10 线路中的波过程(1)

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1、李卫国高电压与电磁兼容研究所+60105052，13240310258lwglixi@tom.com第8讲线路中的波过程一、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=0Gi=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。2当波长λ和电路的结构尺寸可以比拟时，就必须用分布参数电路来讨论。对于架空线路f=50Hz，λ=/f=6000公里。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

2、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。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。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。6电场能量等于磁场能量单位时间传输的能量（只有单相行波时）7二、波的折射和反射如果有一根无限

3、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10线路末端接有负载电阻R=Z1相当于

4、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。11在结点上应满足基氏两个定理及联立解得令得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13四、等值波法则（广义彼德逊法则）14五、波经过电容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。16六、波经过电感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，Z

5、2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18【例】幅值E＝100kV的直角波，发电机绕组Z2=800Ω，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=6107m/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。19七波的多次折反射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。21波的多次折反射的等效22谢谢!23