哈工大高電壓技術(shù) 2 行波的折射和反射-15

1、第二節(jié)第二節(jié) 波的折射和反射波的折射和反射 折射系數(shù)和反射系數(shù)折射系數(shù)和反射系數(shù) 幾種特殊端接情況下的波過程幾種特殊端接情況下的波過程 集中參數(shù)等值電路集中參數(shù)等值電路線路中均勻性開始遭到破壞的點稱為節(jié)點，當(dāng)行線路中均勻性開始遭到破壞的點稱為節(jié)點，當(dāng)行波投射到節(jié)點時，必然會出現(xiàn)電壓、電流、能量波投射到節(jié)點時，必然會出現(xiàn)電壓、電流、能量重新調(diào)整分配的過程，即在節(jié)點處將發(fā)生行波的重新調(diào)整分配的過程，即在節(jié)點處將發(fā)生行波的折射折射和和反射反射現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 通常采用最簡單的通常采用最簡單的無限長直角波無限長直角波來介紹線路波過來介紹線路波過程的基本概念。任何其他波形都可以用一定數(shù)量程的基本概念。任何其

2、他波形都可以用一定數(shù)量的單元無限長直角波疊加而得，所以無限長直角的單元無限長直角波疊加而得，所以無限長直角波實際上是最簡單和代表性最廣泛的一種波形。波實際上是最簡單和代表性最廣泛的一種波形。1u2u1i2i1u1i入射波入射波 折射波折射波 反射波反射波 波從一條線路進(jìn)入另一條波阻抗不同的線路波從一條線路進(jìn)入另一條波阻抗不同的線路112112uuuiii111uiZ 111uiZ 222uiZ 20111121222uuZZZu1121121uuZZZZu1Z2z電壓折射系數(shù)電壓折射系數(shù)電壓反射系數(shù)電壓反射系數(shù) 二者之間有如下關(guān)系二者之間有如下關(guān)系 1+= 1+= 隨隨 與與 的數(shù)值而異，的數(shù)

3、值而異，和和之值在下面的范圍內(nèi)變化之值在下面的范圍內(nèi)變化 A A點的折、反射電壓如下點的折、反射電壓如下二、幾種特殊端接情況下的波過程二、幾種特殊端接情況下的波過程( (一一) )線路末端開路線路末端開路 發(fā)生全反射，開路電壓加發(fā)生全反射，開路電壓加倍，電流變零。倍，電流變零。線路末端開路時的折反射線路末端開路時的折反射21121ZZZZ2Z22212ZZZ( (二二) )線路末端短路（接地）線路末端短路（接地）線路末端短路（接地時）波的折反射線路末端短路（接地時）波的折反射負(fù)的全反射，電流加負(fù)的全反射，電流加倍，電壓為零倍，電壓為零20Z 21220ZZZ21121ZZZZ 行波到達(dá)線路末端

4、行波到達(dá)線路末端A A點時完全點時完全不發(fā)生反射，與不發(fā)生反射，與A A點后面接一點后面接一條波阻抗條波阻抗Z Z2 2=Z=Z1 1的無限長導(dǎo)線的無限長導(dǎo)線的情況相同。的情況相同。（三）線路末端接負(fù)載（三）線路末端接負(fù)載21ZZ21221ZZZ21120ZZZZ線路末端接電阻線路末端接電阻R=Z1R=Z1時波的折反射時波的折反射12122Ziuu構(gòu)造集中參數(shù)的等值電路：構(gòu)造集中參數(shù)的等值電路：（1 1）把沿線路傳來的電壓波）把沿線路傳來的電壓波 加倍作為等值電壓源加倍作為等值電壓源（2 2）線路波阻抗）線路波阻抗 用數(shù)值相等的電阻來代替作為等值用數(shù)值相等的電阻來代替作為等值電壓源內(nèi)阻電壓源內(nèi)

5、阻（3 3） 為負(fù)載，負(fù)載可是波阻抗，也可以是電阻，電為負(fù)載，負(fù)載可是波阻抗，也可以是電阻，電感，電容等集中參數(shù)感，電容等集中參數(shù)1u1Z2Z三、集中參數(shù)等值電路（彼德遜法則）三、集中參數(shù)等值電路（彼德遜法則）一個節(jié)點上接有多條分布參一個節(jié)點上接有多條分布參數(shù)長線和若干集中參數(shù)元件數(shù)長線和若干集中參數(shù)元件已知電流源（例如雷電流）的情況，采用電流源等值電路已知電流源（例如雷電流）的情況，采用電流源等值電路更加簡單方便。更加簡單方便。21212iZui電流源集中參數(shù)等效電路1Z12Zu解：由于架空線路的波阻抗均大致相等，所以可得出圖解：由于架空線路的波阻抗均大致相等，所以可得出圖中的接線示意圖（中

6、的接線示意圖（a a）和等值電路圖（）和等值電路圖（b b）。）。舉例：某變電所的母線上有舉例：某變電所的母線上有n n條出線，其波阻抗均為條出線，其波阻抗均為Z Z。其中一條。其中一條線路遭雷擊，即有一過電壓波線路遭雷擊，即有一過電壓波 沿該線進(jìn)入變電所，求此時母沿該線進(jìn)入變電所，求此時母線的電壓線的電壓 有有n n條出線的變電所母線電壓計算條出線的變電所母線電壓計算0UbbU 入射波必須是沿一條分布參數(shù)線路傳輸過來入射波必須是沿一條分布參數(shù)線路傳輸過來 適用于節(jié)點適用于節(jié)點A A之后的任何一條線路末端反射之后的任何一條線路末端反射波未達(dá)到波未達(dá)到A A之前之前彼德遜法則的適用范圍：彼德遜法

7、則的適用范圍：若要計算線路末端產(chǎn)生的反射波回到節(jié)點若要計算線路末端產(chǎn)生的反射波回到節(jié)點A以后以后的過程，就要采用后面將要介紹的行波多次折、的過程，就要采用后面將要介紹的行波多次折、反射計算法。反射計算法。小小 結(jié)結(jié)電壓折射系數(shù)電壓折射系數(shù) ，電壓反射系數(shù)，電壓反射系數(shù) ，二者之間有如下關(guān)系：二者之間有如下關(guān)系： 。 線路末端開路時，發(fā)生全反射，開路電壓加倍，電流變零。線路末端開路時，發(fā)生全反射，開路電壓加倍，電流變零。 線路末端短路時，發(fā)生負(fù)的全反射，電流加倍，電壓為零。線路末端短路時，發(fā)生負(fù)的全反射，電流加倍，電壓為零。 線路末端對地跨接一阻值線路末端對地跨接一阻值R=ZR=Z1 1的電阻時，行波到達(dá)線路末端的電阻時，行波到達(dá)線路末端A A點時完全不發(fā)生反射，與點時完全不發(fā)生反射，與A A點后面接一條波阻抗點后面接一條波阻抗Z Z2 2=Z=Z1 1的無限長的無限長導(dǎo)線的情況相同。導(dǎo)線的情況相同。2122ZZZ2112ZZZZ1彼德遜法則的適用范圍：彼