線路和繞組中的波過程-均勻無損耗單導(dǎo)線中的波過程(高電壓技術(shù))

過電壓及防雷保護(hù)波動(dòng)方程的計(jì)算1、沿高度h為10m，導(dǎo)線半徑為10mm的單根架空線有一幅值為800KV過電壓波運(yùn)動(dòng)，試計(jì)算電流波的幅值。解：求導(dǎo)線的波阻抗Z為：=800/456=1.75KA電流波幅值：2、沿高度h為10m，導(dǎo)線半徑為10mm的單根架空線有一幅值為800KV過電壓波運(yùn)動(dòng)，還有一幅值為400KV的過電壓反行波反向運(yùn)動(dòng),試求此兩波疊加范圍內(nèi)導(dǎo)線的電壓和電流。解：求導(dǎo)線的波阻抗Z為：=800/456=1.75KA電流波幅值：反行電流波幅值為:

兩波疊加范圍內(nèi)，導(dǎo)線對(duì)地電壓為:電流為:

通過本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解波的傳播方向，掌握波動(dòng)方程的計(jì)算，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)波動(dòng)方程的物理意義一、波動(dòng)方程波動(dòng)方程所描述的線路上的暫態(tài)電壓和暫態(tài)電流不但是時(shí)間t的函數(shù)，也是距離x的函數(shù)。二、波動(dòng)方程的通解

1．物理意義:線路中傳播任意波形的電壓和電流，可分解成向前傳播的前行波和反向傳播的反行波的疊加。或者說，線路上某點(diǎn)某時(shí)刻的電壓（或電流）為通過該點(diǎn)的前行電壓波（電流波）與反行電壓波（電流波）的代數(shù)和。

2．電壓波和電流的方向規(guī)定

電壓波的極性只與產(chǎn)生電壓波的電荷的極性有關(guān)，而與傳播方向無關(guān)，正的電荷產(chǎn)生正的電壓波；

電流波的極性不僅與移動(dòng)電荷的極性有關(guān)，還與移動(dòng)的方向有關(guān)，正的電荷沿X正方向或負(fù)電荷逆X正方向產(chǎn)生正的電流行波，反之產(chǎn)生負(fù)的電流行波。

正的電壓前行波相當(dāng)于一批正電荷向正方向運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)線各點(diǎn)的對(duì)地電容依次充上正電荷，而向正方向流動(dòng)的正電荷將形成正電流波；對(duì)反行波來說，正的電壓反行波表示一批正電荷向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，按照相反的順序給線路各點(diǎn)的電容也充上正電荷，此時(shí)電壓雖然是正的，但因正電荷的運(yùn)動(dòng)方向已變成負(fù)方向，所以形成了負(fù)的電流。故此有前行電壓波與前行電流波的符號(hào)總是相同，反行電壓波與反行電流波的符號(hào)總是相反。

通過本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握波動(dòng)方程的物理意義，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)波過程的幾個(gè)物理概念一、均勻無損耗導(dǎo)線

導(dǎo)線各點(diǎn)電氣參數(shù)完全一樣，,不計(jì)及導(dǎo)線r0、g0，即導(dǎo)線無能量損耗的，滿足這兩種條件的僅由L、C組成的鏈形回路，我們稱之為均勻無損導(dǎo)線。二、波過程

電壓波和電流波沿線路的流動(dòng)，實(shí)質(zhì)上就是電磁波沿線路的傳播過程，也是指能量沿著導(dǎo)線傳播的過程，即在導(dǎo)線周圍空間儲(chǔ)存電磁能的過程。三、無限長直角波

在介紹線路波過程的基本概念時(shí)，通常采用最簡單的無限長直角波。因?yàn)樵诠ゎl交流電源的情況下，只要線路不太長，行波從始端傳到終端所用的時(shí)間還不到1，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，電源電壓變化不大，因而也可以看作與直流電壓源相似。四、波沿導(dǎo)線的傳播

將傳輸導(dǎo)線設(shè)想為許許多多無窮小長度dx的線路單元串聯(lián)而成，忽略導(dǎo)線損耗，用LC來表示每一單位長導(dǎo)線的電感和對(duì)地電容。

電壓波和電流波沿導(dǎo)線的流動(dòng)，實(shí)質(zhì)上就是電磁波沿導(dǎo)線的傳播過程，電壓波和電流波是在線路中傳播的伴隨而行的統(tǒng)一體。五、波阻抗與波速波阻抗：

波

速：

=

通過本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握波過程的幾個(gè)物理概念，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)波阻抗的特點(diǎn)電壓波與電流波之間是通過波阻抗相聯(lián)系的（1）波阻抗表示同一方向的傳播的電壓波與電流波之間比值的大小。電磁波通過波阻為ｚ的無損均勻?qū)Ь€時(shí)，其能量是以電磁能的形式儲(chǔ)存于周圍的介質(zhì)中，而不是像通過電阻時(shí)那樣被消耗掉,它是儲(chǔ)能元件。

（2）為了區(qū)別不同方向的行波，ｚ前面有正負(fù)號(hào)；（3）如果線路上既有前行波，又有反行波，導(dǎo)線上的總電壓和總電流比值不再等于波阻抗；（4）波阻