10 线路中的波过程

1、李卫国 高电压与电磁兼容研究所 第8讲 线路中的波过程珠智丽澎训浩贝秧芍狸拣哩谚项赶隘巨斤商胀恕扮品洲母簧谦帆襟寝点抢10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)1一、分布参数电路和均匀长线 集中参数电路f 低，导线不长。分布参数电路导线的电组和电感，以及线间分布电容和漏电导都是沿线路分布。如果 ri = 0 Gi = 0 就称为无损。L1= L2= L3 ；C1= C2 ；r1= r2= r3；G1= G2 就称为均匀。我们仅讨论无损均匀导线。乾迎旦看卷冤硝纲震荔烂琼汽遗十宗烟蝉桩墓冗勺摔线蔷踢扒远纽前涪诺10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)2当波长和电路的结构尺寸可

2、以比拟时，就必须用分布参数电路来讨论。对于架空线路 f = 50Hz， = /f = 6000公里。侈户二占炬围蛮计鹿坚委率舶澎妓嫉赘楔留秒纺邹惯桔畸论砚槛葛阿廉嘱10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)3行波的特点：两波相遇时要相加，分开后保持各自的形状。对于某一时刻，电压（或电流）是x的函数。而对于某一点来说，是t的函数。表示为线路上的任一点在某一时刻的电压等于那个时刻在该点的前行波和反行波的总和。对电流来说也是如此。这里应当注意的是电压是电荷在导线上积累，而电流是电荷向导线上的某方向流动。 涝炒刀罩闲门惰钙痒穆走炕拄淤犹茎困会片氓棒牙拂问少费哨凿鹅悍玖私10 线路中的波过程(

3、1)10 线路中的波过程(1)4电压波和电流波的关系电压波与电流波通过波阻抗Z相互联系；电压波符号只与地电容电荷的符号有关；电流波符号由电荷符号和运动方向决定 。遂淀银楷尺埔踞曰壶厂涎释尤凤渭顽妖冤抽枣公琶认儒沸题汇砂掂允握眷10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)5波速、波阻抗波速 波阻抗 波阻抗为电阻型阻抗，但他不消耗能量，而是储存能量。波阻抗和波速仅与线路的参数有关，与外加电压无关。当只有单向行波时电场能量等于磁场能量。端砖醚雁撂姜绚偿凳只伙离嫡蔫夜踢赣风辙汁挝嘲侯耶檀傣壳笨辈主拽驯10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)6电场能量等于磁场能量 单位时间传输的能量

4、（只有单相行波时）梧咏伊次庙碾凸目四边峨弘鸟嚏踏碘慎控照荒篡磷佣顷受观北包廓晓陕鲜10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)7二、波的折射和反射 如果有一根无限长的导线，无损、均匀。则波将在这根导线上无休止的发展下去。如果在导线上的某一点起导线的参数产生了变化，波是否还会毫不改变的进行下去？看三个特例泄豪芽汝集昏威囱冻下量扇硼进锹必辞问咸压锁今弹迷乍祝覆舷蕊淆纵耕10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)8线路末端开路I=0(相当于从某点起接Z=的导线) 从电荷堆积的角度解释：能量角度解释：P2=0，全部能量反射回去，使线路上反射波到达的范围，单位长度总能量等于入射波能量的

5、2倍，反射波到达后线路电流为零，磁场能量也为零，全部能量都储存在电场 瘁煽灌外居市诅黄倦孜尽绝珊轩笋虎湍退谋脊郊枢呕娘婆刹蒜乾笺它谊毕10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)9线路末端短路U=0(相当于从某点起接Z=0的导线) 从电荷堆积的角度解释：能量角度解释：因为线路末端接地短路，入射波到达末段后，全部能量反射回去成为磁场能量，电流增加1倍 狠钨诧硬缅锭解懒锡炕躬激馅奠昧勒喊吏啮五乃他庞羡涣蛤挎函兼兴拴坍10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)10线路末端接有负载电阻R = Z1相当于线路末端接于另一波阻抗相同的线路，波到达末端后无反射显然在Z = 0变化时接头处的

6、电压和电压都将发生变化。不同阻抗的连接点称为结点。来到结点的波称为入射波，通过结点的称为折射波，碰到接点而返回的称为反射波。假媳阂佯皋详缆母蜒默狄兑雍崎晨比驮渗唾介穆舒窒旺怪缺亲半梁箕支熙10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)11在结点上应满足基氏两个定理及联立解得令得造四雾感袄厌准仪惺晒匹庐芥智彝邹捂另卸峙嫉所饮奉醒删冤跪接保译试10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)12三、彼德逊法则（集中参数等值电路） 适用范围：入射波必须沿分布参数线路传播而来（只有单一方向波），与节点相连的线路必须无穷长（无反射波）。由得 番迸摇钒声辰嗅咆袭键肛品枚描蛹军玲粕纷闲铂限绑晦浸引

7、口地旗暂娜焕10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)13四、 等值波法则（广义彼德逊法则 ） 陕瘪讨亩跺乳由破炮叛恬寻硼猛悸惺氰蹿卖惯才榜指寓腆铝欧烽膨简偿皂10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)14五、波经过电容园东贱蛰抉驴腰芳胀问油月评池泼洽贸侦踌嚏诊邹向照摔遮惶帐喉琵勇病10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)15可见，并联电容可使U折的陡度变小，C和Z1越大，陡度越小。疆崭谣亲酶至恳耗骗抢厌梧淖没辐判骗儒兵骤豫堰呆渺亨洛妇宿靖图凭勒10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)16六、波经过电感核演芭腑微磨玫沏酪杂咙廷盒殴轰抑吸览盎偶许押阵榨

8、癸锹掠羌田垦漾谣10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)17对比直角波，可见串联电感起了降低来波陡度的作用，L越大，Z2越小，陡度越小。 只要增加电容或电感就可以将限制侵入波的陡度 在无穷长的直角波作用下，电容和电感对最终的稳态值没有影响，因为直流电压作用下，电容相当于开路、电感相当于短路 爹灰戏双鬃疼堤才葡吧狄吹楷炔寓硫针怠巧湖堤撅邀陡牺致帐在效掂刃庚10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)18【例】幅值E100kV的直角波，发电机绕组Z2=800，绕组每匝长度为3m，匝间绝缘耐压为600V，绕组中波的传播速度v=6107m/s。求用并联电容器来保护匝间绝缘时所需的电容值。 解：这是已知空间陡度求参数问题。娥肆溅檄梗会痘可置瘤博障友费回据鼓数活遭奉歹兜掠算谈步渊圆骂一艳10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)19七波的多次折反射瘦陵惹淡洛潭驻竭厕沿椰弃仑唱京绪资剐相怨浦狭氢绸殃蔚粮弦诚剑渐蚊10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过程(1)20 在多次折返射后，波形将趋于一个稳定值， Z0的引入将不影响Z1和Z2上的最后电压分布。裳敏险槛抖它地牡闹店绢腾喇蛮牺燃架广准沧黑种摩跺摆祁鹿庙萧幂趁栋10 线路中的波过程(1)10 线路中的波过