无损单导线中的波过程

1、1 1-1 1-1 集中参数回路中的暂态计算集中参数回路中的暂态计算 , 2, 0 )( 1 . 0 )( )( )( Switching s Temporary oltageRiseFrequencyVPower resonance 弧光接地 解列 切空变 切空线 合空线 以内）操作过电压（ 甩负荷 不对称的接地故障 空载长线路的电容效应 工频电压升高 参数 铁磁 线性谐振 谐振过电压 暂时过电压 内部过电压 2 1-1 1-1 集中参数回路中的暂态计算集中参数回路中的暂态计算 总结：总结： 在单频回路中，初始条件为零时：在单频回路中，初始条件为零时： 合闸发生在接近电源电动势幅值合闸发生在

2、接近电源电动势幅值 时，产生过电压在幅值最大；这是由于电容初时，产生过电压在幅值最大；这是由于电容初 始值为零与合闸瞬时稳态不同而引起。始值为零与合闸瞬时稳态不同而引起。 ，在电源电动势接近零时合闸，在电源电动势接近零时合闸 含有最大的过电压，这是由于电感初始电流为含有最大的过电压，这是由于电感初始电流为 零与合闸瞬时的稳态值的不同而引起的。零与合闸瞬时的稳态值的不同而引起的。 所以：不论为何值，由于合闸瞬间都不能满足所以：不论为何值，由于合闸瞬间都不能满足 两个条件（两个条件（L L中的电流初始值与稳态值相同，中的电流初始值与稳态值相同，C C 两端电压的初始值与稳态值亦相同），故暂态两端电

3、压的初始值与稳态值亦相同），故暂态 过程总会发生。过程总会发生。 , 2, 0 , 2, 0 22, 0 或 3 2-1 2-1 无损耗单导线线路中的波过程无损耗单导线线路中的波过程 为什么要研究波过程？为什么要研究波过程？ 4 v电源向电容充电，在导线周围建立起电场，靠近电源向电容充电，在导线周围建立起电场，靠近 电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电；电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电； v由于电感作用，较远处电容要间隔一段时间才能由于电感作用，较远处电容要间隔一段时间才能 充上一定的电荷，电压波以某速度沿线路传播；充上一定的电荷，电压波以某速度沿线路传播； v随着线路电容的充放电，将

4、有电流流过导线的电随着线路电容的充放电，将有电流流过导线的电 感，在导线周围建立起磁场。电流波以同样速度感，在导线周围建立起磁场。电流波以同样速度 沿沿x x方向流动。方向流动。 5 一般单条架空线路的长度在几百公里以内。一般单条架空线路的长度在几百公里以内。 工频时：一个周期为工频时：一个周期为2020mSmS，在架空线上波传播在架空线上波传播 距离距离60006000kmkm。 雷电冲击：上升沿雷电冲击：上升沿1.21.2SS，在架空线上波传播距在架空线上波传播距 离离300300m m。 可见在频率较高的情况下，不得不考虑波的传可见在频率较高的情况下，不得不考虑波的传 播速度。播速度。

5、6 波沿单根无损线传播的基本规律波沿单根无损线传播的基本规律 t u C x i t i L x u 0 0 7 采用拉氏变换求解得：采用拉氏变换求解得： )( 1 )( )( 1 )( )()( )()( v x tu zv x ti v x tu zv x ti x ti x tii x tu x tuu ff qq fq fq ff qq fq fq ziu ziu iii uuu 简化表示为简化表示为 式中： 00 1 CL v 为波速，为波速， 0 0 C L z 为波阻抗。为波阻抗。 00 C和L 分别是单位长度线路的电感和对地电容。分别是单位长度线路的电感和对地电容。 前行波的定

6、义？前行波的定义？ 8 Q1Q1: : 一条一条1010kmkm的线路，已知单位长度的电感为的线路，已知单位长度的电感为L L0 0，对对 地电容为地电容为C C0 0。问这条线路上波速为多少？线路波问这条线路上波速为多少？线路波 阻抗为多少？阻抗为多少？ Q2Q2: 另外一条另外一条100100kmkm的同类型线路，单位长度的电感的同类型线路，单位长度的电感 也为也为L L0 0，对地电容也为对地电容也为C C0 0。问这条线路上波速又问这条线路上波速又 为多少？线路波阻抗又为多少？为多少？线路波阻抗又为多少？ 9 对于架空线：对于架空线： r h L 2 ln 2 0 0 r h C 2

7、ln 2 0 0 式中式中h h为导线离地面的平均高度（为导线离地面的平均高度（m m）, , r r为导线的半径（为导线的半径（m m），）， 0 0、 0 0分别为空气的磁分别为空气的磁 导率和介电常数。导率和介电常数。 因此：架空线中：因此：架空线中：v v 300000km/S300000km/S 00 1 10 单根无损线波过程特点单根无损线波过程特点 n波阻抗波阻抗Z Z表示同一方向传播的电压波与电流波之表示同一方向传播的电压波与电流波之 间的比例大小；间的比例大小； n不同方向的行波，不同方向的行波，Z Z前面有正负号；前面有正负号； nZ Z只与单位长度的电感和电容有关，与线路长度只与单位长度的电感和电容有关，与线路长度 无关；无关；