線路和繞組的波過程-波的折射與反射（高電壓技術(shù)）

高電壓技術(shù)—波的折射與反射了解原子的結(jié)構(gòu)及電離的概念學(xué)習(xí)目標(biāo)知道波的折、反射的3種特例及相關(guān)結(jié)論大致了解彼得遜集中等值電路、意義及適用范圍熟記行波的折、反射公式01折射波、反射波的計算一.折射波、反射波的計算1.折射、反射系數(shù)的計算根據(jù)波傳播的基本規(guī)律和節(jié)點(diǎn)的邊界條件，可得電壓波的折射系數(shù)電壓波的反射系數(shù)。2.幾種特例分析1.線路末端短路（即Z2=0）此時a＝0，β＝－1，即電壓波為負(fù)全反射，使在反射波所到之處的電壓下降為零，而電流上升一倍。從能量守恒的角度來看，由于末端短路接地，末端電壓為零，入射波的全部電場能量轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿芰恐省Ｒ?折射波、反射波的計算2.幾種特例分析2.線路末端開路（即Z2→∞）此時a＝2，β＝1，即電壓波為正全反射，使在反射波所到之處電壓上升一倍，而電流下降為零。從能量守恒的角度來看，由于末端開路時，末端電流為零，入射波的全部磁場能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰恐?。?折射波、反射波的計算2.幾種特例分析3.當(dāng)末端接集中負(fù)載R時，且R＝Z1此時a＝1，β＝0，即折射電壓等于入射電壓，反射電壓為零。由Z1傳輸過來的能量全部消耗在R中，這種情況稱為阻抗匹配。一.折射波、反射波的計算基于行波理論制成的各種電纜故障測距儀，目前在國內(nèi)外已得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)電橋測距法相比，現(xiàn)代行波測距法對電纜故障的可測率更高、可測范圍更寬、測試速度更快、測試安全性也更好。通常有兩種工作方式，即低壓脈沖法與高壓脈沖法。前者主要用于測試電纜的斷線、短路或低阻泄漏性故障，后者主要用于測試電纜的高阻泄漏性故障或閃絡(luò)性故障。一.折射波、反射波的計算例題直流電源在t=0時合閘于長度為的空載線路，如圖5-8(a)所示，求線路末端點(diǎn)的電壓波形。一.折射波、反射波的計算2.幾種特例分析

解：設(shè)τ為電磁波通過長度為l的線路時所需的時間。當(dāng)0＜t＜τ時，由線路首端發(fā)生的第一次電壓入射波U1q=E尚未到達(dá)線路末端，B點(diǎn)電壓為零。當(dāng)τ≤t＜2τ時，由于線路末端開路，在末端發(fā)生正電壓全反射，產(chǎn)生第一次反射波U1f=E，UB=2E。當(dāng)2τ≤t＜3τ時，u1f到達(dá)線路首端，由于首端電源內(nèi)阻為零，對波的傳輸來說，相當(dāng)于發(fā)生末端對地短路的情況，從而在首端發(fā)生負(fù)電壓全反射，產(chǎn)生u2q=-E的第二次電壓入射波。但此時u2q尚未到達(dá)B點(diǎn)，因而仍有UB=2E。一.折射波、反射波的計算2.幾種特例分析當(dāng)3τ≤t＜5τ時，U2q已到B點(diǎn)，并產(chǎn)生第二次反射波U2f=-E，UB=U1q+U1f+U2q+U2f=0當(dāng)5τ≤t＜7τ時，U2f=-E到達(dá)首端，產(chǎn)生的第三次入射波U3q=E到達(dá)B點(diǎn)，故在此時間內(nèi)UB=2E如此反復(fù)下去得到周期為4τ，振幅為2E的振蕩方波一.折射波、反射波的計算02彼德遜等效電路二.彼德遜等效電路1.等值法則彼德遜法則：（1）把入射電壓波u1q的2倍作為等值電壓源（2）入射波所經(jīng)過的波阻抗Z1作為等值集中參數(shù)電路的內(nèi)阻（3）Z2看做集中參數(shù)電路中的負(fù)載電阻。其中，U1可以