I ndo ne s i a n J o ur na l  o f  E l e c t r i c a l  E ng i ne e r i ng  a nd C o m p u t e r  Sc i e nc e   V o l.   11 ,  N o.   2 A ug us t   201 8 , p p 71 1 ~ 71 7   I SSN :   2502 - 4752 D O I :  10. 11 591/ i j eecs . v 11. i 2 .p p 711 - 7 17          711       Jou r n al  h om e p age h ttp : //ia e s c or e . c om / j our nal s / i nde x . php/ i j e e c s   Sub M icro s eco nd  Ana ly s is  o f  Neg a t iv e Clo ud - t o - G ro und  L ig ht ning  F la s hes       A. I . A. Ra h m a n 1 , M .A .B a h a r i 2 ,  Z . A . B a ha r udi n 3 , A .A Z u l k e f l e 4 , M Z a i n o n 5   M . A . M .  H an af i ah 6   1, 3, 5, 6   F acu l t y  o f   E ng i ne e r i ng  T e c hnol og y ,  K a m pus  T e k nol og i ,  U ni v e r s i t i  T e k ni k a l  M a l a y s i a  M e l a ka ,   M a la y s ia   2,  4   F a c u lty  o f  Ele c tr ic a l En g in e e r in g ,  U n iv e r s iti T e k n ik a l M a la y s i a  M e la k a ,  M a la y s ia       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T   A r tic le  h is to r y :   R ecei v ed   Fe b   1,  2018   Re v i se d   Ap r   2 1 201 8   A ccep t ed   Ap r   2 7,  2 018     T hi s  pa pe r  e x poun ds  a  s of t w a r e  de v e l opm e nt   f or  t he  i de nt i f i c a t i on of   l i g ht ni ng  di s c ha r g e d i n c l o ud - to - g r oun d f l a s he s .  T he  s t udy  w a s  t o r e d uc e  a   m is l e a d in g  d e te c tio n  o f  th e  e le c tr ic  f ie ld  r a d ia tio n  o f  lig h tn in g  d is c h a r g e d   p r o f ile   by  c ons i de r i ng  t he  i m por t a n t  pa r a m e t e r s  o f  s ub m i c r os e c onds   s tr u c tu r e  o f  lig h tn in g ` s   f ir s t r e tu r n  s tr o k e .  T h e  s o f t w a r e  b u ilt in  M A T LA B .   T he  s of t w a r e  de ve l opm e nt  c ons i de r e d t he  i m por t a nt   pa r a m e t e r s  of  t he  f i r s t   r et u r n  s t r o k es  s u ch  as  p ea k  v al u e,  zer o  cr o s s i n g ,  r i s i n g  t i m e an d  f as t   t r a ns i t i o n t i m e .  T hi s  s t u dy  us e d a  m ode l l i ng  t e c hni que  f or  t r a i ni ng  a n pa t t e r ni ng  1 9 r e t ur n s t r ok e s   f r om  e l e c t r i c  r a di a t i on f i e l d g e ne r a t e d by  t he   n eg at i v e cl o u d - g r oun d l i g h t ni ng  f l a s he s  r e c or de d i n U ni v e r s i t i  T e k ni k a l   M al a y s i a M el a k a. 1 9  r et u r n  s t r o k es  d at w er e r e co r d ed  b y  u s i n g  L e co y   H D O 4024  w i t h 5 M S / s .  T he  r e s ul t s  s how e d t he  s of t w a r e  r e c og ni z e d t he   l i g h t n i n g  p ar a m et er s  s u ch  as  p ea k  v al u e,  zer o  cr o s s i n g ,  r i s i n g  t i m e an d  f as t   t r a ns i t i o n t i m e .  I n c onc l us i o n,  t he  s of t w a r e  ha d t he   pot e nt i a l  t o de c r e a s e s  t he   m i s l ead i n g  d et ect i o n  o f  t h e el e ct r i f i el d  r ad i at i o n  g en er at ed  b y  n eg at i v e   c l oud - to - g r o un d l i g ht ni ng  f l a s he s .   Ke y wo rd s :   F ir s t r e tu r n  s tr o k e   M AT L AB   N eg at i v e C G   M o d e llin g  te c h n iq u e   C opy r i g ht   ©  201 8   I ns t i t ut e  o f  A d v anc e E ngi ne e r i ng an d Sc i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   A. I . A. R a h m a n ,   F a c ul t y o f   E ngi ne e r i ng T e c hn o l o g y ,   K a m p u s  T e kno l o gi ,  U ni ve r s i t i  T e kni ka l  M a l a ys i a  M e l a ka ,   M a la y s ia   E m a il:  id il @ u te m . e d u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   L i g h tn i n g  f la s h  o r  s tr ik e  is  a n  i m m e n s e  e le c tr ic it y  e n e r g y   e x is te d   w h e n  t h e r e  is  d i f f e r e n t p o te n tia l   en er g y  b et w ee n  t h e p o s i t i v el y  ch ar g ed  i o n s  an d  n e g at i v el y   ch ar g ed  i o n s .  T h er e ar e b as i c al l y  t h r ee t y p e s  o f   l i g ht n i n f l a s he s  s uc h a s   C l o ud - to - G r oun d f l a s h e s ,  C l ou d - to - C l ou d f l a s he s  a nd  I nt r o - C l o ud  f l a s he s .   T he  s t ud y  f o c u s e d  o nl y  o n t he  C l o ud - to - G r o u n d  f l as h  ( C G ) .  C G  i s  a s p ar k  o f  el ect r i cal  en er g y  f r o m  t h e cl o u d   t o   t he   gr o und   w i t t he   t r e m e nd o us   a m o u nt   o f   e ne r g y   s u f f i c i e nt   e no ug t o   b r i ng  a   c a t a s tr o p h e   to w a r d s   th e   e nvi r o n m e nt .   L i ght ni n g s t r i ke s   m a y b ur n a n yt hi n g i n i t s  p a t h.     T he  l i ght ni n g s t r i ke s  a r e   ve r y d a n ge r o us  a nd   ha r m f ul  t o w a r d s  l i vi n g o r  no n - l i vi ng  t h i ng s .  T he r e   w er m a n y  cas e s  r ep o r t e d by   t h e  i nv e s t i g a t or s  [ 1] - [6 ] w h e re  m a n y   p o w e r t ra n s m i s s i o n  t o w e r s ,  h i gh  bui l di ng  an d  h u m an  a f f ect ed  b y  t h h a r m f u l  l i g h t n i n g   s t r i k es .  T h e c h ar act er i s t i c o f  l i g h t n i n g   f l as h es  f o r  each  t y p e i s   uni q ue  a nd  d i f f e r e nt .  T he  o c c ur r e nc e  o f  t he  l i g ht i ng d e p e nd s  o n t he   ge o gr a p hi c a l  r e gi o n a nd  t he  c l o ud s   f o r m a t i o ns  i t h e ar ea.   T h er ef o r e,  m a n y  r es ear ch er s   co n d u ct ed  en o r m o u s  r es ear ch  ab o u t  t h e  C l o u d - to - G r oun d f l a s h e s  t o   i nve s t i ga t e   t he   l i g ht ni ng  p he n o m e no n.   P r e vi o us   r e s e a r c he r s ,   [ 7 ] - [ 1 6 ]   i n v es t i g at ed   t h c h ar act er i s t i cs   o f   t h e   l i g h t n i n g   f l as h es .  T h e ch ar act er i zat i o n s  o f   t he  l i g ht ni n f l a s h a r e  i m p o r t a nt  t o  d e t e r m i ne  t he   m e c ha ni s m  o f   l i g h t n i n g  f l as h es  an d  t h e i r  i m p o r t an t  p ar a m et er s .  P o w er  en g i n eer s  r eq u i r e t h e i n f o r m at i o n  ab o u t  t h p a r a m e t e r s  o f  a  l i g ht ni ng  s t r i k e  t o  d e s i gn s p e c i f i c  t o o l s   f o r  e ngi ne e r i ng t e s t i ng a nd   m a n uf a c t ur i n g.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   2 A ug us t   2018   :   7 11     717   712   B ah ar u d d i n  [ 1 6 ]  s t at ed  t h e c h ar act er i zat i o n  o f  e l ect r i f i el d s  g e n er at ed  b y  l i g h t n i n g   f l a s h e s  b y   u s i n g   s in g le - s t a t i on   m e a s u r e m e nt s  c ou l d be  u s e d a s  g r oun d t r u t be c a u s e  t h e  pot e n t i a l  e f f e c t   f r om  a  t h un de r s t or m   to  th u n d e r s to r m   v a r ia tio n   w a s  s m a lle r   t ha n t he  e f f e c t  o f  u s i ng o t he r  t e c h ni q ue s .  F ur t he r m o r e ,   t he   t e c hn i q ue   co n s i d er ed  an  i m p o r t an t  t o o l   f o r  el ect r i cal  en g i n eer s  an d  r es ear ch er s  b ecau s e a l o t  o f  i m p r o v e m en t  t o w ar d s   t h e   i nv e s t i g a t or   t o c om pr e h e nd  t h e   pot e n t i a l   e f f e c t   of   de l e t e r i ou s   c ou pl i ng   of   li g h t n in g   f ie ld s   w ith  v a r io u s   o b j ect s ,  es p eci al l y   f o r  a s en s i t i v e el ect r o n i c d ev i ce.   V H F  i nt e r f e r o m e t r y a nd   L F  T O A  a nd / o r  M D F   ha d  b e e w i d e l us e d   f o r   L i ght ni n g  D e t e c t i o S y s t e m .   A cco r d i n g  t o  t h e r es e ar ch  r ep o r t ed  b y  D r u e e t  al .  ( 2 0 0 7 )  h e s u m m ar i zed  t h e  o b s e r va t i o n b y S t i t h e t   a l .  ( 1999 ) ,  L a n g e t  a l . ,  ( 2000) ,  a n d D e f e r  e t  a l . ,  ( 2001)  a n h e   f oun d t h a t   t h e   V H F  i n t e r f e r om e t r y  pe r f or m e d   t w o  t o   f i ve  t i m e s   hi g he r   f l a s h r a t e ,   ho w e ve r   t he   s ys t e m  s u f f e r e d  f r o m  t he  b l i nd   s p o t  i f  l e s s  t ha t hr e e   r ecei v er s   w er e u s ed   [ 1 7 ] .   B o t h  o f  a b ilit y  o f  V H F  in te r f e r o m e tr y  to  tr a c k  s i n g le  f la s h e s .  A s   w e ll a s  to   m o n ito r   t h e d ev el o p m e n t  o f  en t i r e s t o r m s ,  t h m et h o d s  f o r  d et ect i o n   w a s  q u i t e d i f f er en t ,  t h e s y s t e m s  a s s u m ed  t o   m as s   a   c e r ta in   f r a c tio n   o f   a ll  lig h t n in g   a c ti v it y   o c c u r r e d   in   t h n at u r cau s ed   t r u n u m b er  o f   l i g h t n i n g   f l as h es   r e m ai n ed   u n k n o w n .   R el at i v e p er f o r m a n ce o f  each   s y s t e m   w a s  as s e s s ed  b y   m u t u al l y  as s u m i n g  t h m eas u r e m e n t s  o f  eac h  o t h er  a s  t r u t h .  T h er ef o r e,  t h e cl a s s i f i cat i o n  n a t u r al l y   h ad  t o  r el y  o n  cr i t er i a d ep en d i n g   o n t he   w o r ki n g p r i nc i p l e  o f  e a c h s ys t e m .   I n  M al a y s i a,  i t   w as  b el i e v ed  t h at  t h e M al a y s i a n  M e t eo r o l o g i cal  S er v i ce  ( M M S )  o r  T en ag a N as i o n al   B er h ad   ( T N B )   u s ed  t h w el l - kno w n   t y p e   o f   l i gh t ni n m e a s ur e m e nt   f o r   L i gh t ni n L o c a t i ng  s ys t e m s   ( L L S )   s uc h a s   m a g ne t i c  d i re c t i o n   f i n d i n g  (M D F ),  t i m e  o f  a rri v a l  (T O A ) a n d  i n t e rf e ro m e t r y   [1 8 ].  H a rt o n o  [ 1 9 ]   r ep o r t ed  ab o u t  t h e av ai l ab i l i t y  o f  d at a r eco r d e d  b y  M M S  o r  T N B .  H o w e v er ,  h e s t at ed  t h at  t h e d at a co l l ect ed   e ith e r  b y  M M S  o r  T N B  c o n s is te d  s ite  e r r o r  in  th e ir   m a p p in g  s y s te m .  H e  pr opos e d t h e  e r r or  oc c u r r e du e  t unr e s o l ve d  s i t e  e r r o r s  f r o m  t he  e x i s t i n L i g ht ni ng  D e t e c t i o n S ys t e m  ( L D S ) .  B e s i d e s  t ha t ,  P i nt o  a nd  c o - w o r k er s  [ 2 0 ]  al s o  cl ai m ed  t h e s a m e i s s u e as  p o i n t ed  o u t  b y   H ar t o n o  r eg ar d i n g  t h e av ai l ab i l i t y  d at a o f  L D S  i n   M al a y s i a  w er n o t r e lia b le .  I n  2 0 0 9 ,  th e  in v e s ti g a tio n  o f   lig h tn in g  a c ti v itie s  ( [ 2 1 - 2 3 ] )  i n  M al a y s i w er co n d u ct ed   s u cce s s f u l l y .   L at er ,   t h co m p ar at i v s t u d y   r ep o r t ed   b y   P . N . S .   A b d   R ah m a n   e t   al .   [ 1 8 ] ,  t h d at a   b et w ee n  B ah ar u d d i n  et  al  a n d  N .  A z l i n d a et  a l  [ 2 1 - 23]  a n d t h e  da t a  r e c or de d by  T N B  u nm a t c h e d e v e n   w he t he  t i m e  r e c o r d i ng o f  b o t h t he  d a t a   w a s   s ync hr o ni z e d  a c c o r d i ng t o  U ni ve r s a l  T i m e  C l o c k  ( U T C ) .   T he  s t ud f o u n d  b y  [ 1 8 ]  s t at ed  t h e n u m b er  o f  s t r o k es  co u n t  an d  t h e t y p e o f  f l as h e s   w er e n o t  i d en t i cal .   T hr o ug h o ur  p r e l i m i na r y   s t ud i e s ,   m a n y e r r o r s  o c c ur r e d  t o  m e a s ur e  a nd  i d e nt i f y t he  l i g ht ni ng  f l a s he s   w e r e  r e por t e d.   T h i s  s t u d y   s ugg e s t e d t h a t  a  l i gh t ni ng  de t e c t i on  s y s t e m   m us t  c ons i de r  t h e  i m por t a n t  pa r a m e t e r s   f o r  d e t e r m i ni n g l i g ht ni ng t y p e s  a s   w e l l  a s  t he   m e c ha n i s m s .  I t  m ea n s  t h at  a cer t ai n  t y p o f  L D S  s h o u l d  n o t   co n s i d er  o n l y  t h e p o l ar i t y  a n d  t h e a m p l i t u d e f o r  d et ect i n g  l i g h t n i n g  ev e n t s .  T h er w er e m a n y  p ar a m et er s   s h oul d c on s i de r   w hi l e  de v e l opi n L D S  ot h e r  t h a n a m pl i t u de   a n d pol a r i t y  s u c h  a s  z e r o - c r os s i ng  a n d t h e  r i s i ng  ti m e  d u r a tio n  o f  t h e  f ir s t r e tu r n  s tr o k e .       T h u s ,  t h e   m a in  p r o b le m  is   th e  d e f ic ie n c y   to  d e v e lo p  th e  id e n ti f ic a tio n  s y s te m  to  id e n ti f y  th e   ch ar act er i s t i c s   o f   t h l i g h t n i n g   f l as h es   s u ch   a s   t h p eak   a m p l i t u d e v al u es ,   t h r i s i n g   t i m v al u e s ,  t h zer o   c r o s s i n g va l ue s  a nd  t he   f a s t  t r a ns i t i o n o f  t he  f i r s t  r e t ur n  s t r o ke  o f  t he  l i g ht ni n g e ve nt s .  T he r e f o r e ,  t he   o b j e c tiv e  o f  th is   s tu d y  i s  to   m o d e l a  n e w  c h a r a c te r iz a tio n  te c h n iq u e  o f  L ig h t n in g  D e te c tio n  S y s te m  ( L D S )  b y   de v e l opi n g  a  pr og r a m  t h a t  c ou l d pr ov i de  h ig h  a c c u r a c y   f o r  d e te c tio n  o f  th e  lig h tn i n g  f la s h .  W ith  th e  a id s  o f   t he  t e c h no l o g y,  t he  l i g ht ni ng  r e s e a r c w i l l  c o nt i n ue  t o  de ve l o p  a nd  e nha nc e  t he  k no w l e d ge  a b o ut  t h e   l i g ht n i n g p he no m e no n i n t hi s   w o r l d .   Z er o  cr o s s i n g  i s  t h e t er m   w h e r e t h e m ea s u r e m e n t  o f  t he  p o i nt   w he r e  t he   va l ue  o f  t he  r i s i n g t i m e  o f   t h e r et u r n  s t r o k e s t ar t s  a t  zer o  an d  t h f al l i n g   t i m e o f  t h r et u r n  s t r o k e en d ed  at  zer o .  Z er o  cr o s s i n g  i s  t h e   p r em i er  c h ar act er i s t i c f o r  t h e  f i r s t  r et u r n  s t r o k e b ecau s e i t  co n t ai n s  o t h er  ch ar act er i s t i c s  s u c h   as  t h e p eak   va l ue  a nd  r i s i ng t i m e  o f  t he  l i g ht n i n g s t r i ke .           F i g u r e1 . T h e i d eal  zer o - c r o s s i n g t i m e  o f  t he  l i g ht ni ng  s t r i ke s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       Sub M i c r os e c ond A nal y s i s  of  N e gat i v e  C l oud - to - G r oun d L i ght ni ng  F l as he s   ( A . I. A . R a h m a n )   713   1 0 %  an d  9 0 %  o f  t h e r i s i n g  t i m e i n d i cat ed  t h e v al u es  o f  t h e  f i r s t  r et u r n  s t r o k e h a v e r each ed  t h e p o i n t   w h er e i t   w as  at  1 0 %  a n d  9 0 %  o f  t h h i g h es t  p eak   v al u e o f  t h f i r s t  r et u r n  s t r o k e r es p ect i v el y .  S i m i l ar l y ,   t h e   r is in g  ti m e  is   th e  d u r a tio n  o f   th e   f ir s t  r e t ur n s t r o ke .  T he  1 0 %   m a r ks  t he  e a r l y s t a ge  o f  t h e  f i r s t  r e t ur s t r o ke   w h i l e t h e 9 0 %   m ar k s  t h e l at e s t ag e o f  t h e f i r s t  r et u r n  s t r o k e.             F i g ur e  2 .  T he  i d e a l  10 % t o  9 0%  r i s i n g t i m e  d ur a t i o n o f  t he  l i gh t ni n g s t r i ke s       5 0 %  m ar k ed  t h e p o i n t   w h er e t h e v al u e o f   t he  f i r s t  r e t ur n s t r o ke  a t  t he  ha l f  o f  t he  hi g he s t   p e a k va l ue   o f  th e  li g h tn in g  s tr i k e .           F i gu r e  3.  50%  of  t h e  pe a k  of  t h e  r e t u r n   s t r ok e       2.   DAT A AN D M E T H O DO L O G Y   D at w er e co l l ect ed  b y  u s i n g   a b u f f er  ci r cu i t ,  an  an t en n a an d  a L er o y  o s ci l l o s co p e.  W m an ag ed  t o   c ol l e c t  19 s a m pl e s  on  29 - 3 0  M a y  2 0 0 9 .   T h e  lo c a tio n  o f  th e  s ta tio n   w a s  a t th e  U n iv e r s iti   T e k n i k a l M a la y s ia   M el ak a ( I n d u s t r i al  C a m p u s )  A y er  K er o h .  M A T L A B   w a s  u s e d a s  a  pr og r a m m i ng  t ool  t o de v e l op t h e   pr og r a m .  T h e  pr og r a m   w a s  pr og r a m m e d t o i de n t i f y  t h e  t y pe  of  l i g ht n i ng ,  t h e  pe a k  a m pl i t ude s ,  t h e  50%  of   t h e   a m p lit u d e s ,  t h e  z e r o  c r o s s i n g ,   th e   s lo w   f r o n t,   f a s t tr a n s itio n  a n d  t h e  r is i n g  ti m e  o f   th e  a m p li tu d e .  T h e  r e s u lt o f   t h e r es ear c h  t h en   w as  co m p ar ed  b et w ee n  t h e e x p ect ed  v al u e an d  t h e t es t ed  v al u f o r  t h e   zer o  cr o s s i n g  o f  t h e   f i rs t  re t u rn  s t ro k e .           F i g u r e 4 .  G r ap h i cal  U s er  I n t er f ace ( G U I )  o f  t h e p r o g r a m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   2 A ug us t   2018   :   7 11     717   714   T h e  p r o g r a m  b u ilt  w i th   th e   f e a tu r e s  o f  th e  o p tio n s  to  c h o o s e   t he  l i g ht ni n f l a s h p a r a m e t e r s  s uc h a s   p eak  v al u e,  5 0 %  o f  t h e p eak ,   n o r m al i zat i o n  o f  t h e d at a,  zer o  cr o s s i n g   v al u e,  s t ar t  e n d  d et ect i o n  zer o  cr o s s i n g ,   s l o w   f r o nt  d ur a t i o n a nd   f a s t  t r a ns i t i o n.  T he  r e s ul t  s ho w i n t he  F i gur e  4 .         F i g ur e  5 .  A  gr a p h o f  t he   d at a a f t er  t h n o r m al i zat i o n  p r o ces s .   T h e v o l t ag e v al u w as   n o w   n o r m al i zed  t o  i n   t e r m o f  1       I n  ad d i t i o n ,   w e p r o g r a m m ed  t h e s o f t w ar e b y  n o r m al i zi n g  al l  i n co m i n g  d at a  as  a  r ef i n e m e n t  p r o ces s .   W e  n o r m a liz e d  a ll th e  a m p lit u d e s  in  te r m  o f  1 .       3.   RE S U L T S  AND AN AL Y SI S   T h e f i n d i n g  o f  t h e r es u l t s  el ab o r at ed  i n  t h i s  s ect i o n .  T h e s o f t w ar w a s  ab l e t o  i d en t i f y  t h p ar am et er s   s u c h  as  t h e p eak  a m p l i t u d e,  5 0 %  p eak  a m p l i t u d e,  zer o  cr o s s i n g ,  t h e r i s i n g  t i m e a n d  t h f as t  t r an s i t i o n  t i m e.     3 .1 .      T he  P e a k  A m pl i t u de   T h e m i n i m u m  p eak   v al u w as  0 . 7 7 1 8  ( D 0 7 )  w h i l e t h m ax i m u m  o f  t h e p eak  v al u w a s  4. 576 7   ( D 19) .   I n  c on t r a s t ,  t h e   m i ni m um   f or  50%  of  t h e  pe a k  v a l ue   w a s  0. 3859 ( D 0 7)  a n d t h e   m a xi m um  f or  50%   pe a k  v a l u e   w a s  2. 2883( D 19) .   T h e  a r i t hm e t i c   m e a n s   w e r e  0. 8076a n d 1. 6 151 f or  50%  of  pe a k   v a l u e  a n d pe a v al u e  r es p ect i v el y .  B es i d es   t h at ,  t h e  g eo m et r i c   m e a n s   w e r e  1. 4761 a n d 0. 73 81 f or  50%  of  pe a k v a l u e  a n d   p eak  v al u e r es p ect i v el y .       T ab l e 1 .   R es u l t  o f  P eak  V al u an d  5 0 %  P eak  V al u e   Ta g   P ea k  V a l u e ( V )   5 0 %  P eak  ( V )   D0 1   0 . 8 97 1   0 . 4 48 6   D0 2   1 . 1 15 2   0 . 5 57 6   D0 3   1 . 1 39 3   0 . 5 69 7   D0 4   1 . 2 17 3   0 . 6 08 7   D0 5   0 . 9 16 9   0 . 4 58 5   D0 6   1 . 6 63 4   0 . 8 31 7   D0 7   0 . 7 71 8   0 . 3 85 9   D0 8   1 . 7 90 7   0 . 8 95 3   D0 9   1 . 6 52 0   0 . 8 26 0   D1 0   1 . 8 06 7   0 . 9 03 3   D1 1   1 . 8 80 0   0 . 9 40 0   D1 2   1 . 7 64 0   0 . 8 82 0   D1 3   1 . 9 12 4   0 . 9 56 2   D1 4   1 . 0 63 7   0 . 5 31 8   D1 5   1 . 0 25 9   0 . 5 12 9   D1 6   1 . 8 33 3   0 . 9 16 7   D1 7   1 . 4 70 7   0 . 7 35 4   D1 8   2 . 1 90 0   1 . 0 95 0   D1 9   4 . 5 76 7   2 . 2 88 3         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       Sub M i c r os e c ond A nal y s i s  of  N e gat i v e  C l oud - to - G r oun d L i ght ni ng  F l as he s   ( A . I. A . R a h m a n )   715   3 .2 .     Z ero  C ro s s i n g   F i g ur e   6 s h o w s  a bou t   zer o  cr o s s i n g  d et ect i o n   a nd   T ab l e 2   sh o w t h e d u r at i o n  o f  t h e zer o  cr o s s i n g :           F ig u r e  6 .  S ta r tin g  P o in t in d ic a te d  a s  A   w h i l e t h e E n d i n g  P o i n t  i n d i cat ed  as  B .  T h e d i f f er e n ces  b et w ee n  t h p o i nt  B  a nd  t he  p o i nt   A  i s  t he   d ur a t i o n o f  t he  z e r o  c r o s s i ng i t he   f i r s t  r e t ur n s t r o ke       D u r a t i on  o f   Z e r o C r os s i ng   m e a s u r e d v a r i e s  f r o m  29. 97µ s  t o 48. 4 s .  T h e  a r i t hm e t i c   m e a n  of  t h e   d a ta   w a s  33. 4u s   w hi l e  t h e   g e om e t r i c   m e a n  o f  t h e  da t a   w a s  26. 65µ s .  D u r a t i on  of  z e r o c r os s i n g   f o u n d t o be  i t h e r an g e o f  3 5 - 6 0 µs .  T h m eas u r e m e n t  r e g i o n  a f f ecr ed  t h e d u r at i o n  o f  t h e zer o  cr o s s i n g  acco r d i n g  t o   M . H a m za h  et  al . [ 2 4 ] .  M. H a m zah  et  al .  co n d u ct ed  t h m eas u r e m en t  i n  S er d an g ,  S el a n g o r   w h i l e t h i s  d at c o lle c te d  in  th is  s tu d y   w a s  in  M e la k a .  T h is  s ta te m e n t j u s t if ie d  th e  d u r a tio n  o f  th e   m e a s u r e d  d u r a tio n  o f  th e   zer o  cr o s s i n g  i n  t h i s  s t u d y  d i f f er en t  f r o m  o t h er  r es ear ch  b as e d  o n  t h e l o cat i o n  o r  r eg i o n .       T ab l e 2 .   T h e  D u r a t i on  of  t h e   Z e r o C r os s i ng   Ta g   D u r a t i o n  of  Z e r o  C r os s i n g   s )   D0 1   2 9 . 97   D0 2   3 9 . 06   D0 3   4 4 . 76   D0 4   3 5 . 28   D0 5   3 5 . 88   D0 6   2 3 . 90   D0 7   4 0 . 43   D0 8   3 7 . 78   D0 9   4 5 . 82   D1 0   2 2 . 44   D1 1   2 3 . 53   D1 2   3 0 . 68   D1 3   4 0 . 10   D1 4   1 5 . 77   D1 5   2 8 . 32   D1 6   2 5 . 17   D1 7   3 0 . 15   D1 8   3 7 . 16   D1 9   4 8 . 48       3. 3.     R i s i n g  Ti m e   A l l   t h r i s i n g   t i m v al u es   i n   T ab l 3   w er cal c u l at ed  b as e d   o n   t h 1 0 %   t o   9 0 %   o f  t h a m p l i t u d f r o m  t h f i r s t  r et u r n   s t r o k e.  T h e p r ev i o u s  r es ear c h er ,   F . H e i dl e r  e t  a l  ( 1999)   s ta te d  th a t t h e   m a x i m u m  r is in g   t i m e  s ho u l d  b e  i n t he  r a nge  o f  1 . 5  t o   4 us  [ 2 5 ] .  I n c o nj unc t i o n,  t hi s  s t ud y  p r o d uc e d  t he  r i s i ng t i m e   w i t h i n t he   s u i t a bl e  r a ng e .   A s  r e por t e d i n   [ 8]  w h i c h  a  t ot a l  of  15 da t a   ou t  of  19  da t a  w e r e  i n  t h e  r a ng e  of   m a x i m um  r i s i ng  ti m e.  I t   w as  ab o u t  7 9 %  o f  t h e accu r ac y   v al u e o f  t h e cal c u l at ed  v al u es  ca n  b e accep t ed  an d  r el i ab l e.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   2 A ug us t   2018   :   7 11     717   716   T a b le   3 .  D u r a tio n  o f  th e   R i s i n g   T i me   Ta g   D u r a t i o n   o f  t h e   r is in g   tim e   s )   D0 1   2 . 3 5   D0 2   2 . 9 5   D0 3   5 . 0 5   D0 4   2 . 8 0   D0 5   2 . 6 0   D0 6   4 . 9 5   D0 7   6 . 9 5   D0 8   3 . 1 5   D0 9   1 . 3 5   D1 0   1 . 0 5   D1 1   3 . 4 0   D1 2   2 . 0 5   D1 3   4 . 2 5   D1 4   2 . 4 5   D1 5   2 . 8 0   D1 6   1 . 4 0   D1 7   1 . 2 0   D1 8   2 . 9 5   D1 9   5 . 1 0       3 .4    F a st  Tr a n s i t i o n   T h e  f a s tr a n s itio n  is  5 0 %  o f  t h e  a m p lit u d e  v a l u e  ta k e n   f r o m  t h e   f ir s t  r e tu r n  s tr o k e .  T h e  s m a lle s f a s t   tr a n s itio n  ti m e   w a s  1. 00 µ s   w hi l e   t h e  h i gh e s t  f a s t  t r a n s i t i on  t i m e   w a s  8. 50 µ s  a c c or di ng  t o t h e  da t a   i n t h i s   r es ear ch .  I n  co r r el at i o n   w i t h  t h e d at a f r o m  T ab l 4 ,  1 5  o u t  o f  1 9  r i s i n g  t i m e v al u es   w er e ac cep t ab l e.       T a b le   4 .  D u r a tio n  o f  th e   f a s t tr a n s it io n  ti m e   Ta g   D u r a t i o n   o f t h e   fa s t   tr a n s it io n  ti m e ( µs )   D0 1   2 . 3 5   D0 2   2 . 9 5   D0 3   5 . 0 5   D0 4   2 . 8 0   D0 5   2 . 6 0   D0 6   4 . 9 5   D0 7   6 . 9 5   D0 8   3 . 1 5   D0 9   1 . 3 5   D1 0   1 . 0 5   D1 1   3 . 4 0   D1 2   2 . 0 5   D1 3   4 . 2 5   D1 4   2 . 4 5   D1 5   2 . 8 0   D1 6   1 . 4 0   D1 7   1 . 2 0   D1 8   2 . 9 5   D1 9   5 . 1 0       4.   CO NCL U S I O N   T h e s o f t w ar w a s  cr eat ed .  T h i s  r es ear c h   w as  ab o u t  t h e d ev el o p m e n t  o f  i d en t i f i ca t i o n   s y s t e m   f o r   ne ga t i ve  c l o ud - to - g r oun d l i gh t ni ng   f l a s h e s   u s i ng  pa t t e r r e c og n i t i o n .  T h i s   s of t w a r e   w a s  t o i de nt i f y  a n ex t r act  t h e l i g h t n i n g  p ar a m et e r s  s u c h  a s  p eak   v al u e,  zer o   c r o s s i n g va l ue ,   r i s i ng t i m e   a nd  f a s t  t r a ns i t i o t i m e .   T h s o f t w ar d et ect ed   al l   t h e   p ar am et er s   o f   t h l i g h t n i n g   an d   p r o d u ced   r es u l t s   w h i c h   a r p ar al l el   w i t h   t h e   o b j ect i v es  o f  t h i s  r es ear ch .  D es p i t e t h at ,  t h er w as  a l i m i t a t i o n  i n  t h i s  r es ear ch   w h er e t h er e   w er e n o t   m an y   d at w er e i n v es t i g a t ed  b ecau s e t h e l o cat i o n ` s  a v ai l ab i l i t y  t o   m eas u r e t h e d at a   w a s  l i m i t ed .  t h e   r eco m m e n d at i o n   f o r  t h i s  r es e ar ch  t o  i n cr eas e t h e accu r ac y   o f  t h e s o f t w ar e b y  ad d i n g   m o r e f eat u r es   s u c h  a s   c la s s i f ic a tio n  o f   lig h t n i n g  f la s h e s .  F u r t h er m o r e,  t o  i m p r o v e   t h e r el i ab i l i t y  a n d  accu r ac y  o f  t h s o f t w ar e o n es   n eed  t o  i n cr eas e t h s a m p l e s  f o r  f u t u r e r es ear ch .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       Sub M i c r os e c ond A nal y s i s  of  N e gat i v e  C l oud - to - G r oun d L i ght ni ng  F l as he s   ( A . I. A . R a h m a n )   717   R EF ER EN C ES   [ 1]   J .  E r i k s s on.  T he  i nc i de nc e  of  l i g h t ni ng  s t r i k e s  t pow e r  l i ne s .  I E E E  T r a ns .  P ow e r  D e l i v .  1987 ;  2( 3) :   859 87 0.   [ 2]   Fa r o u k  A . M.   R i z k .   T r a ns a c t i ons  on P ow e r .  M ode l .  T r a ns m .   L i ne  E x po.  T o D i r e c t   L i g ht ni ng  S t r ok e s . 1991 ;   5( 1) : 23 29 .   [ 3]   A .  N u cci ,  F .  R ach i d i ,  M .   V .  M i ch el ,  an d  C .  M azzet t i .  L i g h t n i n g - I n d u ced   V o l t ag es  o n  O v er h ead  L i n es .  I E E E  T r an s .   E l e c t r om a g n.  C om pa t :  19 93;  3 5( 1) :  7 5 8 6.   [ 4]   F.   R a c hi d i ,  C .  A .  N uc c i ,  M .  I a n o z ,  a nd C .  M a z z e t t i .  I nf l ue nc e  of   a  l os s y  g r ound  on  l i g ht ni ng - i nd uc e d  vo l t a ge s  o ov e r he a d l i ne s .  I E E E  T r a ns .  E l e c t r om a g n.  C om pa t .  19 96 ;  3 8( 3) : 25 0 26 4.   [ 5]   D . P ow e r ,  S . B ur e a u,   P . G r i d. L i g ht ni ng   P e r f or m a nc e  a nd I t s   P r e v e nt i o n f or  Q ua dr up l e - c ir c u it T r a n s m is s io n  L in e   w i t h 220k V / 1 10k V   V ol t a g e  i n a   T ow e r ,  T E L K O M N I K A  I ndone s .  J .  E l e c t r .  E ng .  2 01 3;   11( 10) :  5 83 3 58 41 .   [ 6]   H . Z e ng ,  L . L i n,  Z . W a ng  e t  a l . S t udy  on L i g ht ni ng  I n t r udi ng  O v e r v ol t a g e s  i n Y a nt a n E x t e ns i o n   S ubs t a t i on . T E L K O M N I K A  I ndone s .  J .   E l e c t r .  E ng .  2 01 4 ; 12( 4) :   2 458 24 64 .   [ 7]   N a g   a nd V .  A .  R a k ov .  S o m e  i nf e r e nc e s  on t he  r ol e  of  l ow e r  pos i t i v e  c ha r g e  r e g i on i n f a c i l i t a t i ng  di f f e r e nt  t y pe s  of   l i g ht ni ng .  G e ophy s .  R e s .  L e t t .  20 09a ;   36:  L 058 15:  d oi : 1 0. 10 29/ 20 08G L 03678 3.   [ 8]   S . B . S m i t h.  A  C om pa r i s on of   S a t e llite - O bs e r v e d C l ou d - T op C ool i ng  a nd  t he  O ns e t   of  C l ou d - to - G r oun d L i g ht ni ng .   18t h C o nf e r e nc e  on S e v e r e  L oc a l   S t or m s .  199 6;   47 9 - 48 2.   [ 9]   J .  M ont a ny a ,  D .   A r a ng ur e n,  N .  P i ne da ,  G .  S ol a ,  D .  R om e r o a nd V .  M a r c h.  T ot a l  l i g ht ni ng ,  e l e c t r os t a t i c  f i e l d a nd  m et eo r o l og i c a l  r a da r  a ppl i e d t o  l i g ht ni ng  ha z a r d w a r ni ng .  20t h  I nt e r na t i ona l  L i g ht ni ng  D e t e c t i on C onf e r e nc e   ( I L D C ) .  P r oc e e di ng s .  T uc s on,  C D - R O M ,  2 00 8.   [ 1 0]   J .  W u, Y .  F .  C he n a nd  Z . C .  Z e ng  “ M e t hod  of  M a k i ng  a  C ur r e nt   P r e -   t hun de r i ng  R e p or t  w a s  t o U s e  t he  F i l e s  of  t he   Gr ound E l e c t r i c  F i e l I ns t r um e nt  a n d L oc a t i ng  t he  L i g ht ni ng ,  M e t e or ol og i c a l  A nd E nv i r onm e nt a l  S c i e nc e s .   200 9; 32( 1) :  47 50 .   [ 1 1]   Z . A .  B ah ar u d i n ,  M .  F er n an d o ,  N . A .   A h m ad ,  J . S .  M ak el a,  M .  R ah m an ,  V .  C o o r ay .  E l ect r i f i el d  ch an g es   g en er at ed   b y  t h e p r el i m i n ar y  b r eak d o w n f or  t he   ne g a t i v e  c 1oud - to - g r ou nd  l i g ht ni ng  f l a s he s  i n M a l a y s i a  a nd  S w e de n.  J .   A t m os .  S ol a r - T e r r .  P hy s .  20 12a ;   84 - 85:  15 - 2 4.   [ 1 2]   Z . A .  B a ha r udi n,  N . A .   A hm a d,  M .  F e r na ndo ,  V .  C oor a y ,  J . S .  M a k e l a .  C om pa r a t i ve  s t ud y  on pr e l i m i na r y  br e a k dow pul s e  t r a i ns  o bs e r v e d i n J o hor ,  M a l a y s i a ,  a nd F l or i da ,  U S A .   A t m os .  R e s .  20 12 b;   11 7:   11 1 - 1 21.   [ 1 3]   W u,  Y .   T a ka y a na g i ,  I .  F una k i ,  S .  Y os hi da ,  T o.  U s hi o ,  Z - l.  K a w a s a k i,  I .  M o r im o to ,  M .  S h im iz u .  P r e lim in a r y   br e a k dow n pul s e s  of  c l oud - to - g r oun d l i g ht ni ng  i n w i nt e r  t hu nde r s t or m s  i n J a pa n ,"  J A t m o s . S o l a r  T e r r . P h y s 201 3; 10 2:  91 - 98.   [ 1 4]   M ar s h al l ,  W .  S ch u l z,  N .  K ar u n ar at h n a,  S .  K ar u n ar at h n e,  M .  S t o l zen b u r g ,  C .  V er g ei n er ,  I .  W ar n er .  O n  t h e   pe r c e nt a g e  o f  l i g ht ni ng  f l a s he s  t ha t  be g i n w i t h i ni t i a l  br e a k dow n pul s e s .  J .  G e ophy s .  R e s . ,  20 14;   11 9:   d oi : 10 . 1 00 2/ 2 01 3J D 02 08 54 .   [ 1 5]   C . H .  W o o i,  Z.  A .  M a le k ,  N .   A .   A h m a d ,  M .  M o k h ta r i,  B .  S a lim i.   S ta tis tic a l A n a l y s w a s  o n  P r e lim in a r y  B r e a k d o w n   P ul s e s  of  P os i t i v e  C l oud - to - G r ound L i g ht n i ng  i n M a l a y s i a .  I nt e r na t i ona l  J o ur na l   of  E l e c t r i c a l   a nd C om put e r   E n g i n e e ri n g  (IJ E C E ) . 20 16;   6( 2) :  844 - 8 50.   [ 1 6]   Z . A .  B a ha r udi n,  C ha r a c t e r i z a t i on of  g r ound f l a s he s  f r o m  t r opi c  t o nor t he r n r e g i on .   P hD  T he s i s .  U pps a l a   U ni v e r s i t a s :  S w e de n:  201 4.   [ 1 7]   D r ue ,  T .  H a uf ,  U .  F i nk e ,  S .  K e y n ,  a nd O .  K r e y e r .  C o m pa r i s on of  a  S A F I R  l i g ht ni ng  de t e c t i on  ne t w or k  i n   nor t he r n   G e r m a n y  t o t he  o pe r a t i ona l  B L I D S  ne t w or k .  J .  G e ophy s .  R e s .   A t m os .  2 00 7;   11 2( 1 8) :   1 - 10 .   [ 1 8]   P .  N .  S .  A b R a hm a n,  Z .  A ba di  B a ha r udi n,  a n d N .  H .  A bdul  R a hi m .  M i s de nt i f i c a t i on of  T y pe  o f  L i g ht ni ng  F l a s he s   i n M a l a y s i a .  T E L K O M N I K A  I ndone s .  J .   E l e c t r .  E ng . 20 14;  1 2( 8) : 5 938 - 59 75 .   [ 1 9]   A bi di n H Z ,  I br a hi m  R .  T hunde r s t or m  da y  a nd g r ound f l a s he  de ns i t y  i n M a l a y s i a .  T he   c onf e r e n c e  of   N a t i ona l   P ow e r  a nd E ne r g y .  2003 .   [ 2 0]   P i nt o O  J r ,  P i nt o I R C A ,  N a c c a r a t o K P .  M a x i m um  c l oud - to - g r o un d l i g ht ni ng  f l a s h de ns i t i e s  obs e r v e d by  l i g ht n i n l oc a t i on  s y s t e m s  i n t he  t r opi c a l  r e g i on:  A  r e v i e w .  J our na l   of  A t m os phe r i c  R e s e a r c h.  20 06 ;  8 4:   18 9 - 2 00.   [ 2 1]   B ah ar u d i n  Z A ,  N   A zl i n d a,  F er n an d o   M ,  C o o r ay  V ,  M äk el ä  J S ,  M  R ah m an .  E l ect r i f i el d  ch an g es  g en er at ed  b y  t h e   pr e l i m i na r y   br e a k dow n f or   t he  ne g a t i v e  c l oud - to - g r ou nd l i g ht ni ng  f l a s he s  i n M a l a y s i a  a nd S w e de n.  J our na l  of   A t m o s p h er i c S o l ar  T er r es t r i al  P h y s i cs .  2 0 1 2 ;  8 4 - 8 5:  16 - 2 4.   [ 2 2]   B a ha r udi n Z A ,  N  A z l i nda ,  F e r n a ndo  M ,  C oor a y  V ,  M ä k e l ä  J S .  C om pa r a t a t i ve  s t udy  on pr e l i m i na r y  br e a k dow pul s e  t r a i ns  o bs e r v e d i n J o hor ,  M a l a y s i a  a nd F l or i da ,  U S A .  J our na l  of  A t m os phe r i c  R e s e a r c h.  20 12 ;   117 :  1 11 - 12 1.   [ 2 3]   N  A zl i n d a,  M  F er n an d o ,  B a h ar u d i n  Z A ,  V  C o o r ay ,  A h m ad  H ,  A b d u l  M al ek  Z .  T h e ch ar act er i s t i cs  o f  N ar r o w   B i p o l ar   P u l s es  i n  M al ay s i a.  J o u r n al  o f  A t m o s p h er i c an d  S o l ar  T er r es t r i a l  P hy s i c s .  2010;  7 2:   53 4 - 54 0.   [ 2 4]   M . H a m z a h,  M . A b K a di r ,  C .  G om e s   e t  a l .  U nus ua l l y  l ong  dur a t i on l i g h t ni ng  e l e c t r i c  f i e l d r e t ur n s t r ok e s  i n   M a l a y s i a .  I nt e r na t i ona l  C o nf e r e nc e  on L i g ht ni ng   P r ot e c t i on.  20 14 ; 169 1 - 16 94.   [ 2 5]   F . H ei d l er ,  J . M . C v et i c,  B . V . S t a n i c.  C al cu l at i on of  L i g ht ni ng  C ur r e nt   P a r a m e t e r .  I E E E  T r a ns a c t i on  o P ow e r   D e l i v e r y ,  1999; 14( 2) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.