radio-noise levels of ehy transmission lines
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
1/18
IEEE
TRANSACTIONS
ON
POWER APPARATUS
AND
SYSTEMS
Radio-Noise
L e v e l s
of
EHY
T r a n s m i s s i o n L i n e s
B a s e d on
P r o j e c t
EHV
Research
J . J .
LAFOREST, SENIOR MEMBER, IEEE, M. BARETSKY,
J R . ,
MEMBER,
IEEE, AND
D . D .
MACCARTHY, FELLOW,
IEEE
A b s t r a c t - T h e r e s u l t s o f t h r e e
y e a r s
o f e x p e r i m e n t a l
a n d
t h e -
o r e t i c a l r e s e a r c h
o n t r a n s m i s s i o n - l i n e
r a d i o
n o i s e
a t
P r o j e c t
EH V
a r e
p r e s e n t e d .
C o m p u t e r p r o g r a m s
w e r e
d e v e l o p e d
t o
p r o c e s s
t h e
d a t a o n
a
s t a t i s t i c a l
b a s i s ,
a n d a s o ut p ut
p r o v i d e
b o t h h i s t o g r a m s
a n d r e g r e s s i o n
a n a l y s e s
f o r
f o u r t e s t
c o n f i g u r a t i o n s
o p e r a t e d
a t
t h e
5 0 0 -
a n d
7 0 0 - k V
l e v e l s . F a i r
w e a t h e r r a d i o - n o i s e l e v e l s
w e r e
f o u n d
t o b e
s i g n i f i c a n t l y a f f e c t e d
b y
r e l a t i v e h u m i d i t y ,
r e l a t i v e
a i r
d e n s i t y ,
a n d a b s o l u t e
v a l u e
o f
w i n d
v e l o c i t y ,
a n d
t h e s e
r e l a t i o n s h i p s
a r e
d i s c u s s e d .
W e t - w e a t h e r
e f f e c t s
a r e p r e s e n t e d a n d d i s c u s s e d . B o t h
f a i r - w e a t h e r
a n d
w e t - w e a t h e r e x p e r i m e n t a l r e s u l t s a r e
i n c o r p o r a t e d
i n a t h e o r e t i c a l
a n a l y s i s
o f
t r a n s m i s s i o n - l i n e
r a d i o
n o i s e
r e s u l t i n g
i n
a
p r o c e d u r e
w h i c h e n a b l e s t h e
t r a n s m i s s i o n - l i n e d e s i g n e r
t o
p r e d i c t ,
i n
a d v a n c e
o f c o n s t r u c t i o n ,
a v e r a g e f a i r - w e a t h e r
a n d
w e t -
w e a t h e r
r a d i o - n o i s e p r o f i l e s
f o r
EH V t r a n s m i s s i o n l i n e s .
I N T R O D U C T I O N
RESEARCH o n
r a d i o - n o i s e ( R I ) a t P r o j e c t
EHV h a s
b e e n
d i r e c t e d
t o w a r d
e s t a b l i s h i n g
p r o c e d u r e s
t o
p r e d i c t t h e
a v e r a g e RI
l e v e l s
o f
EHV l i n e s
d u r i n g
f a i r
w e a t h e r
a n d
r a i n . T h e o r e t i c a l
s t u d i e s w e r e m a d e
f i r s t t o
p r o v i d e a
f r a m e w o r k
f o r
t h e
e x p e r i m e n t a l s t u d i e s
t o
f o l l o w
[ 1 ] - [ 3 ] .
T h e e x p e r i m e n t a l
s t u d i e s
w e r e
p e r f o r m e d
d u r i n g
2 1 / 2 y e a r s
o f
t e s t i n g
[ 4 ] - [ 5 ] .
T h e
p u r p o s e
o f
t h i s
p a p e r
i s t o o u t l i n e t h e
e x p e r i m e n t a l
r e s e a r c h a n d
t o
p r e s e n t
p r o c e d u r e s
f o r
p r e d i c t i n g
a v e r a g e
RI
l e v e l s
i n
f a i r
w e a t h e r
o r i n r a i n .
T h e o r e t i c a l s t u d i e s
o f
t h e f o l l o w i n g
t h r e e
b a s i c
a s p e c t s
w e r e
n e c e s s a r y
t o a t t a i n t h e
g o a l
o f
p r e d i c t i n g
RI l e v e l s :
1 ) RI g e n e r a t i o n
2 ) p r o p a g a t i o n
3 ) f i e l d
f a c t o r s .
T h e
p r o p a g a t i o n a n d
f i e l d f a c t o r
c h a r a c t e r i s t i c s
h a v e
b e e n
i n v e s t i g a t e d
o n o t h e r
l i n e s
[ 6 ] - [ 7
] W i t h t h e e x c e p t i o n
o f
s h o r t - t o - l o n g - l i n e r a t i o s
a n d l a t e r a l
p r o f i l e s ,
m o s t o f
t h e
e x p e r i m e n t a l
w o r k
a t
P r o j e c t
EHV c o n c e r n e d f a c t o r s
w h i c h
i n f l u e n c e
t h e R I
g e n e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s
o f
c o n -
d u c t o r s
d u r i n g
f a i r
w e a t h e r
a n d
r a i n .
T E S T
S E T U P
RI
d a t a w e r e r e c o r d e d a t t h r e e
m e a s u r i n g l o c a t i o n s o n
t h e
P r o j e c t EH V
l i n e f o r a
2 1 / 2 - y e a r
p e r i o d .
T h e
c o n -
f i g u r a t i o n s
t e s t e d a n d
t h e
l i n e
c o n d i t i o n s
a r e
l i s t e d
i n
T a b l e I .
A
t y p i c a l
a r r a n g e m e n t
o f
t h e RI
m e t e r s a t
a
m e a s u r i n g
l o c a t i o n
c a l l e d S t a t i o n
1
i s
s h o w n i n
F i g .
1 .
P a p e r
3 1 TP
6 5 - 7 0 6 ,
r e c o m m e n d e d
a n d
a p p r o v e d b y
t h e
T r a n s -
m i s s i o n
a n d
D i s t r i b u t i o n C o m m i t t e e
o f
t h e IEEE
P o w e r
G r o u p
f o r
p r e s e n t a t i o n
a t
t h e
IEEE
Summer P o w e r
M e e t i n g ,
D e t r o i t , M i c h . ,
J u n e
2 7 - J u l y 2 ,
1 9 6 5 .
M a n u s c r i p t
s u b m i t t e d M a r c h
2 9 ,
1 9 6 5 ;
m a d e a v a i l a b l e
f o r
p r i n t i n g
A p r i l 2 8 ,
1 9 6 5 .
T h e
a u t h o r s
a r e w i t h
G e n e r a l
E l e c t r i c
C o m p a n y , P i t t s f i e l d ,
M a s s .
T h e m e t e r s
a r e a r r a n g e d
t o
y i e l d t h r e e
p o i n t s
o n t h e
l a t e r a l
p r o f i l e t o g e t h e r w i t h a n
a d d i t i o n a l m e t e r down
t h e
l i n e a n d a n o t h e r f o r r e a d i n g s a t 1 5 0 k c / s . The m e a s u r i n g
f r e q u e n c y
f o r t h e
d a t a
r e p o r t e d i s 1 . 0 4
m c / s .
O p e r a t i o n a l
d e t a i l s
o f
t h e s e m e a s u r e m e n t l o c a t i o n s
w e r e d e s c r i b e d
i n
p r e v i o us p a p e r s
[ 4 ] - [ 5 ] .
DATA H A N D L I N G AN D S T A T I S T I C A L A N A L Y S I S
P R O C E D U R E
D u r i n g
t h e 2 1 / 2 y e a r s o f
t e s t i n g ,
1 2
m i l l i o n
e l e c t r i c a l ,
m e c h a n i c a l , a n d
m e t e o r o l o g i c a l m e a s u r e m e n t s w e r e
r e -
c o r d e d .
A
v a l u a b l e
a d d i t i o n
t o
t h e
p r o c e s s i n g
p r o c e d u r e s
p r e v i o u s l y d e s c r i b e d [ 4 ] - [ 5 ]
w a s t o
a s s i g n
t o
e a c h d a t a
s c a n
a n u m e r i c w e a t h e r c o d e w h i c h
w a s
u s e f u l f o r
c o m p u t e r
a n a l y s i s
o f
t h e d a t a .
T a b l e I I g i v e s
t h e c o d i n g s c h e m e .
B e c a u s e
o f i n f r e q u e n t
o c c u r r e n c e , n o t
a l l
o f t h e w e a t h e r
c o n d i t i o n s
l i s t e d
a r e d i s c u s s e d i n
t h i s p a p e r .
M a s t e r
f i l e s
o f
e l e c t r i c a l a n d
m e t e o r o l o g i c a l r e c o r d i n g s
a t
t h e
t h r e e
d a t a - a c q u i s i t i o n c e n t e r s
w e r e
g r o u p e d
i n t o
s i n g l e
r e c o r d s
c o v e r i n g
t h e
e n t i r e
l e n g t h
o f
l i n e .
T h e s e
m a s t e r
f i l e s
c o n t a i n e d o n l y
d a t a t h a t
w a s
p e r t i n e n t t o t h e
a n a l y s i s
a n d h a d met
s p e c i f i c
e d i t i n g
r e q u i r e m e n t s
d e -
t e r m i n e d
b y p r e l i m i n a r y a n a l y s i s .
C o m p u t e r
p r o g r a m s
w e r e w r i t t e n
t o
a c c e p t t he m a s t e r
f i l e s a s
i n p u t
a n d t o p r o v i d e t h e f o l l o w i n g o u t p u t i t e m s :
1 ) r e p o r t s
2 ) h i s t o g r a m s
3 ) r e g r e s s i o n a n a l y s e s .
T h e s e
o u t p u t s p r o v i d e d
i n f o r m a t i o n
o n
t h e
e f f e c t
o f
t h e
w e a t h e r
v a r i a b l e s
o n RI
g e n e r a t i o n . S p e c i a l
t e s t s o f
s h o r t
d u r a t i o n ,
s u c h
a s
v o l t a g e r u n s ,
w e r e
a n a l y z e d
f r o m
t h e
r e p o r t s .
T h e
r e p o r t o u t p u t
h a s
b e e n d e s c r i b e d
i n a
p r e v i o u s
p a p e r [ 4 ] .
V a l u e s
o f
1 9 s e l e c t e d m e a s u r e m e n t s
w e r e
p r i n t e d
o u t f o r a l l
c o n f i g u r a t i o n s
f o r
t h e e n t i r e t e s t i n g
p e r i o d
l i s t e d i n
T a b l e
I . S t u d y
o f
t h e s e
p r i n t o u t s
p r o v i d e d
v a l u a b l e
i n s i g h t i n c a l l i n g
f o r h i s t o g r a m s a n d
r e g r e s s i o n
a n a l y s e s .
T h e
p r i n t o u t s
w e r e a l s o v a l u a b l e
i n
s e t t i n g
l i m i t s a n d
c o n t r o l s
f o r
t h e s e
o u t p u t s
a n d
i n
e l i m i n a t i n g
b a d
d a t a .
T w o - w a y h i s t o g r a m s
w e r e o n e
o f t h e
b a s i c t o o l s o f
t h e
a n a l y s i s
p r o c e d u r e .
T h e s i z e a n d
d e s c r i p t i o n
o f
t h e
o r d i n a t e
a n d
a b s c i s s a
w e r e s e t
b y i n p u t
c o n t r o l s ,
a s w e r e
o t h e r
c o n s t r a i n t s t o l i m i t d a t a w i t h i n c e r t a i n
b o u n d s .
F i g u r e
2
i s a
t y p i c a l h i s t o g r a m
u s e d i n t h i s
a n a l y s i s
t o
r e l a t e 3 -
p h a s e
c o r o n a l o s s
( C L 3 P H A )
i n
k W / m i l e
t o
RI
i n d e c i b e l s
m e a s u r e d
1 0 0
f e e t f r o m
t h e o u t s i d e
p h a s e
a t S t a t i o n
1
( R N S Y 1 4 ) .
T h e
d a t a
i n t h i s
h i s t o g r a m
w e r e
r e c o r d e d
1 2 1 3
VOL.
P A S - 8 5 ,
NO.
1 2
D E C E M B E R ,
1 9 6 6
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
2/18
IEEE TRANSACTIONS ON POWER APPARATUS AND
SYSTEMS
TABLE
I
D E S C R I P T I O N
OF
T E S T
C O N D I T I O N S
FOR R A D I O - N O I SE A N A L Y S I S
G r a d i e n t s
From
To
L i n e
C o n d u c t o r P h a s e
k V , / c m
L e n g t h
T e s t V o l t a g e ,
C o d e
S p a c i n g ,
o f
L i n e ,
N o .
Y e a r
Day
Hour
Day
Hour kV Name f e e t
E 0
E o
m i l e s
R e m a r k s
L i n e s
E n e r g i z e d F r o m N o r t h
S t a t i o n
Ni
1 9 6 1 0 1 3
0 0 0 0 0 3 0
1 1 4 0 4 8 3 3 8 . 5
2 2 . 8 6
2 2 . 2 1
0 . 6
N 2 , 3
1 9 6 1
0 3 0
1 2 0 0
1 2 1 0 7 4 0 5 0 0
1 - S p e c i a l
3 8 . 5 2 3 . 6 6 2 2 . 9 9
0 . 6
N4
1 9 6 1
1 2 1 0 7 4 4
1 5 0 1 0 4 0 5 2 5 3 8 . 5 2 4 . 8 4 2 4 . 1 4
0 . 6
N7
1 9 6 1 1 9 5
1 6 4 0 2 8 2 0 8 0 0 5 0 0 3 8 . 5
2 3 . 3 1
2 2 . 4 6
4 . 3
N8
1 9 6 1 2 8 2 0 8 2 0
3 2 9
1 0 2 0 5 2 5
3 8 . 5 2 4 . 4 8 2 3 . 5 8
4 . 3
N1 2
1 9 6 1 , 1 9 6 2
3 5 2 1 6 3 0
0 4 7 1 2 4 0 5 0 0
2 - P l o v e r
2 0 . 0 2 7 . 0 1 2 5 . 0 2
0 . 6
1 9 6 2
0 9 4
1 7 4 0
0 9 9
0 8 0 0
5 0 0
2 0 . 0
2 7 . 0 1
2 5 . 0 2
0 . 6
N13
1 9 6 2
0 4 7
1 7 0 0 0 6 0
1 3 2 0 5 0 0 2 0 . 0 2 7 . 0 1 2 5 . 0 2 0 . 6
1 0 3 5
a m p e r e h e a t i n g - c u r r e n t
N2 0
1 9 6 2
1 4 4 1 3 5 0 1 9 7 0 7 2 0
7 0 0 4 5 . 5 2 3 . 8 0
2 2 . 7 9
0 . 6
1 9 6 2
2 0 1
1 6 4 0 2 1 1
1 4 4 0 7 0 0
3 - P l o v e r
4 5 . 5 2 3 . 8 0
2 2 . 7 9
0 . 6
1 9 6 2
2 1 5
1 6 4 0 2 2 6 0 8 4 0
7 0 0
4 5 . 5
2 3 . 8 0 2 2 . 7 9 0 . 6
L i n e s E n e r g i z e d F r o m S o u t h S t a t i o n
S 1
1 9 6 2
0 9 4
1 7 2 0 1 6 5
1 5 0 0 5 2 5 3 8 . 5 2 4 . 4 8
2 3 . 5 8
3 . 7
1 9 6 2
1 8 7
1 6 2 0
2 2 8 1 3 0 0
5 2 5
3 8 . 5 2 4 . 4 8 2 3 . 5 8
3 . 7
1 9 6 2 3 1 1
1 4 0 0
3 3 0
0 8 4 0
5 2 5
2 - P l o v e r
3 8 . 5 2 4 . 4 8
2 3 . 5 8 3 . 7
1 9 6 2 , 1 9 6 3
3 5 1
1 0 2 0 0 7 3
0 8 4 0
5 2 5
3 8 . 5
2 4 . 4 8 2 3 . 5 8
3 . 7
N o t e s :
T e s t
c o n d i t i o n s
n o t
a l w a y s
c o n t i n u o u s
d u r i n g
i n t e r v a l
b e c a u s e
o t h e r t e s t s
may
h a v e
b e e n
i n t r o d u c e d .
1 - S p e c i a l : S i n g l e
e x p a n d e d
ACSR
c o n d u c t o r
2 . 3 2 - i n c h d i a m e t e r
p e r p h a s e .
2 - P l o v e r :
Tw o
ACSR
1 . 4 6 5 - i n c h
d i a m e t e r
c o n d u c t o r s
p e r p h a s e ,
i n t r a b u n d l e
s p a c i n g
1 8 i n c h e s .
3 - P l o v e r : T h r e e
ACSR
1 . 4 6 5 - i n c h
d i a m e t e r
c o n d u c t o r s
p e r
p h a s e ,
i n t r a b u n d l e
s p a c i n g
1 8
i n c h e s ,
t r i a n g l e a p e x
u p .
E 1 - A v e r a g e s u r f a c e g r a d i e n t
o f
c e n t e r - p h a s e
b u n d l e .
E o - A v e r a g e
s u r f a c e
g r a d i e n t
o f o u t s i d e - p h a s e
b u n d l e s .
E
N
S
# 5 1
l
i 1 0 4 M c
w
I ,
QRI
M E T E R
F
3
_ I
7_
I r1 . O 4 M C
1 . 0 4 M C
1 1 5 0 K C
0
3 8 . 5
F T - 2 0
F T
F O R
T
2 3 7 F T
F O A
S O O
K V
C O N F
F T
i D
= 4 5 . 5
F T
F O R °
F i g . 1 . P o s i t i o n
o f
RI
m e t e r s
r e l a t i v e t o
7 0 0
K V C O N E
6 t e s t l i n e
a t
S t a t i o n 1 ( n o r t h e n d o f l i n e ) .
1 7 T 0 4 M C
WT
*
6
6 o
2 6 0 3 0 0 4 6 0
5 0 0
6 0 0
7 0 0
8 0 0 9 0 0
D I S T A N C E
F R O M N O R T H S T A T I O N W A V E T R A P S
( F E E T )
TABLE I I
WEATHER C O D E
N o .
D e s c r i p t i o n
N o .
D e s c r i p t i o n
0 1
Rain-Heavy-Steady 1 8
F r o s t - M e d i u m
0 2
R a i n - H e a v y - I n t e r m i t t e n t
1 9
F r o s t - L i g h t
0 3
Rain-Medium-Steady
2 0
Dew-Heavy
0 4
R a i n - M e d i u m - I n t e r m i t t e n t
2 1 Dew-Medium
0 5
R a i n - L i g h t - S t e a d y
2 2 Dew-Light
0 6
R a i n - L i g h t - I n t e r m i t t e n t
2 3 Fog-Heavy
0 7
R a i n - T r a c e - S t e a d y
2 4 F o g - M e d i u m
0 8
R a i n - T r a c e - I n t e r m i t t e n t
2 5 F o g - L i g h t
0 9
Snow-Heavy-Steady
2 6 F a i r - C l o u d y
1 0
S n o w - H e a v y - I n t e r m i t t e n t
2 7 H a z e
1 1
Snow-Medium-Steady
2 8 F r e e z i n g R a i n
1 2
S n o w - M e d i u m - I n t e r m i t t e n t
2 9
S l e e t
1 3
Snow-Light-Steady
3 0
H a i l
1 4
S n o w - L i g h t - I n t e r m i t t e n t
3 1
I c e a f t e r
F r e e z i n g
R a i n
1 5 Snow-Trace-Steady
3 2
Wet
C o n d u c t o r
a f t e r
R a i n
1 6 S n o w - T r a c e - I n t e r m i t t e n t
3 3
S n o w y / W e t
C o n d u c t o r
a f t e r
Snow
1 7 F r o s t - H e a v y
3 4
Wet
C o n d u c t o r a f t e r
F r o s t
M e l t
1 2 1 4
DECEMBER
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
3/18
LAFOREST ET A L . : RADIO-NOISE OF EHV
LINES
M B A R E T S K Y 0 9 / 2 8 / 6 4 RADIO
NOISE ANALYSIS-ROUND 5
S I N G L E S P E C I L A L C O N D U C T O R AT 5 0 0
K V
-
H 1 2 6 TO H 1 3 7
H I S T O G R A M
O F
R N S Y 1 4 V E R S U S
C L 3 P H A
FROM
1 0 9 7 1 5 4 0 . T H R O U G H 1 1 2 1 0 7 4 0 .
DATA I N C L U D E D
F O R
L A G W T
F R O M
1 . 0 0 0 T H R O U G H
8 . 0 0 0
DATA
I N C L U D E D F O R
V O L T P 1 FROM
490.000 T H R O U G H 5 1 0 . 0 0 0
C L 3 P H A
M A X I M U M
2 3 6 . 7 7 1 AT T I M E
1 1 1 5 1 1 0 8 .
M I N I M U M 0 . 6 3 2 AT T I M E
1 1 0 8 0 8 4 6 .
R N S Y 1 4
M A X I M W M
7 2 . 5 0 0 AT T I M E 1 1 1 5 1 1 0 4 .
MINIMM
5 1 . 4 0 0 AT T I M E 1 1 0 8 0 8 4 8 .
C L 3 P H A
2 0 . 0 0 0
6 0 . 0 0 0
1 0 0 . 0 0 0
1 4 0 . 0 0 0
1 8 0 . 0 0 0 2 2 0 . 0 0 0
4 0 . 0 0 0
8 0 . 0 0 0
1 2 0 . 0 0 0 1 6 0 . 0 0 0
2 0 0 . 0 0 0 2 4 0 . 0 0 0
R N S Y 1 4
T O T A L
0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0.0006
0 .
0 . 0 . 0 . 0 0 0 6
7 2 . 0 0 0
0 .
0 .
0 . 0 .
0 . 0 0 1 8 0 . 0 0 5 4
0 . 0 0 3 6 0 . 0 0 0 6
0 . 0 0 1 8 0 . 0 0 0 6
0 . 0 0 2 4 0 . 0 0 2 4 0 . 0 . 0 1 8 6
7 0 . 0 0 0
0 . 0 . 0 . 0 0 6 6 0 . 0 3 1 8
0 . 1 4 1 6 0 . 0 8 4 0 0 . 0 2 7 0 0 . 0 1 3 8
0 . 0 1 1 4 0 . 0 0 6 0 0 . 0 0 0 6
0 . 0 0 1 2
0 .
0 . 3 2 3 9
6 8 . 0 0 0
0 . 0 . 0 0 4 8 0 . 0 1 9 8
0 . 0 8 3 4
0 . 1 0 6 2
0 . 0 4 4 4 0 . 0 2 1 6 0 . 0 0 4 8
0 . 0 . 0 . 0 .
0 .
0 . 2 8 4 9
6 6 . 0 0 0
0 . 0 0 4 8 0 . 0 3 4 8 0 . 0 3 7 2 0 . 0 4 2 0 0 . 0 1 2 0 0 . 0 0 1 2
0 .
0 . 0 .
0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 1 3 2 0
6 4 . 0 0 0 0 . 0 5 4 0 0 . 0 3 9 0 0 . 0 1 5 0
0 . 0 0 1 8 0 . 0 .
0 .
0 .
0 .
0 .
0 . 0 . 0 .
0.1098
6 2 . 0 0 0
6 0 -
0
0 . 0 5 0 4
0 . 0 1 1 4 0 . 0 .
0 . 0 . 0 .
0 .
0 . 0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0 6 1 8
6 0 . 0 0 0
0 . 0 3 7 8 0 . 0 0 3 6
0 .
0 . 0 . 0 .
O .
0 .
0 . 0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0 4 1 4
5 . 0 0 0 . 0 1 9 8
0 .
0 . 0 .
0 . 0 . 0 .
0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 1 9 8
5 6 . 0 0 0
0 . 0 0 4 2 0 . 0 .
0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 .
0 .
0 . 0 . 0 .
0 . 0 0 4 2
5 4 . 0 0 0
0 . 0 0 2 4 0 .
0 .
0 .
0 . 0 .
0 .
0 . 0 .
0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0 0 2 4
5 2 * 0 0 0 0 . 0 0 0 6 0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0 .
0 .
0 . 0 . 0 . 0 . 0 .
0 . 0 0 0 6
5 0 . 0 0 0
0 . 0 . 0 .
0 .
0 .
0 .
0 .
0 .
0 .
0 .
0 . 0 .
0 .
0 .
TOTALS
0 . 1 7 4 0
0 . 0 9 3 6
0 . 0 7 8 6
0 . 1 5 9 0
0 . 2 6 1 5 0 . 1 3 5 0
0 . 0 5 2 2 0 . 0 1 9 2 0 . 0 1 3 2 0 . 0 0 7 2 0 . 0 0 3 0
0 . 0 0 3 6 0 .
O B S E R V A T I O N S 1 6 6 7 .
T W O - M I N U T E E Q U I V A L E N T S
1 6 6 7 .
F i g .
2 .
Two-way h i s t o g r a m r e l a t i n g
R I
w i t h c o i n c i d e n t
3 - p h a s e
c o r o n a l o s s .
d u r i n g
t h e t i m e
p e r i o d
f r o m
d a y
0 9 7 a t
1 5 4 0
h o u r s
i n
1 9 6 1
t o
d a y
1 2 1
a t 0 7 4 0
i n
1 9 6 1 .
F u r t h e r
r e s t r i c t i o n s
i m p o s e d
o n
t h i s
h i s t o g r a m
w e r e :
1 )
O n l y t h o s e
d a t a w e r e i n c l u d e d
w h e n t h e
w e a t h e r
c o u l d b e c l a s s i f i e d a s
o n e o f
e i g h t
p o s s i b l e
r a i n
c o n d i t i o n s ,
LGWTHR
1
t o 8
( T a b l e I I ) .
2 ) O n l y
s c a n s w e r e
i n c l u d e d w h e r e
t h e
v o l t a g e
w a s
w i t h i n t h e
r a n g e
o f
4 9 0 t o 5 1 0 k Y .
F o r
t h i s
p a r t i c u l a r c a s e ,
t h e
o r d i n a t e a n d a b s c i s s a w e r e
d i v i d e d
i n t o
1 1
i n c r e m e n t s
b e t w e e n a n
u p p e r
a n d
l o w e r
l i m i t . V a l u e s l a r g e r a n d s m a l l e r t h a n t h e
l i m i t s
w e r e
r e -
c o r d e d
a t
t h e
e x t r e m e
o f e a c h
a x i s ,
r e s u l t i n g
i n
a
1 3
b y
1 3
m a t r i x .
V a l u e s
g i v e n
i n t h i s
h i s t o g r a m
a r e i n
p e r - u n i t
w h e r e
1
p u
i s
e q u a l
t o t h e
t o t a l n u m b e r o f
2 - m i n u t e
e q u i v a l e n t
s c a n s
l i s t e d a t
t h e
b o t t o m
o f
F i g .
2 .
The
t w o -
way h i s t o g r a m
i s
a d v a n t a g e o u s
i n
a n a l y z i n g
t h e
l a r g e
q u a n t i t i e s
o f d a t a a c c u m u l a t e d
d u r i n g
t h e
v a r i o u s t e s t s .
The
f r e q u e n c y
o f
s i m u l t a n e o u s o c c u r r e n c e
o f t w o
e v e n t s ,
i n
t h i s
c a s e v a l u e s
o f
RI
a n d c o r o n a
l o s s , h e l p s
i n
r e c o g -
n i z i n g
c o r r e l a t i o n s b e t w e e n v a r i a b l e s
a n d
i n
c h o o s i n g
t h e
f o r m
o f
t h e v a r i a b l e s t o
b e
i n v e s t i g a t e d b y r e g r e s s i o n
a n a l y s i s . R e s t r i c t i n g
o t h e r
c o i n c i d e n t
v a r i a b l e s
t o
s p e c i f i e d
b o u n d s
s t r e n g t h e n s
r e c o g n i t i o n
o f
t h e c o r r e l a t i o n
b e t w e e n
v a r i a b l e s ,
i f o n e e x i s t s .
C a r e must
b e u s e d
i n
r e s t r i c t i n g
d a t a ,
o r
t h e
s a m p l e
may
b e c o m e
t o o
s m a l l t o
y i e l d
r e l i a b l e
r e s u l t s .
To
p r o v i d e
a
s a t i s f a c t o r y
f i n a l
a n a l y s i s
w h e r e
s e v e r a l
v a r i a b l e s w e r e
t o
b e
a n a l y z e d
s i m u l t a n e o u s l y ,
a
r e g r e s s i o n
p r o g r a m
w a s
p r e p a r e d
c o n t a i n i n g
t h e
s a m e c o n s t r a i n t
c o n t r o l s
f o r
d a t a a c c e p t a n c e
a s
d e s c r i b e d
f o r
t h e
h i s t o -
g r a m . T h e h i s t o g r a m s a s s i s t e d
i n
p o s t u l a t i n g
m a t h e m a t i c a l
m o d e l s d e s c r i b i n g
r a d i o
n o i s e
a s
a
f u n c t i o n
o f
i n d e p e n d e n t
v a r i a b l e s .
K n o w l e d g e
o f t h e
p h y s i c s
o f
t h e
s y s t e m
a i d e d i n
r e c o g n i z i n g
c h a n c e
r e l a t i o n s h i p s
w h i c h w e r e
t h e n
o m i t t e d
f r o m
t h e m o d e l .
T h e
r e g r e s s i o n
a n a l y s i s
w a s u s e d
t o s o l v e
f o r
t h e
c o -
e f f i c i e n t s
o f t h e
i n d e p e n d e n t
v a r i a b l e s o f t h e m o d e l
b a s e d
o n
t h e r e c o r d e d d a t a a v a i l a b l e .
C o e f f i c i e n t s
f o r
t h e
i n d e -
p e n d e n t
t e r m s w e r e
d e t e r m i n e d
b y
t h e m e t h o d o f
l e a s t
s q u a r e s u s i n g
a
c o m p u t e r p r o g r a m
w h i c h
i n c o r p o r a t e s
f e a t u r e s o f
t h e W e i g h t e d
R e g r e s s i o n A n a l y s i s P r o g r a m
(WRAP) [ 8 ] .
The
o u t p u t
o f
t h e
r e g r e s s i o n p r o v i d e d
a
m a t h e m a t i c a l
e x p r e s s i o n
w i t h t h e
c o e f f i c i e n t s o f
e a c h t e r m
d e f i n e d
b y
t h e
e x p r e s s i o n :
RI
=
a o
+
a i x
+
a 2 y + a 3 z .
w h e r e
R I - r a d i o
n o i s e ,
dB
x , y , z .
.
- i n d e p e n d e n t
v a r i a b l e s f r o m m o d e l
a n , . . .
- c o e f f i c i e n t s
a s
d e t e r m i n e d
b y r e g r e s s i o n
a n -
a l y s i s .
T h e
r e g r e s s i o n
p r o g r a m
a l l o w s
a
s e l e c t i o n o f
u p
t o 5
d e p e n d e n t
a n d
1 5
i n d e p e n d e n t
v a r i a b l e s
f o r
e a c h
o f
u p
t o
1 9 6 6
1 2 1 5
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
4/18
IEEE
TRANSACTIONS ON POWER APPARATUS
AND
SYSTEMS
1 0
s e p a r a t e r e g r e s s i o n
a n a l y s e s f o r e a c h pass o f
t h e m a s t e r
f i l e
t a p e s .
A ' w e i g h t e d ,
m u l t i p l e ,
l i n e a r
r e g r e s s i o n
i s per-
f o r m e d
f o r
e a c h
o f t h e
d e p e n d e n t
v a r i a b l e s
u s i n g
t h e i n d e -
p e n d e n t v a r i a b l e s
i n i t i a l l y
s p e c i f i e d .
S e l e c t i v i t y o f
v a r i -
a b l e s i s
p o s s i b l e ,
a n d t r a n s f o r m a t i o n
o f
t h e
o r i g i n a l d a t a
i n t o a p p r o p r i a t e
f o r m s ,
f o r
e x a m p l e
w i n d
s p e e d
t o a
s p e c i f i e d
power,
i s
p e r m i t t e d
b e f o r e t h e f i n a l
a n a l y s i s .
E l i m i n a t i o n
o f
n o n s i g n i f i c a n t v a r i a b l e s
i s
m a d e ,
b a s e d
on
a
c o n t r o l - c a r d
i n p u t
o f
minimum
a c c e p t a b l e
p r o b a b i l i t y
l e v e l . E a c h
e x p r e s s i o n w i t h n o n s i g n i f i c a n t
t e r m s r e m o v e d
i s p r o v i d e d
i n t h e
o u t p u t
a l o n g
w i t h t h e
p r o b a b i l i t y
l e v e l
o f
t h e
d e l e t e d
t e r m .
T h i s
process
t e r m i n a t e s when
a l l
r e m a i n i n g
t e r m s m e e t
t h e
r e q u i r e d p r o b a b i l i t y
l e v e l ,
u s u a l l y s p e c i f i e d
as
9 8
p e r c e n t .
The
p r i n t e d
o u t p u t
c o n t a i n s t h e
i m p o r t a n t
d a t a u s e d i n
t h e
c a l c u l a t i o n s
o f t h e
f i n a l
e x p r e s s i o n s .
T h e s e
are
v a l u a b l e
i n
u n d e r s t a n d i n g
t h e f i n a l
e x p r e s s i o n
a n d r e l a t i o n b e t w e e n
t e r m s .
The
o u t p u t
a l s o l i s t s f o r
e a c h
r e g r e s s i o n a n a l y s i s
t h e
c o r r e l a t i o n
c o e f f i c i e n t s ,
sum
o f t h e
squares, d e g r e e s
o f
f r e e d o m ,
a n d
s i g n i f i c a n c e
t e s t s .
The
mean
v a l u e s
o f
a l l
v a r i a b l e s
are
p r o v i d e d
as
w e l l
as m a t r i c e s
c o m p u t e d
i n
t h e
r e g r e s s i o n a n a l y s i s .
The
r e g r e s s i o n
a n a l y s i s
was
t h e main
b a s i s
f o r
d e t e r -
m i n i n g
t h e q u a n t i t a t i v e
r e l a t i o n s h i p s
b e t w e e n
t h e
w e a t h e r
v a r i a b l e s
a n d
t h e RI l e v e l .
The
economy
a n d
s p e e d
o f t h i s
program p e r m i t t e d
a
c o m p l e t e
s t u d y
o f
e a c h
c o n f i g u r a t i o n .
One
d i f f i c u l t y
i n
u s i n g
t h i s
a n a l y s i s
i s t h a t
s t a t i s t i c a l
s i g n i f i c a n c e
can
b e
i n d i c a t e d
b e t w e e n two v a r i a b l e s even
t h o u g h
a
c a u s a l
r e l a t i o n s h i p may
n o t e x i s t . As
an
e x a m p l e ,
s t a t i s t i c a l a n a l y s i s
c o u l d
i n d i c a t e
t h a t
persons
who
wear
t o p
h a t s
are
g e n e r a l l y
h e a l t h i e r
t h a n t h e
r e s t
o f
t h e
popu-
l a t i o n
[ 9 ] .
The t r u t h i s
t h a t
w e a r i n g
t o p
h a t s
d o e s
n o t
i m p r o v e
h e a l t h ,
b u t
t h a t
w e a l t h y
p e o p l e
ca n
a f f o r d
b o t h
t o p
h a t s
a n d
s u p e r i o r
m e d i c a l care.
An
e x a m p l e
o f a
p u r e l y
s t a t i s t i c a l
r e l a t i o n s h i p
i s d i s c u s s e d
i n
t h e s e c t i o n
E f f e c t
o f
F l u c t u a t i o n s
i n
N o m i n a l V o l t a g e .
E r r o n e o u s
c o n c l u s i o n s ,
b a s e d
on
s u c h
r e l a t i o n s ,
were a v o i d e d
b y
c a r e f u l
e x a m i n a t i o n
o f
p h y s i c s
o f
t h e
s y s t e m , e x p e r i e n c e ,
a n d
s t u d y
o f
d a t a ,
b o t h
i n
h i s t o g r a m
a n d
r e p o r t
f o r m .
BACKGROUND N O I S E
The
b a c k g r o u n d
l e v e l
i s
an
i m p o r t a n t
c o n s i d e r a t i o n i n
an y
RI m e a s u r e m e n t .
A
h i g h
b a c k g r o u n d
l i m i t s t h e
accuracy
o f
r e a d i n g s
o f
n o i s e
e m a n a t i n g
f r o m t h e l i n e .
B a c k g r o u n d
n o i s e
i n c l u d e s
b o t h
e x t r a n e o u s
random
n o i s e
a n d
s i g n a l s
f r o m b r o a d c a s t
s t a t i o n s .
An
i n i t i a l
i n v e s t i g a -
t i o n
o f t h e
f r e q u e n c i e s
a r o u n d
1
m c / s
l e d t o
t h e c h o i c e
o f
1 . 0 4 m c / s
as a
m e a s u r i n g f r e q u e n c y
r e a s o n a b l y
f r e e
o f
b a c k g r o u n d d u r i n g
t h e
d a y t i m e .
At
n i g h t , s k i p - t r a n s -
m i s s i o n may
m a r k e d l y
e n h a n c e
r e c e p t i o n
f r o m
d i s t a n t
t r a n s m i t t e r s
a n d i n u n d a t e t h e
m e a s u r i n g
f r e q u e n c y
c h o s e n
f o r l o w
b a c k g r o u n d d u r i n g
t h e
d a y .
T h i s was t r u e
a t
1 . 0 4
m c / s .
R a d i o - n o i s e
r e a d i n g s
w i t h
h i g h
b a c k g r o u n d s
were
d e l e t e d
d u r i n g
t h e
w e a t h e r - c o d i n g p r o c e d u r e .
P a r t i c u l a r
a t t e n t i o n was
p a i d
t o t h e
p e r i o d
b e t w e e n
sundown
a n d
s un up
a n d t o t h e
d i f f e r e n c e s
i n
r e a d i n g s
b e t w e e n t h e t h r e e
m e t e r s
m e a s u r i n g
t h e
l a t e r a l
p r o f i l e ( F i g .
1 ) .
The
RI
d a t a
R I
M E T E R 4 , S T A T I O N
I
7 0
D A Y
0 7 5
1 9 6 3
S U N R I S E
- 0 6 0 4
S U N S E T -
1 8 0 0
6 5 ~ R I
C A L I B R A T I O N
A T :
0 0 2 0 , 0 4 2 0 , 0 8 2 0
1 2 2 0 , 1 6 2 0 , 2 0 2 0
451
4 0
3 C
0 0 0 0
0 4 0 0
0 8 0 0
1 2 0 0
1 6 0 0
2 0 0 0 2 4 0 0
T I M E
O F D A Y
F i g . 3 .
B a c k g r o u n d
n o i s e
i n
f a i r
w e a t h e r , m e t e r 1 0 0 f e e t f r o m
o u t s i d e
p h a s e o f
u n e n e r g i z e d l i n e .
w e r e c a r e f u l l y e x a m i n e d
t o
e l i m i n a t e
m e a s u r e m e n t s c o n -
t a m i n a t e d b y n i g h t t i m e r e c e p t i o n .
T h e
b a c k g r o u n d
l e v e l
c a n b e s t
b e d e t e r m i n e d f r o m t h e
m e t e r s w h e n t h e
l i n e i s u n e n e r g i z e d ,
s e e
F i g . 3 f o r a n
e x a m p l e . H e r e ,
l a r g e
e x t r a n e o u s
s i g n a l s w e r e r e c e i v e d
d u r i n g
t h e
n i g h t
h o u r s a n d l a r g e c h a n g e s o c c u r r e d
a t s u n -
r i s e a n d s u n s e t . T h e
a m o u n t o f
e x t r a n e o u s
s i g n a l r e c e i v e d
a t
n i g h t
v a r i e s
c o n s i d e r a b l y
f r o m
d a t e - t o - d a t e ,
s o m e t i m e s
t h e r e
i s
n o n e
p r e s e n t . The d a y t i m e b a c k g r o u n d
f o r t h i s
d a y w a s
f a i r l y l o w ,
a r o u n d 3 2
d B , a p p r o x i m a t e l y t h e
a v e r a g e
d a y t i m e b a c k g r o u n d f o r
a l l o f
t h e
c o n f i g u r a t i o n s
t e s t e d .
R E S U L T S O F
S T A T I S T I C A L
A N A L Y S I S O F DATA
G e n e r a l
C o n s i d e r a t i o n s
T h e
p r i m a r y
o b j e c t i v e i s t o i d e n t i f y
a n d d e t e r m i n e t h e
e f f e c t o f t h e
v a r i a b l e s w h i c h i n f l u e n c e
RI g e n e r a t i o n a n d
t o
d e v e l o p
a
u s a b l e
p r e d i c t i o n p r o c e d u r e .
The v a r i a b l e s
f o u n d t o
s i g n i f i c a n t l y a f f
e c t
RI
g e n e r a t i o n i n f a i r
w e a t h e r
a n d
r a i n
a r e :
1 ) v o l t a g e
2 ) r e l a t i v e
h u m i d i t y ( r h )
3 ) r e l a t i v e
a i r
d e n s i t y ( R A D )
4 )
w i n d
s p e e d
( a b s o l u t e v a l u e
o f w i n d
v e l o c i t y ) .
A l l t h r e e
o u t p u t s - r e p o r t s ,
h i s t o g r a m s , a n d r e g r e s s i o n
e q u a t i o n s ,
w e r e u s e d
t o
e s t a b l i s h t h e
e f f e c t s .
E f f e c t
o f
V o l t a g e
O n e
o f t h e
i m p o r t a n t
v a r i a b l e s
a f f e c t i n g
R I
g e n e r a t i o n
a n d t h e
RI l e v e l
o f t r a n s m i s s i o n
l i n e s i s t h e e l e c t r i c
f i e l d
a t t h e
s u r f a c e
o f
t h e c o n d u c t o r ,
a
f i e l d d i r e c t l y
p r o p o r t i o n a l
t o
v o l t a g e .
1 2 1 6
DECEMBER
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
5/18
LAFOREST
ET AL.: RADIO-NOISE OF EHV LINES
IH
I t
4 0 0 4 5 0
5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0
L I N E
V O L T A G E
( K V )
7 0 0
7 5 0
F i g . 4 . RI m e a s u r e d 1 0 0 f e e t f r o m o u t s i d e p h a s e a t
S t a t i o n
1
d u r i n g f a i r - w e a t h e r
v o l t a g e
run.
Tw o
P l o v e r s ,
s p a c e d
3 8 . 5 f e e t .
T e s t
N 7 .
From
A p p e n d i x
I I
G - G o
A2-s
SD[GD]
KG10
2
m
w h e r e
SD
[ G D ] s p e c t r a l d e n s i t y
o f
t h e g e ne r a t i o n d e ns i t y
G c o n d u c t o r
s u r f a c e g r a d i e n t
G o
c o r o n a - s t a r t i n g
g r a d i e n t
3 , K G
e m p i r i c a l
c o n s t a n t s .
E q u a t i o n
( 1 )
on
a d e c i b e l b a s i s w o u l d b e
SD[GD]dB
( 1 0 ) ( ( G
-
G 0 )
10
log
KG
dB.
( 2 )
The
e m p i r i c a l c o n s t a n t s a n d KG must b e d e t e r m i n e d
b y e x p e r i m e n t .
D i f f e r e n t i o n
o f
( 2 )
p r o v i d e s
an
e x p r e s s i o n
f o r
d e t e r m i n i n g
f r o m
v o l t a g e - r u n
d a t a .
d ( S D [ G D ] d B ) 1 0
(3 )
dG
F i g u r e 4 s h o w s
a t y p i c a l v o l t a g e ru n
f o r
t h e 2 - P l o v e r ,
3 8 . 5 - f o o t
c o n f i g u r a t i o n . D a t a ,
t a k e n
on
v o l t a g e
r i s e a n d
f a l l , p l o t
r e a s o n a b l y
c l o s e t o a
s t r a i g h t
l i n e . The
v a l u e o f
i n
( 3 )
can
b e o b t a i n e d
f r o m t h e
s l o p e
o f t h e
v o l t a g e - r u n
curve
b e c a u s e
g r a d i e n t
i s
p r o p o r t i o n a l
t o
v o l t a g e .
A v e r a g e
v a l u e s
o f
f o r
f a i r
w e a t h e r are
l i s t e d
i n
T a b l e
I I I ,
a n d
f o r
r a i n
i n
T a b l e I V .
The v a l u e s o f
A
i n T a b l e s
I I I
a n d IV were o b t a i n e d
f r o m
q u a s i - p e a k
m e a s u r e m e n t s
o f l i n e n o i s e .
E q u a t i o n ( 1 )
i s
p r e d i c a t e d
on a
power
a r g u m e n t
w h i c h
i m p l i e s
t h a t
m e a s u r e m e n t s were made
w i t h
a m e t e r
h a v i n g
a rms
d e t e c t o r .
B e c a u s e RI
d a t a
f r o m
t h e
t e s t
l i n e s
were
meas-
u r e d w i t h
q u a s i - p e a k m e t e r s ,
t h e a u t h o r s
made
a
l a b o r a -
t o r y
e x p e r i m e n t ( u n p u b l i s h e d ) c o m p a r i n g
rms a n d
q u a s i -
peak
m e t e r s . Data
f r o m
b o t h
m e t e r s
gave
c o m p a r a b l e
r e s u l t s
f o r
c h a n g e s
i n
g e n e r a t i o n
f o r
t h e
range
a n d
e x p e r i -
m e n t a l
c o n d i t i o n s
i n v e s t i g a t e d .
More
w o r k n e e d s t o
b e
d o n e
t o
i n v e s t i g a t e
t h i s
p o i n t .
TABLE I I I
, 3
F A C T O R S FROM
FAIR-WEATHER V O L T A G E RUNS
L i n e
V o l t a g e ,
C o n f i g u r a t i o n kV
V/cm/dB
S i n g l e S p e c i a l
5 0 0
4 6 4 0
2 - P l o v e r a t
3 8 . 5
f e e t 5 0 0 4 8 5 0
2 - P l o v e r a t 2 0
f e e t
5 0 0 5 9 4 0
3 - P l o v e r
a t
4 5 . 5
f e e t
7 0 0 3 5 6 0
TABLE
IV
B
F A C T O R S FROM
V O L T A G E RUNS
DURING RAIN
L i n e
V o l t a g e ,
C o n f i g u r a t i o n
kV V/cm/dB
S i n g l e
S p e c i a l
5 0 0 4 6 4 0
2 - P l o v e r a t 3 8 . 5
f e e t
5 0 0
4 4 9 0
2 - P l o v e r
a t
2 0 f e e t 5 0 0 8 0 8 0
3 - P l o v e r
a t
4 5 . 5
f e e t
7 0 0 4 1 1 0
T h e v a l u e s o f are much h i g h e r f o r
two P l o v e r s s p a c e d
2 0
f e e t
t h a n f o r t h e o t h e r
c o n f i g u r a t i o n s a n d may
b e
( 1 )
a t y p i c a l
o f
c o n d u c t o r
a r r a n g e m e n t s
o f
p r a c t i c a l i n t e r e s t .
The
average
value
of
for the
other
configurations
in
both
f a i r
w e a t h e r
a n d
r a i n i s
4380
V/cm/dB.
( 4 )
T h i s v a l u e
o f
:
i s
s u g g e s t e d
f o r
use
i n
c a l c u l a t i n g r a d i o
n o i s e .
C o n t i n u o u s
O p e r a t i o n
a t
V a r i o u s
V o l t a g e s ,
A g i n g ,
a n d
S e a s o n a l
E f f e c t s
The
l i n e
c o n f i g u r a t i o n s
were
o p e r a t e d
a t
c o n s t a n t
v o l t -
ages
f o r
r e l a t i v e l y l o n g p e r i o d s ,
a n d
t h e n
v o l t a g e
was
c h a n g e d
b y
a b o u t
f i v e
p e r c e n t
t o d e t e r m i n e t h e e f f e c t
o f
n o r m a l
e x c u r s i o n s
f r o m a
n o m i n a l
t r a n s m i s s i o n - l i n e
v o l t a g e
( T a b l e I ) .
S e a s o n a l
and
a g i n g
e f f e c t s o c c u r r e d
c o n c u r r e n t l y
m a k i n g
i t d i f f i c u l t t o
i s o l a t e
t h e e f f e c t
o f
v o l t a g e c h a n g e s .
I t w o u l d
b e
necessary
t o t e s t e a c h
con-
f i g u r a t i o n
f o r
more
t h a n on e
year
t o
s e p a r a t e
t h e s e
e f f e c t s .
The f a i r - w e a t h e r
RI m e a s u r e m e n t s
t a k e n
1 0 0 f e e t
f r o m t h e
o u t s i d e c o n d u c t o r
are
g i v e n
i n
F i g s .
5 a n d 6 f o r
t e s t s
i n
w h i c h t h e
v o l t a g e
was
v a r i e d
a n d i n
F i g s .
7 - 9
f o r
o t h e r
t e s t s
a t c o n s t a n t
v o l t a g e .
The
p o i n t s
shown i n
t h e s e
f i g u r e s
are
f a i r - w e a t h e r
averages
f o r
p e r i o d s
o f
a p p r o x i -
m a t e l y
2 0
d a y s .
The r e c t a n g u l a r
b o x e s
i n d i c a t e
t h e
averag-
i ng p e ri od
a n d
t h e n o m i n a l l i n e
v o l t a g e
h e l d .
S i n c e
sea-
s o n a l
a n d
a g i n g
e f f e c t s
a l s o
o c c u r r e d ,
t h e
e f f e c t s
o f
v o l t a g e
i s
b e s t
d e t e r m i n e d
b y
c o m p a r i n g
t h e
average
RI
v a l u e s
d i r e c t l y
b e f o r e a n d a f t e r
a
v o l t a g e
c h a n g e .
V a l u e s o f
, B
c o m p u t e d
i n t h i s
way
are
3 4 4 0 f o r t h e
S i n g l e S p e c i a l
c o n d u c t o r
a n d 5 1 5 0
f o r t w o
P l o v e r s
s p a c e d
3 8 . 5
f e e t .
T h e s e
are
t o
b e
c o m p a r e d
w i t h v a l u e s
o f
4 6 4 0
a n d
4 8 5 0
f r o m
v o l t a g e
runs
( T a b l e I I I ) . P o s s i b l y
t h e d i f f e r e n c e s
are
c a u s e d
b y
e f f e c t s
o f
w i n d
a n d
RAD.
I t
i s
c o n c l u d e d
t h a t
t h e
f a c t o r s
are
b e s t
o b t a i n e d
f r o m
v o l t a g e
runs
w h i c h
were
made
i n a t i m e s h o r t
e n o u g h
t o m i n i m i z e
c h a n g e s
i n
o t h e r
c o n d i t i o n s .
7 4
70
_ -
66 l
0 - u p
x
-
DOWN
/6
i 0
5c J
1 9 6 6 1 2 1 7
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
6/18
IEEE TRANSACTIONS
ON POWER
APPARATUS
AND
SYSTEMS
5 4 D __
_
- _
4 6
L I N E V O L T A G E
-
K V ( N O M )
1 4 8 3
I
S
5 0 0
1
5 0 0 1 5 0 0
1 5 2 5 1
5 2 5 1
4 4
I I I
I
J A N t
F E B .
I
M A R .
I
A P R I L I
M A Y
I
4 2
D 1 0 0
1 0
4 0
D A Y
O F Y E A R
- 1 9 6 1
1 6 0
I--
- ~ ~
S C -
-I
_ _ - \
= 4 I _
- _
_/
AI
__
4 4
L I N E V O L T A G E
- K V
( N O M )
500
I 5 0 0
1
5 0 0
1
5 0 0
5 2 5 1 5 2 5
.
J U L Y
A U G . I S E P T .
I
O C T .
N O V .
1
4 0
I
200
F i g .
5 .
RI
vs.
t i m e .
S i n g l e
S p e c i a l .
T e s t s
N l , 2 , 3 ,
4 .
S t a t i o n
1 ,
m e t e r
4 .
F a i r - w e a t h e r
a v e r a g e
v a l u e s .
52
5
-I
-\- -I
L l r z
4 4 1 -
- L
D E C .
I
J A N .
I
F E B .
A S
.
,
1
,
I
3 4 0
3 6 0 2 0 4 0
6 0
D A Y O F
Y E A R - 1 9 6 1 , 1 9 6 2
1 8 0
2 0 0
2 2 0
2 4 0
2 6 0 2 8 0
3 0 0
D A Y
O F Y E A R - 1 9 6 1
3 2 0 3 4 0 3 6 0
F i g .
6 . R I
vs.
t i m e . T w o - P l o v e r ,
3 8 . 5 f e e t .
T e s t s N 7 ,
8 .
S t a t i o n 1 ,
m e t e r
4 .
F a i r - w e a t h e r average v a l u e s .
c o
r -
F i g .
7 .
RI
vs.
t i m e .
T w o - P l o v e r ,
2 0 f e e t .
T e s t
N 1 2 .
S t a t i o n 1 ,
m e t e r
4 . F a i r - w e a t h e r
a v e r a g e
v a l u e s .
4 4
I A P R L I M A Y I J U N E I J U L Y I
A U G I S E P 1
O C T I N O V U I
D E C G I
J A N . I
F E E I
6 0
1 0 0 1 4 0 I B O 2 2 0
2 6 0 3 0 0
3 4 0
1 5
5 5 9 5
D A Y O F
Y E A R 1 9 6 2 ,
1 9 6 3
F i g .
8 .
R I
vs . t i m e . T w o - P l o v e r ,
3 8 . 5 f e e t . Test
S I .
Station
5
( m e t e r
100
f e e t
e a s t o f
o u t s i d e c o n d u c t o r ) .
Fair-
w e a t h e r
average
v a l u e s .
100
1 4 0
1 8 0 2 2 0
2 6 0
D A Y
O F
Y E A R - 1 9 6 2
3 0 0
F i g . 9 . RI
v s.
t i m e .
T h r e e - P l o v e r ,
4 5 . 5 f e e t .
T e s t
N 2 0 .
S t a t i o n 1 ,
m e t e r
4 .
F a i r - w e a t h e r average
v a l u e s .
o
H
0
40
L I N E
V O L T A G E -
5 0 0
K V
( N O )
)
I
5 4
52 ~
_ _ _ _
1 4 6
4 4
_ _ _ I
4 2
L
I N E
V O L T A G E
- 5 2 5 K V ( N O M . )
I I
4
1 1
4 C
r
i
- i 7
- L I N E
V O L T A G E
-
7 0 0
K V
( N
M A Y
I J U N E I J U L Y
A U G . I
4 0
Ao L
1 2 1 8
DECEMBER
6 0
1-
0 0 -
O M . ) -
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
7/18
LAFOREST ET
AL.: RADIO-NOISE
OF EHV LINES
C o n d u c t o r
a g i n i g
c o u l d b e
o b s e r v e d
f r o m
t h e
d a t a o n
t h e
S i n g l e
S p e c i a l
c o n d u c t o r
a n d
o n t h e
2 - P l o v e r
c o n f i g u r -
a t i o n . T h e 3 - P l o v e r
c o n f i g u r a t i o n w a s c o n s t r u c t e d
o f
t h e
s i x a g e d
c o n d u c t o r s f r o m
t h e
2 - P l o v e r c o n f i g u r a t i o n p l u s
t h r e e n e w c o n d u c t o r s
a n d ,
t h e r e f o r e ,
w a s n o t s u i t a b l e
f o r
a g i n g
s t u d i e s .
T h e S i n g l e
S p e c i a l
c o n d u c t o r ( F i g . 5 ) s h o w s a n a p p r e -
c i a b l e
d e c r e a s e
i n
RI
d u r i n g
t h e
i n i t i a l
p e r i o d ,
e v e n
t h o u g h
t h e
v o l t a g e
w a s
4 8 3
kV
d u r i n g t h e
i n i t i a l
p e r i o d .
I f t h e
a v e r a g e RI
v a l u e
a t t h i s v o l t a g e i s
a d j u s t e d
u p w a r d
t o t h e
5 0 0 - k Y l e v e l
i n
t h e
s a m e
p r o p o r t i o n
a s
i n d i c a t e d
b y
c h a n g i n g
f r o m 5 0 0
t o
5 2 5 k V , a
d e c r e a s e o f
a p p r o x i m a t e l y
7 dB
i s o b t a i n e d
f o r
t h e 3 - m o n t h p e r i o d . T h e
s i t u a t i o n
i s
c o m p l i c a t e d b y
a
s e a s o n a l e f f e c t i n
J a n u a r y
a n d
F e b r u a r y
w h e r e
a
d e c r e a s e
o f
a p p r o x i m a t e l y
4
dB
w a s
f o u n d .
I t
i s
d o u b t f u l w h e t h e r a l l o f
t h i s
c a n b e
s u b t r a c t e d
f r o m
t h e
7 - d B
d r o p ; t h u s , t h e
a g i n g e f f e c t
f o r t h e
S i n g l e S p e c i a l
c o n f i g u r a t i o n
i s a p p a r e n t l y 3
t o
7
dB f o r t h e
3 - m o n t h
w i n t e r
p e r i o d .
T h e
2 - P l o v e r , 3 8 . 5 - f o o t c o n f i g u r a t i o n
w a s
e n e r g i z e d
d u r i n g t h e
summer
w h e n
t h e
s e a s o n a l
e f f e c t
w a s
h i g h e s t ( F i g .
6 ) . E v i d e n t l y t h i s p r e d o m i n a t e d , s i n c e
t h e
R I
l e v e l r o s e
s o m e
2
t o
3
dB
d u r i n g
t h i s
p e r i o d .
T h e
e f f
e c t o f s e a s o n
o n a v e r a g e RI
l e v e l s
i s b e s t
s e e n
i n
F i g . 8 .
T h e s e d a t a
w e r e
t a k e n
f r o m t h e m e t e r l o c a t e d 1 0 0
f e e t
f r o m
t h e
o u t s i d e p h a s e a t t h e s o u t h e n d
o f
t h e
l i n e .
A
s u b s t a n t i a l i n c r e a s e o f a p p r o x i m a t e l y 5 dB o c c u r r e d
d u r i n g t h e s u m m e r . T h e r e
a r e
n o
c o m p a r a b l e d a t a f o r t h e
f a l l
p e r i o d ,
w h i c h w a s u s e d f o r
o t h e r t e s t s . A s h a r p d r o p i s
e v i d e n t
i n
J a n u a r y
a n d
F e b r u a r y . T h e s e
r e s u l t s
a r e c o n -
s i s t e n t
w i t h
t h e o b s e r v a t i o n
o f
r e l a t i v e l y h i g h ,
f a i r -
w e a t h e r
a u d i b l e n o i s e d u r i n g t h e summer
a n d
v e r y l i t t l e i n
J a n u a r y . M o s t o f
t h i s
l i n e
p a s s e s t h r o u g h s w a m p y l a n d ,
a n d
i t i s
b e l i e v e d
t h a t
t h e
h i g h
summer
l e v e l
o f
RI
i s
c a u s e d
b y
i n s e c t s
a n d a i r b o r n e
p a r t i c l e s
i n
c o n t a c t w i t h
t h e
l i n e .
T h e
2 - P l o v e r ,
2 0 - f o o t c o n f i g u r a t i o n ( F i g . 7 ) a l s o
s h o w s a
d r o p
o f
a b o u t 4 . 5 dB
d u r i n g t he w i n t e r m o n t h s .
D a t a f r o m
t h e 3 - P l o v e r ,
7 0 0 - k V c o n f i g u r a t i o n
( F i g .
9 )
s h o w s a b o u t
1
dB
r i s e e n t e r i n g t h e summer p e r i o d . I n
s u m m a r y ,
t h e
d a t a
s h o w h i g h e r f a i r - w e a t h e r RI
i n summer
t h a n
i n
w i n t e r ,
w h i c h
i s b e l i e v e d
t o b e c a u s e d b y t h e
p r e s e n c e o f
i n s e c t a n d p l a n t m a t e r i a l o n t h e c o n d u c t o r s .
E f f e c t
o f
F l u c t u a t i o n s
i n N o m i n a l V o l t a g e
I n t h e
p r e c e d i n g
s e c t i o n s ,
t h e e f f e c t s
o f r e l a t i v e l y l a r g e
c h a n g e s
i n
l i n e
v o l t a g e
o n
RI l e v e l w e r e
e x a m i n e d . T h i s
s e c t i o n d i s c u s s e s
t h e
e f f e c t o f
t h e
s m a l l
c h a n g e s
i n
v o l t a g e
w h i c h
o c c u r w h e n
h o l d i n g
a
n o m i n a l l e v e l . S u c h
c h a n g e s
w e r e
i n v e s t i g a t e d b y
M \ I a t h e r
a n d
B a i l e y
[ 1 0 ] ,
w h o f o u n d
t h e y
h a d
l i t t l e e f f e c t
o n R I .
V o l t a g e
w a s o n e o f
t h e i n d e p e n d e n t v a r i a b l e s e x a m i n e d
i n t h e f i r s t r e g r e s s i o n a n a l y s e s o f t e s t s
h o l d i n g
n o m i n a l l y
c o n s t a n t
v o l t a g e
t h a t
w a s e x a m i n e d
t o s e e
i f
s m a l l ( ± t 2 . 5
p e r c e n t ) c h a n g e s
c o n f i r m e d
t h e e f f e c t s
o b s e r v e d
d u r i n g
v o l t a g e
r u n s . The
r e s u l t s o f
t h e s e
r e g r e s s i o n
a n a l y s e s
i n d i c a t e d
a
s t a t i s t i c a l l y
s i g n i f i c a n t
b u t
i n v e r s e r e l a t i o n
b e t w e e n
RI
a n d v o l t a g e ;
i . e . ,
a s t h e
v o l t a g e
w e n t
u p
t h e
R I w e n t
d o w n . T h i s
r e s u l t
i s c o u n t e r
t o
a l l e x p e r i e n c e
w i t h
i n t e n t i o n a l l y
c h a n g e d
v o l t a g e ,
a n d
i t
r a i s e s
t h e
q u e s t i o n w h e t h e r
a
c a u s a l
r e l a t i o n s h i p
e x i s t s
b e t w e e n
RI
a n d s m a l l
v o l t a g e c h a n g e s .
The
p r o b l e m w a s
r e - e x a m i n e d
b y
t a b u l a t i n g
d a t a t o
s h o w c h a n g e s
o f
3
kV
o r m o r e
b e t w e e n
s e q u e n t i a l 2 0 -
m i n u t e
d a t a s c a n s , a n d t o s h o w
w h e t h e r
t h e RI
r e a d i n g
a n d t h e
v o l t a g e w e n t u p
o r
d o w n .
T h i s
g a v e t h e
f o l l o w i n g
r e s u l t s :
Number o f
c h a n g e s
o f 3
kV
o r
g r e a t e r
b e t w e e n
s e q u e n -
t i a l
r e a d i n g s - 8 1
Number
o f
RI
c h a n g e s
i n t h e s a m e
d i r e c t i o n
a s t h e
v o l t a g e c h a n g e
- 5 3
Number o f RI c h a n g e s i n v e r s e l y
r e l a t e d t o t h e
v o l t a g e
c h a n g e
-
2 8 .
The
v a l u e
o f
C h i
s q u a r e d
( x 2 ) ,
a
s t a n d a r d
s t a t i s t i c a l
f u n c t i o n ,
w a s u s e d
t o e s t i m a t e t h e
p r o b a b i l i t y ( p )
t h a t
t h e
d i s t r i b u t i o n
o f t h e s e
o b s e r v a t i o n s m i g h t
r e s u l t f r o m
c h a n c e .
T h e
v a l u e
o f
x 2
f o r t h e a b o v e
d a t a
i s
x 2
=
( 1 2 . 5 )
2
( 1 2 . 5 )
-
7 . 7 1
From
a
t a b l e
o f
t h e
x 2
d i s t r i b u t i o n
p { X 2
>
7 . 7 1 }
<
1
p e r c e n t .
T h i s p r o b a b i l i t y y i e l d s
a
r e a s o n a b l e
a s s u r a n c e
t h a t ,
f o r
t h e
d a t a
p r e s e n t e d , v o l t a g e
a n d
r a d i o n o i s e
a r e
c a u s a l l y ,
r a t h e r t h a n
r a n d o m l y ,
r e l a t e d .
A c c o r d i n g
t o t h i s d a t a
t h e
i n f e r e n c e i s c l e a r ;
v o l t a g e
a n d
RI a r e
n o t
i n v e r s e l y
r e l a t e d .
I f
t h e
d a t a i n t h e a b o v e
l i s t
w a s
r e s t r i c t e d
t o
v o l t a g e
c h a n g e s
o f 3 . 5
kV
o r
m o r e ,
t h e
p r o b a b i l i t y
t h a t
t h e
o b s e r v e d
d i s t r i b u t i o n r e s u l t s
f r o m
c h a n c e i s
l e s s t h a n
0 . 1
p e r c e n t .
T h u s ,
r e s t r i c t i n g
t h e
d a t a t o
h i g h e r
l e v e l s
o f
v o l t a g e
c h a n g e
i n c r e a s e s
a s s u r a n c e
t h a t
v o l t a g e
a n d
RI
c h a n g e s
a r e
d i r e c t l y
r e l a t e d
a n d n o t
r a n d o m l y
r e l a t e d .
T h e
i n v e r s e r e l a t i o n
o b t a i n e d
b y r e g r e s s i o n
p r o b a b l y
i n d i c a t e s a
s t a t i s t i c a l
a n d
n o t
a
c a u s a l r e l a t i o n s h i p .
The
m o s t p r a c t i c a l way
t o
r e c o g n i z e
t h e e f f e c t o f
t h e
v a r i a t i o n s
i n
n o m i n a l l y c o n s t a n t v o l t a g e w a s
t o
i n c l u d e t h e m
i n
t h e
d e p e n d e n t
v a r i a b l e i n t h e
r e g r e s s i o n
a n a l y s e s . T h i s w a s
d o n e t o r e v e a l
m o r e s h a r p l y t h e e f f e c t s
o f
t h e o t h e r v a r i -
a b l e s . T h e
r e l a t i o n e s t a b l i s h e d
f r o m
v o l t a g e - r u n
d a t a
w a s
RI
=
C 1 ( V
-
V a v )
+
C 2
h e n c e t h e
d e p e n d e n t
v a r i a b l e u s e d i n
r e g r e s s i o n
a n a l y s i s
f o r
m e t e r
n
w a s
[ R I n
-
C l ( V
V a v ) ]
w h e r e
V a ,
i s t h e
v o l t a g e
mean
o b t a i n e d
b y
c o n m p u t e r
a n a l y s i s
o f
t h e d a t a .
E f f e c t o f
r h ,
RAD,
a n d W i n d
S p e e d
o n
F a i r - W e a t h e r R I
I n a d d i t i o n
t o
v o l t a g e ,
r e l a t i v e h u m i d i t y ,
r e l a t i v e
a i r
d e n s i t y ,
a n d w i n d
s p e e d
a f f e c t
RI l e v e l s . S i n c e
l i n e
n o i s e i s
p r i m a r i l y
c a u s e d
b y
c o r o n a
g e n e r a t e d
a t
d i s -
c o n t i n u i t i e s
o n
t h e
s u r f a c e
o f
t h e
c o n d u c t o r s ,
t h e s e
w e a t h e r
v a r i a b l e s
a f f e c t
t h e
g e n e r a t i o n
f r o m
p o i n t s a l r e a d y
i n
c o r o n a
a n d
t h e
n u m b e r
o f
p o i n t s
w h i c h a r e i n
c o r o n a .
B o t h
s e a s o n
a n d
a g i n g
a f f e c t
t h e
n u m b e r
o f s u r f a c e
d i s -
1 9 6 6
1 2 1 9
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
8/18
IEEE
TRANSACTIONS ON POWER APPARATUS
AND
SYSTEMS
TABLE
V
F A I R - W E A T H E R
REGRESSION C O E F F I C I E N T S *
[ R I
C , ( V - V a v ) ]
=
K o
+
K j ( r h
-
r h , a )
+ K2(RAD-RADav)
+
K 3 ( W i n d
S p e e d ) 0 - 3
Data
K 3
N o . o f S t d .
D e v . §
C o n f i g u r a t i o n
S t a - From
To
V o l t
M e t e r
K o 4
K 1
K2 dB/
Data
D e p .
V a r .
( S e e
T a b l e
I )
t i o n Day Day kV
L o c . t d B d B / % c d B
( m / h ) 0 . 3
S c a n s
d B
S i n g l e S p
l
0 3 0
1 2 1
5 0 0
1 0 0
+ 4 6 . 1
+0.0120
+ 2 3 . 7 1
+ 1 . 1 7
2 7 9 8
5 . 1 7
S i n g l e S p e c i a l
1 00 2 1 50
0 +56.9 + 0 . 0 2 9 6 - 2 0 . 8
+3.22
2 78
5 . 2 2
3 8 . 5 f e e t s p a c i n g
1 2 1 1 5 0
5 2 5
10 0
+ 5 1 . 6 + 0 . 0 1 9 3 -41.5 + 0 . 7 6
2 . 9 8
121
50
52 5
0 +68.4
+ 0 . 0 1 5 0 - 6 0 . 7 +1.27
1 2 0 6
2 . 0 5
2 - P l o v e r ¶ T
1 1 9 9
2 8 2
5 0
1 0 0
+45.0 +0.0181
-16.5
+ 2 .9 1
2 5 7 9
3 . 1 0
3 8 . 5
f t .
s p a c i n g
0
+ 6 1 . 2
+0.0325
- 67 .8 + 3 .75
7
4 . 4 4
2 - P l o v e r
3
1 0 0 +44.0
+0.1116 - 23. 7 + 1. 83
r
3 . 3 8
2 0
f e e t s p a c i n g
3 5 2 0 9 9
5 0 0
0 +59.6
+0.09 29 - 29 . 9
+ 1 .74
5 6 0
3 . 2 5
3 - P l o v e r
1 0 0
+40.4
+0.0190
-59.8 +3.81
-
3 . 2 4
4 5 . 5 f e e t
s p a c i n g
1 4 6
2 2 5
7 0 0
0
+ 5 7 . 3
- 0 . 0 4 3 3
I
- 1 3 . 6 * *
+3.78
1 4 8 7
3 . 7 8
305
1 0 0
+44.0
+ 0 . 0 9 0 6 -42.9
+1.82
3 1 3
2 . 0 5
3
0 9 5
2 1 0 55
0
+66.4
+ 0 . 0 4 2 9 - 1 0 3 . 4 +1.06
3 . 3 4
2 - P l o v e r
1 0 0
+40.7
+ 0 . 0 5 2 1
t
+0.82
4 . 3 6
( 3 . 7 m i l e )
3 0 7
0
+56.5 + 0 . 0 3 0 9
- 2 4 . 5 +1.86
3 . 3 8
3 8 .
5
f e e t s p a c i n g
8.5
feet
s p a c i n g
~ ~ 1 0 0
+46.0
+ 0 . 0 5 ' 5 1
-57.0 +2.87
2 . 7 65
0 9 5
2 1 0 5 2 5
0
+ 6 2 . 1
+ 0 . 0 6 8 8
- 5 0 . 3
+ 1 .
7 3
8 8 9
3 . 1 1
3 1 2
0 7 0
5 2 5
1 0 0
+ 4 1 . 3 + 0 . 0 9 3 6
- 7 . 4 1 + 1 . 6 9
6 8 4
2 . 7 8
0
+55.5
+0.0998
-25.5
+2.29
64
2 . 4 8
*
A l l v a r i a b l e s h a v e p r o b a b i l i t i e s
e q u a l
t o o r g r e a t e r t h a n 0 . 9 8 ,
e x c e p t
w h e r e
n o t e d .
t
D i s t a n c e e a s t o f e a s t
p h a s e
( f e e t ) .
D o e s n o t
i n c l u d e
s h o r t - t o - l o n g
l i n e
a d d e r .
§ S t a n d a r d
d e v i a t i o n o f
d e p e n d e n t
v a r i a b l e s .
5 A n o m a l o u s
v a l u e s
1
4 . 3 - m i l e
l o n g
l i n e .
* *
P r o b a b i l i t y
=
0 . 9 3 .
t t
Low
p r o b a b i l i t y .
I +
P r o b a b i l i t y
=
0 . 9 6 .
c o n t i n u i t i e s
a n d
t h e i r
c h a r a c t e r a s
w e l l ; h e n c e ,
i t
i s n o t
s u r p r i s i n g
t ha t t he
e f f e c t s
o f
t h e
w e a t h e r
v a r i a b l e s
o n
R I
c h a n g e
s o m e w h a t
f r o m
t i m e t o t i m e . T h e
c o m p l e t e
e q u a t i o n f i n a l l y
t e s t e d
b y
r e g r e s s i o n
a n a l y s e s
w a s
[ R I
-
1 ( V
-
V a v ) ]
=
K o
+
K i ( r h
-
r h a v )
+
K2(RAD
-
R A D a v )
K 3 ( W i n d S p e e d ) 0 . 3
( 5 )
w h e r e
C 1
w a s
o b t a i n e d
f r o m
a n a l y s e s
o f
v o l t a g e - r u n
d a t a .
T h e
v a r i a b l e s
f i n a l l y
u s e d
i n
( 5 )
w e r e s e l e c t e d
b y s t u d y -
i n g
h i s t o g r a m s ,
r e p o r t l i s t i n g s ,
a n d t r i a l
r e g r e s s i o n
r u n s
o f
t h e m e a s u r e d
q u a n t i t i e s :
i n f r a r e d ,
c o n d u c t o r
t e m p e r a t u r e ,
v a p o r
p r e s s u r e ,
a n d o t h e r s .
R A D , r h ,
a n d w i n d
s p e e d
w e r e
c h o s e n a s
h a v i n g
b o t h s t a t i s t i c a l
a n d
c a u s a l
s i g n i f i -
c a n c e
o n t h e
f a i r - w e a t h e r n o i s e
l e v e l .
T a b l e
V
l i s t s
t h e
r e s u l t s
o f t h e
f i n a l
r e g r e s s i o n
r u n s
f o r
s e l e c t e d
p e r i o d s
o f
m e a s u r e m e n t
o f
P r o j e c t
EHV
c o n f i g u r a t i o n s .
I n T a b l e V
a l l
o f t h e
t e r m s i n t h e
r e g r e s s i o n
e q u a t i o n
m e e t a minimum
s i g n i f i c a n c e
l e v e l
o f a t
l e a s t 9 8
p e r c e n t ,
e x c e p t
a s
n o t e d .
Many
o f
t h e
r e g r e s s i o n
c o e f f i c i e n t s
a r e
d i f f e r e n t
f o r
t h e
m e t e r
a t t h e
1 0 0 - f o o t l a t e r a l
p o i n t
t h a n
f o r
t h e
n m e t e r
u n d e r
t h e
l i n e .
T h e r e
i s
a n
a p p a r e n t
t r e n d
f o r t h e m e t e r u n d e r
t h e
l i n e t o
b e
more
s e n s i t i v e t o t h e
v a r i a b l e s .
T h i s
s e n s i t i v i t y
i s m o s t e v i d e n t
i n t h e
RAD
c o e f f i c i e n t s .
I d e a l l y ,
a
l i n e a r f i e l d w o u l d r e s u l t i n
t h e
same
c o e f f i c i e n t s f o r b o t h t h e s e
m e t e r s ,
e x c e p t
f o r t h e
n o r m a l
l a t e r a l
p r o f i l e
d r o p
a s
e v i d e n c e d
b y
t h e t e r m
K o
o f
( 5 ) .
H o w e v e r ,
f o r
a n y p a r t i c u l a r s e t
o f
d a t a ,
d i f f e r e n c e s
o c c u r ,
a n d
w h a t
c o n s t i t u t e s
r e a s o n a b l e
v a r i a t i o n s
i n
t h e
c o -
e f f i c i e n t s
i s
u n k n o w n .
T h e
a s s u m p t i o n
o f
a l i n e a r f i e l d i s
n o t
q u i t e
e x a c t
b e c a u s e t h e m e t e r d i r e c t l y
u n d e r t h e l i n e
may
b e i n f l u e n c e d
b y
t h e l o c a l i z e d f i e l d
o f a
c o r o n a
d i s -
c h a r g e
o n
t h e l i n e o v e r h e a d .
T h i s may c a u s e
t h e m e t e r
u n d e r t h e l i n e t o b e m o r e r e s p o n s i v e . A s a n o t h e r
p o s s i -
b i l i t y ,
t h e
d i s c r e p a n c y
b e t w e e n
t h e c o e f f i c i e n t s
may
i n c r e a s e
f o r l o w e r r a t e s o f
c h a n g e
i n t h e w e a t h e r
v a r i a b l e s .
T h i s may
b e
p a r t i c u l a r l y
t r u e
f o r
RAD
w h i c h
d o e s n o t
c h a n g e
r a p i d l y .
A n a l y s i s
o f t h e d a t a i n
T a b l e V
s u g g e s t s
t h a t t h e c h a r -
a c t e r
o f t h e
d i s c o n t i n u i t i e s , w h i c h
c a u s e
R I , c h a n g e
s e a s o n a l l y ;
t h i s i s
r e a s o n a b l e ,
p a r t i c u l a r l y
b e t w e e n
s u m -
mer
a n d
w i n t e r .
T h r e e
o f
t h e
c o e f f i c i e n t s i n
T a b l e
V ,
m a r k e d
h a v e a n o m a l o u s
v a l u e s , n o t
y e t
e x p l a i n e d .
S i n c e
i t i s
p r o b a b l e
t h a t
c o n d u c t o r
s u r f a c e
c o n d i t i o n s
c h a n g e
o v e r
t h e
y e a r ,
i t b e c o m e s a
p r o b l e m
t o
p r o p e r l y
d e s c r i b e t h e f a i r - w e a t h e r
RI
l e v e l o f a l i n e .
I d e a l l y ,
i t
i s d e s i r a b l e
t o
e s t i m a t e
RI l e v e l s f o r
a n y p a r t i c u l a r
d a y ,
o r
t i m e
o f
d a y ,
d u r i n g
a n y
s e a s o n o f
t h e y e a r .
T h i s w o u l d r e q u i r e
a
w o r k i n g
k n o w l e d g e
o f
c o n d u c t o r
s u r -
f a c e c o n d i t i o n s a t
t h a t
p a r t i c u l a r
t i m e
t o
e s t i m a t e
t h e
f a i r -
w e a t h e r
RI f o r t h e b a s e w e a t h e r c o n d i t i o n s .
I t
a l s o
r e q u i r e s
k n o w l e d g e
o f
t h e
a p p l i c a b l e
s e t
o f
w e a t h e r
c o e f f i c i e n t s
K 1 ,
K 2 ,
a n d
K 3 i n
( 5 )
a n d
o f
m a g n i t u d e s
o f t h e
w e a t h e r
v a r i a b l e s .
A t
p r e s e n t ,
c o n d u c t o r
s u r f a c e
c o n d i t i o n s
1 2 2 0
DECEMBER
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
9/18
LAFOREST
ET AL.: RADIO-NOISE
OF
EHV LINES
a r e
n o t known
t o
a n y h ig h d e gr e e o f
a c c u r a c y . A f o r e s e e -
a b l e
g o a l i s
t o
p r e d i c t RI
l e v e l s
o n a n
a v e r a g e
m o n t h l y
b a s i s . T h e
METIFOR
t e c h n i q u e w o u l d
b e
e m p l o y e d
t o
p r o d u c e h ou rl y
e s t i m a t e s
o f f a i r - w e a t h e r r a d i o n o i s e , u s i n g
a
s t a t i s t i c a l d i s t r i b u t i o n
o f s u r f a c e
f a c t o r s
f r o m a n
a p p r o -
p r i a t e
m o n t h l y f o r e c a s t a n d
t h e
h o u r l y e s t i m a t e
o f w e a t h e r
c o n d i t i o n s
[ 1 1 ] .
T h e s e
h o u r l y
e s t i m a t e s
o f RI
w o u l d b e
a v e r a g e d o v e r
a
m o n t h .
I n o u r
p r e s e n t s t a t e o f
k n o w l e d g e t h e
f a i r - w e a t h e r RI
l e v e l c a n b e p r e d i c t e d a s
a n
a v e r a g e
v a l u e o n a y e a r l y
b a s i s .
F u r t h e r
i n v e s t i g a t i o n s
w i l l
e n a b l e
m o r e
p r e c i s e
d e f i n i t i o n s
o f
s u r f a c e
c o n d i t i o n s a n d w e a t h e r
c o e f f i c i e n t s ,
s o
t e c h n i q u e s
s u c h
a s METIFOR c a n
b e
e m p l o y e d . A
p r e d i c t e d
y e a r l y a v e r a ge
d o e s
n o t p r e c l u d e e s t i m a t e s
o f
s e a s o n a l
v a r i a t i o n s
o f R I .
W i t h
t h e
p r e s e n t a p p r o a c h
o f
d e s c r i b i n g
t h e
f a i r -
w e a t h e r
l e v e l
o n
a n
a v e r a g e y e a r l y b a s i s ,
t h e
r e g r e s s i o n
c o e f f i c i e n t s f o r
r h ,
RAD,
a n d
w i n d s p e e d w e r e a v e r a g e d
( e x c l u d i n g
t h r e e
a n o m a l o u s v a l u e s
f r o m
T a b l e
V )
a n d t h e
r e s u l t s
p l o t t e d
i n
F i g s . 1 0 - 1 2 .
T h e s e
c u r v e s
w i l l
b e
u s e d
l a t e r i n t h e
P r e d i c t i o n
P r o c e d u r e s e c t i o n .
F i g u r e
1 0 s h o w s
t h a t a n
i n c r e a s e
o f
1 0
p e r c e n t
i n
r h
c a u s e d
a n
i n c r e a s e
o f
0 . 5 dB
i n
R I .
R e c e n t l y ,
J a p a n e s e
i n v e s t i g a t o r s
r e p o r t e d
t h a t
a s
r h
i n c r e a s e d u p t o
a b o u t
8 5
p e r c e n t ,
RI
d e c r e a s e d ,
b u t
a
l a r g e
i n c r e a s e i n
RI
o c c u r r e d
f o r r h
v a l u e s a b o v e
8 5
p e r c e n t
[ 1 2 ] .
A
much
s m a l l e r
e f f e c t
w a s f o u n d
b y
K n u d s e n o n
S w e d i s h
t e s t l i n e s .
He
r e p o r t e d
a
d e c r e a s e
o f
2
t o
3 dB i n RI
w h e n
r h
i n -
c r e a s e d
f r o m
4 5 t o 9 5
p e r c e n t [ 1 3 ] . F i g u r e
1 1
s h o w s t h a t a n
i n c r e a s e
i n RAD
o f
1 0
p e r c e n t
d e c r e a s e d RI
b y
4
d B .
T h i s i s i n
g o o d a g r e e m e n t
w i t h a d e c r e a s e
o f
4 . 6 dB f o r a n
i n c r e a s e
o f 1 0
p e r c e n t
i n RAD
r e p o r t e d
f r o m
t h e
J a p a n e s e
i n v e s t i g a t i o n .
T h e c o r r e l a t i o n
b e t w e e n w i n d
s p e e d
a n d
RI
w a s
f i r s t
o b s e r v e d
a r o u n d s u n d o w n
o n f a i r - w e a t h e r
d a y s .
E x a m p l e s
o f
v a r i a t i o n
o f
r a d i o n o i s e
w i t h
w i n d
s p e e d
a r e
s h o w n
i n
F i g s .
1 3
a n d 1 4 . T h e
many
c o i n c i d e n t
c h a n g e s
o f RI a n d
w i n d
s p e e d s t r o n g l y s u g g e s t c o r r e l a t i o n ,
e v e n
t h o u g h
o t h e r
v a r i a b l e s
a f f e c t i n g
R I
l e v e l
a r e
u n d o u b t e d l y c h a n g i n g
c o n -
c u r r e n t l y .
H i s t o g r a m s
o f RI
a n d
w i n d
i n d i c a t e d a
t e n d e n c y
f o r s a t u r a t i o n
i n
t h e e f f e c t o f
w i n d
o n
R I . T h e
e x p r e s s i o n
c h o s e n
f o r
r e g r e s s i o n a n a l y s i s r e p r e s e n t e d
a
r e a s o n a b l e
f i t
w i t h
c u r v e s
d e r i v e d
f r o m t h e
h i s t o g r a m s
a n d
d o e s
n o t
i m p l y
a n
e x a c t
p h y s i c a l
r e l a t i o n .
F i g u r e
1 5
s h o w s
t h a t
t h e
c o r r e l a t i o n b e t w e e n
RI a n d w i n d
a l s o e x i s t s
w h e n
t h e
l i n e c a r r i e s
a
h e a t i n g
c u r r e n t
o f
1 0 3 5
a m p e r e s
p e r
c o n -
d u c t o r .
T h r e e r e a s o n s
a r e
s u g g e s t e d
w h y
a n i n c r e a s e
i n
w i n d
may
i n c r e a s e
RI
g e n e r a t i o n .
I n c r e a s e
o f
w i n d
v e l o c i t y
c a n
b r i n g
more a i r b o r n e
c o n t a m i n a n t s t o t h e
c o n d u c t o r s ,
b l o w
s p a c e c h a r g e
a w a y
f r o m
t h e m ,
a n d r e d u c e t h e RAD
o n t h e l e e
s i d e s
w h i l e
i n c r e a s i n g
i t
on
t h e w i n d w a r d
s i d e s .
S i n c e
t h e b e s t
c o r r e l a t i o n w i t h
w i n d was
o b t a i n e d
i n
w i n t e r
w h e n
t h e r e
a r e f e w e r a i r b o r n e
p a r t i c l e s ,
t h e s e c o n d
e f f e c t
may
b e
p r e d o m i n a n t .
F a c t o r s
A f f e c t i n g
R I
L e v e l s
W i t h W e t C o n d u c t o r s
T h e v a r i a b l e s
f o u n d
t o a f f e c t
t h e RI
l e v e l
w h e n
t h e
l i n e
w a s
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1 0
2 0 3 0 4 0
5 0 6 0 7 0 8 0
R E L A T I V E
H U M I D I T Y
( P E R C E N T )
9 0
1 0 0
F i g . 1 0 . E f f e c t o f r e l a t i v e h u m i d i t y
o n f a i r - w e a t h e r
R I .
4K
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1 . 0 0 )
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F i g . 1 1 .
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r e l a t i v e a i r
d e n s i t y
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f a i r - w e a t h e r R I .
W I N D
S P E E D ( M P H )
F i g .
1 2 .
E f f e c t
o f
w i n d
s p e e d o n
f a i r - w e a t h e r
R I .
1 )
v o l t a g e
2 )
r e l a t i v e
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d e n s i t y
3 )
r a t e
o f
r a i n .
T h e
A
f a c t o r s
d e r i v e d
f r o m
v o l t a g e
r u n s a r e
l i s t e d
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T a b l e I V
t o
d e f i n e t h e e f f e c t
o f
v o l t a g e c h a n g e
o n
RI f o r
t h e
v a r i o u s
c o n f i g u r a t i o n s
w h e n w e t . T h e
a v e r a g e 3
e x c l u d i n g
t h e v a l u e
f o r
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P l o v e r s
s p a c e d
2 0
f e e t ,
i s 4 4 1 0
w e t ,
w h i c h
d o e s n o t d i f f e r
s i g n i f i c a n t l y
f r o m a n
a v e r a g e
o f
4 3 5 0
f o r
d r y
c o n d u c t o r s .
H e n c e ,
c h a n g e s
i n
v o l t a g e
o r
g r a d i e n t s
i n
t h e r a n g e
o f
d e s i g n
i n t e r e s t
h a v e
t h e
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1 9 6 6
1 2 2 1
-
8/16/2019 Radio-Noise Levels of EHY Transmission Lines
10/18
IEEE
TRANSACTIONS
ON POWER APPARATUS AND
SYSTEMS
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-7
W I N D S P E E D
R I
M E T E R 4 ,
S T A T I O N I
-
I N D , S T A T I O N
I
-
D A Y
2 8 1 , 1 9 6 1
-500
K V
R I C A L I B R A T I O N
A T 1 2 2 0
A N D
1 6 2 0
I
00
0 9 0 0
1 0 0 0 1 1 0 0
1200
1 3 0 0 1 4 0 0 1 5 0 0
1 6 0 0
1 7 0 0
T I M E O F D A Y
F i g .
1 4 . D a y t i m e v a r i a t i o n o f RI a n d w i n d
s p e e d i n f a i r
w e a t h e r .
T w o - P l o v e r ,
3 8 . 5 f e e t ,
4 . 3
m i l e s . T e s t N 7 .
R I
M E T E R 6 S T A T I O N
1
W I N D S T A T I O 1
I
65
DAY
0 5 4
1 9 6 2
1 4 1
l
5 0 0 K V
X IEAST
P H A S E
H E A T I N G C U R R E N T -
1 0 3 5
AMP
R I
CALIBRATION
AT 1220
o . . I 0
6 3
e a T A
RUN
In
M
6 0
0900
1000 1100
1200
1300 1400 1500
TIME OF
DAY
Fig.
15.
Daytime
variation
of
RI
and wind
speed
in fair
weather.
Heated east
phase.
Test N13.
0 . 9 0
0 . 9 2 0 . 9 4 0 . 9 6
Q 9 8 1 . 0 0
1 . 0 2
1 D 4
I D 6
1 0 8 1 . 1 0
R E L A T I V E
A I R D E N S I T Y ( P U . )
F i g .
1 6 . E f f e c t o f r e l a t i v e a i r d e n s i t y o n RI i n
r a i n .
m
In
4 c :
H
C L -
12 -~ -
I
I 7
____
X
a
^s
^ r ^ 1 M
A
^Q
n
- 0
0 . 0 4 0 . 0 8
0 . Q 1 2
0 I 1 6
Q . 2 0
Q 2 4
U . 2 8
U 3 Z
R A T E O F R A I N
( I N C H E S / H O U R )
F i g .
1 7 . E f f e c t
o f
r a t e o f
r a i n
on
w e t - w e a t h e r
R I .
e f f e c t
on
w e t
as on
d r y
c o n d u c t o r s .
H o w e v e r ,
RI
f o r
w e t
c o n d u c t o r s
i s
h a n d l e d
d i f f e r e n t l y
f r o m d r y c o n d u c t o r s
b e c a u s e
corona
c a u s e d
b y
w a t e r
d r o p s
i s
c o n c e n t r a t e d a t
t h e b o t t o m
o f t h e
c o n d u c t o r s .
T h e average r e g r e s s i o n
c o e f f i c i e n t f o r
t h e
RAD
e f f e c t i s
p l o t t e d i n
F i g .
1 6 .
An
i n c r e a s e
o f
1 0
p e r c e n t
i n RAD
r e d u c e d RI b y
5 . 4
d B ,
w h e r e a s
i t
c a u s e d
a
r e d u c t i o n
o f
4 . 3
dB
f o r
d r y
c o n d u c t o r s
( F i g . 1 1 ) .
The
average
e f f e c t
o f
r a t e o f r a i n on
t h e
w e t c o n d uc t o r
RI
l e v e l
i s
g i v e n
i n F i g .
1 7 . T h i s curve
was
d e r i v e d
f r o m
h i s t o g r a m s
f o r
t h e
v a r i o u s
c o n f i g u r a t i o n s .
The
r e g r e s s i o n
e q u a t i o n
u s e d
t o
e s t a b l i s h
t h a t
t h e
e f f e c t s
o f
RAD
a n d r a i n
r a t e
are
s t a t i s t i c a l l y
s i g n i f i c a n t
i s
[ R I
C2(V
-
V a ) ]
=
A o
+ A1(RAD