 28, pp 6899– 6910, Dec 20, 1969 [19] W A Chisholm, Y L Chow, and K D Srivastava, “Lightning surge response of transmission towers,” IEEE Trans Power App Syst., vol PAS-102, no 9, pp 3232–3242, Sep 1983 [20] I Boev, “Radiated electric andmagnetic fields caused by lightning strokes to the Toronto CN Tower,” Ph.D dissertation, The Edward S Rogers Sr Dept Electr Comput Eng Univ Toronto, Toronto, ON, Canada, 2010 [21] R Rusan, “Computation of electromagnetic fields radiated by lightning strikes to the Toronto CN Tower,” M.A.Sc thesis, The Edward S Rogers Sr Dept Electr Comput Eng Univ Toronto, Toronto, ON, Canada, 1997 [22] E Petrache, F Rachidi, D Pavanello, W Janischewskyj, A M Hussein, M Rubinstein, V Shostak, W A Chisholm, and J S Chang, “Lightning strikes to elevated structures: influence of grounding conditions on currents and electromagnetic fields,” Electromagn Compat 2005, Aug 8–12, 2005 [23] F Rachidi, W Janischewskyj, A M Hussein, C A Nucci, S Guerrieri, B Kordi, and J.-S Chang, “Current and electromagnetic field associated with lightning-return strokes to tall towers,” IEEE Trans Electromagn Compat., vol 43, no 3, pp 356–367, Aug 2001 [24] Pavanello, F Rachidi, W Janischewskyj, M Rubinstein, A M Hussein, E Petrache, V Shostak, I Boev, C A Nucci, W A Chisholm, M Nyffeler, J S Chang, and A Jaquier, “On return-stroke currents and remote electromagnetic fields associated with lightning strikes to tall structures Part II: Experiment and model validation,” J Geophys Res., vol 112, no D13122, p 12, 2007 [25] I Boev, “Development of a five-section model for computing lightning current in the CN Tower,” M.A.Sc thesis, The Edward S Rogers Sr Dept Electr Comput Eng Univ Toronto, Toronto, ON, Canada, 2006 [26] J.-S Chang, A Asakawa, S Wada, W Janischewskyj, K Yamamoto, Z Kawasaki, T Shindo, A M Hussein, Y Uchida, S Iwasaki, J Ueno, D Pavanello, K Matsuura, J L Bermudez, F Rachidi, and V Shostak, “Tall structure lightning return stroke velocity measurements for the CN telecommunication tower,” presented at the 8th Int Symp Lightning Protection (SIPDA), San Paulo, Brazil, Nov 21–25 2005 ĐÔI NÉT VỀ TÁC GIẢ * Ivan Boev (S’10) sinh năm 1974 Sofia, Bulgaria Ông nhận tiến sĩ M.S kỹ thuật lượng điện Đại học kỹ thuật Sofia năm 1998, M.A.Sc kỹ thuật điện trường Đại học Toronto, Canada năm 2006 Hiện ông giáo sư kỹ thuật điện trường Đại học Toronto Ban đầu, ông kỹ sư điện cơng ty vận hành Bulgaria, sau ơng trở thành trợ lý nghiên cứu trường Đại học Toronto, nhóm hệ thống lượng Những nghiên cứu gần ông gồm: power systems transients and dynamics, electromagnetic compatibility, lightning impact on power installations, and EM Pulse generated by lightning to tall structures Ông nhận học bổng Paul Biringer Graduate Scholarship Helmut Brosz Graduate Scholarship năm 2006 nghiên cứu sét Ông nhận giải thưởng the Best Ph.D Presentation the 2008 Cage Club Student Conference tổ chức trường đại học Ontario Institute of Technology (UOIT), Oshawa, ON, Canada * Wasyl Janischewskyj (M’61–SM’69–F’77–LF’94) sinh Prague, Cộng hòa Czech, ngày 21 tháng năm 1925 Ban đầu ông học kỹ thuật điện trường Ukrainian Technical-Husbandry Institute, Regensburg, Đức Sau ơng tiếp tục học trường Technical University of Hanover, Hanover, Đức Ông nhận B.A.Sc M.A.Sc trường Đại học Toronto, ON, Canada năm 1952 1954, tiếp Honorary Doctorate trường Đại học National Technical University of Ukraine, Kyiv Polytechnic Institute, Kyiv, Ukraine, Ukraine năm 1998 Từ năm 1955 đến 1959 ông làm việc Laboratories, Ltd., Kingston, ON Từ năm 1959, ông làm việc trường Đại học Toronto, ban đầu giáo viên, năm 1970 ông phong học hàm giáo sư Từ năm 1964 đến 1970 ơng phụ tá khoa Điện Từ năm 1978 đến 1982 ông trở thành trưởng khoa Khoa học Kỹ thuật ứng dụng Từ năm 1990 ông trở thành giáo sư danh dự trường Từ mùa hè năm 1960 đến 1965, ông với cộng Ontario Hydro tham gia vào dự án Coldwater, nghiên cứu suốt mùa hè phịng thí nghiệm điện cao trung tâm National Research Council, Ottawa Sau ơng hợp tác nghiên cứu với trường Đại học Liverpool, Viện điện cao trường Đại học Kỹ thuật Munich, trường Đại học Federal Rio de Janeiro, phịng thí nghiệm điện cao Electricite de France Trench Electric, Toronto Ông tác giả đồng tác giả 200 tài liệu nghiên cứu xuất lĩnh vực: truyền dẫn lượng điện, ổn định hệ thống điện, điện cao, giao thoa điện từ nghiên cứu sét tác giả sách chương sách khác Dr Janischewskyj thành viên hiệp hội tương thích lượng điện điện từ IEEE Là thành viên chủ tịch sáng lập phân ban IEEE hào quang hiệu ứng trường Là thành viên nhóm nghiên cứu IEEE đánh giá hiệu suất sét đường Transmission Lines Distribution Lines Thành viên Ủy ban kỹ thuật thuộc hiệp hội chuẩn hóa Canadian lĩnh vực chống sét (B 72), thành viên hội nghị quốc tế Hệ thống điện cao (CIGRE) SC 33 36 Ông thành viên số ủy ban kỹ thuật quốc gia quốc tế khác, gồm có IEC TC42, EPRI, COPIMERA, Canadian Electricity Association ...XÁC ĐỊNH DÒNG ĐIỆN TRONG TIA SÉT ĐÁNH VÀO MỘT ĐỐI TƯỢNG TO LỚN Abstract - Four model types that could be used to theoretically approximate lightning events... xét trường hợp sét đánh vào đối tượng to lớn Tại điểm tiếp xúc tia sét đối tượng, tia sét tách thành thành phần, thành phần phản xạ thành phần xuyên qua, cấu trúc vật liệu đối tượng bỏ qua có... để nghiên cứu tượng sét đánh ngày Mặc dù tần suất sét đánh khu vực Toronto vào khoảng lần/km2 năm, riêng với tòa tháp CNT, tần suất sét đánh đạt từ 50 – 70 lần năm Hệ thống chống sét tòa nhà bao