云南2020年南方电网招聘考试电气专业考点：行波的折射和反射

行波的折射和反射
    在电力系统中常会遇到不同波阻抗的线路连接在一起的情况，例如从架空线路传到电缆线路，因为电缆段的对地电容相对很大，故其波阻抗远小于架空线的波阻抗。我们将参数发生变化的点称为节点如A点．波在节点的运动规律将发生变化，即产生了折射和反射现象。这种现象的本质是在节点A的前后都必须保持单位长度导线的电场能量和磁场能量总和相等的规律，故必然要发生电磁场能量的重新分配过程，这便在节点A处发生的折射和反射。
一、行波的折射和反射规律
                  
如上图所示，连接点A的两边的波阻抗分别为Z1和Z2，设是线路中前行波电压和电流（此处只有电压），常称为投射到A点的入射波，在线路中的反行波是由于入射波在节点A发生反射而产生的，称反射波。波通过节点A以后在线路中产生的前行波是由入射波经节点A折射到线路中去的波，称为折射波，为了方便，我们只分析线路中不存在反行波或反行波还没有到达的情况。
由于在节点A处只能有一个电压值和电流值，即A点、侧的电压和电流在A点必然连续，在侧的电压电流为
                             
而侧的电压电流为
其中：
   
根据边界条件:A点只能有一个电压，一个电流，即        由上式可以得到
 
 
 
这组公式中有如下关系       ，，          ，         ，
代入电流方程并结合电压方程推导易解得：
                                 ，其中     
由此可知：电压折射系数α和反射系数β,其大小由与节点相连的导线波阻抗Z1和Z2决定。
     1) 当Z2＝Z1时，α＝1，β＝0，这表明电压折射波等于入射波，而电压反射波为零．即不发生任何折、反射现象，实际上这是均匀导线的情况。
     2) 当Z2>Z1时，，电压为正反射，折射电压高于入射电压；当Z2<Z1时， ，电压为负反射，折射电压低于入射电压。
极端情况:
1) 当Z2=0时, α=0,β= -1即电压波为全负反射，使末端的电压为零（短路）。线路末端的电流增大为电流入射波的两倍.
     2) Z2→∞，例如当波沿导线传到开路的末端时，此时α=2,β=1，即电压波为全反射、使末端的电压升高为入射电压的2倍，很危险。
 
线路开路末端处电压加倍、电流变0的现象从能量关系来理解：
开路末端处的电流永远为零，电流在此处发生负的全反射，使电流反射波所流过的线段上的总电流变为零，储存的磁场能量亦变为零，全部转为电场能量。在线路上反射波已到达的一段上，单位长度所吸收的总能量等于入射波能量的两倍，而入射波能量储存在单位长度线路周围空间的磁场能量恒等于电场能量．
上述的是关于电压的折射系数和反射系数的推导，对于电流的折射系数和反射系数的推导又是如何推导？
 
 当Z2>Z1时，，折射电流低于于入射电流；当Z2<Z1时， ，折射电流高于入射电流。
极端情况:
1) 当Z2=0时, 即线路末端的电流增大为电流入射波的两倍。
     2) Z2→∞，例如当波沿导线传到开路的末端时，此时。
当线路末端是经过电阻R接地是，折射波与反射波的又如何表示？（需要匹配）

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