贵州2020年南方电网招聘考试电气专业考点：无损耗单导线线路中的波过程

4-1  无损耗单导线线路中的波过程
    实际的输电线路，一般由多根平行架设的导线组成，各导线之间有电磁耦合，电磁过程也较为复杂。通常从单根导线着手研究输电线路波过程比较的方便，进一步可推广到多根导线系统的波过程。当输电线路较短时，线路电阻很小,对波过程的影响可忽略不计，一般线路对地电导参数也很小，也可忽略不计，这时的线路为单根无损线路。
当雷击输电线路时，将有大量的电荷沿雷电通道倾注到雷击点，并向线路两侧迅速流动，即电磁波的传播过程称之为行波的传播．在此过程中会产生瞬间的高幅值的过电压，下面分析无损耗单导线线路中行波的传播规律。
一．均匀无损长线及其等值电路
单根无损线路，设首端是坐标原点，确定X轴正方向。在这条均匀分布的无损线路上、电压、电流是空间和时间的函数，即其参考方向如图所示。线路单位长度的电感、电容分别是,而电阻和电导分别为零。均匀无损单根导线的方程为这组偏微分方程可由拉普拉斯变换，或者分离变量法等多种方法来求解，线路上的电流，电压可表示为                       
式中为输电线路上的电磁波传输速度，为线路的波阻抗。这两式中相当于线路上沿X轴正方向传播的行波，叫行波电压，相当于X轴上反向传播的行波，叫反行波电压，显然波传播速度为。同理                      称为前行波,称为反行波,上述各式可简化为         
a)行波概念说明：前行电压波uq和前行电流波iq表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v沿x的正方向移动；反行电压波uf和前行电流波if表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v沿x的负方向移动。
b)含义：导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点的前行波与反行波之和，前行波电压与电流之比为+Z，反行波电压与电流之比为-Z。
注意：前行电压波与前行电流波是同号的．而反行电压波与反行电流波是异号的。这是因为我们规定了x的正方向为电流的正方向的缘故。
c)线路波参数
(1）波速：与导线周围媒质的性质有关，而与导线半径、对地高度、铅包半径等几何尺寸无关。波在泊纸绝缘电缆中传播的速度几乎只有架空线路上波速的一半。
(2）波阻抗：表征分布参数电路特点的最重要的参数，它是储能元件，表示导线周围介质获得电磁能的大小，具有阻抗的量纲，其值决定于单位长度导线的电感和电容，与线路长度无关。对单导线架空线，Z=500欧姆左右，考虑电晕影响取400欧姆左右，分裂导线由于较小，较大故分裂导线的波阻抗大约为300欧姆，电缆由于其对地电容要比架空线路的电容大很多，故其波阻抗约为十几欧姆至几十不等。
波阻抗与电阻在物理本质上有很大的不同：
    (1)波阻抗只是一个比例常数、完全没有长度的概念，线路长度的大小并不影响波阻抗的数值；面一条长线的电阻是与线路长度成正比的；
    (2)波阻抗从电源吸收的功率和能量是以电磁能的形式储存在导线周围的媒质中。并末消耗掉；而电阻从电源吸收的功率和能量均转化为热能散失掉了。
提问：分析无损耗单导线线路中波过程的基本方程及其含义是什么？
含义：导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点的前行波与反行波之和，前行波电压与电流之比为+Z，反行波电压与电流之比为-Z。且                。
附 2020年国内国际时政资料供参考：
 

1.综合美国媒体报道，美国安全官员10日表示，9日，17枚卡秋莎(Katyusha)火箭射向伊拉克第二大城市摩苏尔南部的一处伊拉克美军空军基地。目前还没有袭击造成人员伤亡的消息。

2.美国疾病控制和预防中心表示，电子烟中添加的维生素E醋酸酯，可能是导致致命性肺病的罪魁祸首。美国疾控中心官员说，这是该机构对电子烟危害相关调查取得的一个突破，但表示还需要进行更多测试。

3.美国纽约市前市长迈克尔·布隆伯格日前在亚拉巴马州递交材料，注册为2020年总统选举亚拉巴马州民主党初选候选人。

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