高电压技术ppt7.2

1、7.2 行波的折射和反射 当波沿传输线传播，遇到线路参数发生突变，即波阻抗发生突变的节点时，都会在波阻抗发生突变的节点上产生折射和反射。 如图7-4，无穷长直角波uif=E沿线路1达到A点后，uf、if外又会产生新的行波ub、ib，总的电压和电流为:bfbfiiiuuu111111（7-13）图7-4 波通过节点的折反射 设线路2为无限长，或在线路2上未产生反射波前，线路2上只有前行波没有反行波，则线路2上的电压和电流为。（7-14）ffiiuu222221uu 21ii 节点A只能有一个电压电流，即因此bffbffiiiuuu112112（7-15）11Ziufif222Ziuff11Ziu

2、bibEuif， 将代入（7-15）（7-16）中 折射系数 反射系数EEZZZZuEEZZZubf2112121222（7-17）212211221ZZZZZZZ （7-16）本节主要内容包括7.2.1线路末端的折射、反射7.2.2集中参数等效电路(彼德逊法则)7.2.3波的多次折射、反射返回1. 末端开路时的折反射7.2.1 线路末端的折射、反射 末端开路， ，根据（7-17）， ，即末端电压U2=uf=2E，反射电压u1b=E，而末端电流i2=0，反射电流 ib= 。2Z1, 2fbiZEZu1111 图7-5中，由于末端的反射，在反射波所到之处电压提高1倍，而电流降为0。图7-5 末端

3、开路时波的折反射。2. 末端短路时的折反射 短路 ，由计算公式（7-17） ，即线路末端电压U2=u2f=0，反射电压u1b=-E，反射电流i1b= 。在反射波到达范围内，导线上各点电流为 。 在反射波所到之处电流提高1倍，而电压降为0。 ifbfiiii211102Z1, 0fbiZEZu1111图7-6 末端接地时波的折反射 当 时，来波将在集中负载上发生折反射。而当R=Z1时，没有反射电压波和反射电流波，由Z1传输过来的能量全部消耗在R上了，其结果如图7-7所示。3. 末端接集中负载时的折反射1ZR 图7-7 末端接集中负载R=Z1时的折反射返回7.2.2 集中参数等效电路，(彼德逊法则

4、) 。 在图7-8(a)中，任意波形的前行波u1达到A点后，首先观察A点的电压波形变化情况。Z2可为长线路，也可是任意的集中阻抗，有图7-8 计算折射波的等值电路(电压源)bfbfiiiuuu112112代入（7-18）得1Zuiifif11Zuiibb， （7-18）21212iZuuf（7-19）图7-9 集中参数等值电路(电流源)返回 计算A点电压时，可将分布参数等值电流转换成图集中参数等效电路。其中波阻抗Z1用数值相等的等效电阻来替代，把入射电压波u1f的2倍2 u1f作为等值电压源，这就是计算节点电压u2的等值电路法则，也称为彼德逊法则。实际计算中，常遇到电流源的情况如雷电流。此时采

5、用图7-9所示的电流源等值电路较为方便， 7.2.3 波的多次折射、反射 实际电网线路总是有限长的，会遇到波在两个或多个节点之间来回多次折、反射的问题。以两条无限长线路之间接入一段有限长线路为例，用网格法研究波的多次折、反射问题。网格法就是用各节点的折、反射系数算出节点的各次折、反射波，按时间的先后次序表示在网格图上，然后用叠加法求出各节点在不同时刻电压值。图7-10 计算多次折、反射的网格图节点折、反射系数：10012ZZZ20222ZZZ01011ZZZZ02022ZZZZ ， 如图7-10 (b) 所示，当t=0时波u（t）到达1点后，进入Z0的折射波为 ，于 时到达2点后，产生进入Z2

6、的折射波 和反射波 ，其中反射波于 时回到1点后又被重新反射回去，成为 ；它于 时到达2点又产生新的折射波 和新的反射波 )(1tut)(21tu)2(121tu3t)3(1221tu)3(221tu2t12()u t 如此经过n次折射后，进入Z2线路的电压波，即节点2上的电压u2（t）是所有这些折射波的叠加，数学表达式为)()(212tutu)3(1221tu)5()(21221tu) 12()(11221ntun+ + + （7-20） u2（t）的数值和波形与外加电压u（t）的波形有关。 若u（t）是幅值为E的无穷长直角波。则经过n次折射后， 线路Z2的电压波为)()(1 12122121212nEU21121211)(1nEt0)(21n则有，2121211 EU（7-21）带入式（7-21）可得，1212、 、EEZZZU1221222（7-22）12 为波从线路l向线路2传播的折射系数。这说明在无穷长直角波的作用下，经过多次折、反射后最终达到的稳态值点由线路1和线路2的波阻抗决定，和中间线段的存在与否无关。在直角波作用下u2（t）的波形，可由式（7-20）计算得到。从该式中可看到，若则u2（t）的波形为逐渐递增的；若 则u2（t）的波形呈振荡形。 021021线路末端的折射、反射o末端开路反射，在反射波所到之处电压提高1倍，