高速鐵路電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)-輸電線路中的波過(guò)程

輸電線路中的波過(guò)程01過(guò)電壓02均勻無(wú)損單導(dǎo)線中的波過(guò)程03波阻抗與電阻的區(qū)別04行波的折射和反射輸電線路中的波過(guò)程一、過(guò)電壓雷電過(guò)電壓是由于雷電放電引起的，又稱為大氣過(guò)電壓，它是由于外部因素作用于電力系統(tǒng)而產(chǎn)生的，也稱為外部過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓是由于電力系統(tǒng)內(nèi)由操作或故障而引發(fā)電磁振蕩所產(chǎn)生的過(guò)電壓。有過(guò)電壓出現(xiàn)時(shí)，線路上可能產(chǎn)生以流動(dòng)波形式出現(xiàn)的過(guò)電壓波。輸電線路中的波過(guò)程過(guò)電壓波在線路上的傳播本質(zhì)：是電磁場(chǎng)能量沿線路的傳播過(guò)程，即在導(dǎo)線周圍空間逐步建立起電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過(guò)程，也是在導(dǎo)線周圍空間儲(chǔ)存電磁能的過(guò)程。輸電線路中的波過(guò)程過(guò)電壓波在線路上的傳播基本規(guī)律：儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的能量與儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中的能量彼此相等，空間中各點(diǎn)的和相互垂直，與波的傳播方向也相互垂直。輸電線路中的波過(guò)程二、均勻無(wú)損單導(dǎo)線中的波過(guò)程行波傳播的物理概念均勻無(wú)損單導(dǎo)線上的波過(guò)程（a）均勻無(wú)損單導(dǎo)線首端合閘于U；（b）等效電路輸電線路中的波過(guò)程設(shè)t=0時(shí)線路首端合閘于直流電源U。合閘后，電源向線路電容充電，即在導(dǎo)線周圍空間建立起電場(chǎng)?？拷娫吹碾娙萘⒓闯潆姡⑾蛳噜彽碾娙莘烹?。由于線路電感的作用，較遠(yuǎn)處的電容要間隔一段時(shí)間才能沖上一定數(shù)量的電荷，并向更遠(yuǎn)處的電容放電。這樣，電容依次充電，線路沿線逐漸建立起電場(chǎng)形成電壓，即電壓波以一定的速度沿線路方向傳播。輸電線路中的波過(guò)程隨著線路電容的充放電，將有電流流過(guò)導(dǎo)線的電感，即在導(dǎo)線的周圍空間建立起磁場(chǎng)。因此，與電壓波相伴，還有一電流波以同樣的速度沿方向傳播。輸電線路中的波過(guò)程

波阻抗：

波速：

輸電線路中的波過(guò)程三、波阻抗與電阻的區(qū)別

線路的波阻抗表示具有同一方向的電壓波與電流波大小的比值。電磁波通過(guò)波阻抗時(shí)，能量以電磁場(chǎng)形式存儲(chǔ)在周圍介質(zhì)中，而不是像電阻那樣被消耗掉。波阻抗的數(shù)值只與導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電感L0和電容C0有關(guān)，與線路長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。如果導(dǎo)線上既有前行波又有反行波時(shí)，導(dǎo)線上總的電壓與電流的比值不再等于波阻抗，即輸電線路中的波過(guò)程四、行波的折射和反射節(jié)點(diǎn)：線路均勻性遭到破壞的點(diǎn)。如架空輸電線路與電纜的連接、在兩端架空線之間插接某些集中參數(shù)元件等。當(dāng)行波傳播到節(jié)點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)前后必須保持單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量總和相等的規(guī)律，則必然要發(fā)生電磁場(chǎng)能量的重新分配過(guò)程，即行波的折射和反射現(xiàn)象。輸電線路中的波過(guò)程折射系數(shù)與反射系數(shù)

輸電線路中的波過(guò)程

折射系數(shù)：

反射系數(shù)：

輸電線路中的波過(guò)程幾種特殊端接情況下的折、反射：1線路末端開(kāi)路電壓波：正全反射電流波：負(fù)全反射線路末端開(kāi)路時(shí)的折、反射輸電線路中的波過(guò)程線路末端開(kāi)路時(shí)的折、反射2線路末端短路