Vaganta Ondo

Difino
Vaganta ondo estas transienta ondo, kiu produktas perturbon kaj propagiĝas laŭ transdonlinio je konstanta rapido. Tia speco de ondo ekzistas nur dum mallonga periodo (daŭras nur kelkajn mikrosekundojn), tamen ĝi povas kaŭzi signifajn perturbajojn en la transdonlinio. Transientaj ondoj en la transdonlinio ĉefe estas generitaj pro operacioj, kiuj inkluzivas ŝaltado, defektoj, kaj fulmitrajtoj.
Signifo de Vaganta Ondo
Vagantaj ondoj ludas gravan rolon en determinado de la voltaĵoj kaj elektraĵoj je diversaj punktoj en la energisistemo. Aldone, ili estas esencaj por la dizajno de izoliloj, protektaj aparatoj, izolado por terminala equipamento, kaj ĝenerala koordinado de izolado en la energisistemo.
Specifikoj de Vaganta Ondo
Matematike, vaganta ondo povas esti prezentita en pluraj manieroj. Ĝi plej ofte estas montrita en formo de senfina rektangula ondo aŭ paŝa ondo. Vaganta ondo karakterizigas per kvar specifaj atributoj, kiel montras la suba figuro.

• Karakterizaĵoj de Vaganta Ondo
  Kulmo: Tio reprezentas la maksimuman amplitudon de la ondo kaj kutime estas mezurata en kilovoltoj (kV) por voltaĵondoj aŭ kiloamperoj (kA) por elektraĵondoj.

• Fronto: Ĝi rilatas al la parto de la ondo, kiu antaŭiras la kulmon. La daŭro de la fronto estas mezurata kiel la tempintervalo de la komenco de la ondo ĝis la momento, kiam ĝi atingas sian kulman valoron, kutime esprimata en milisekundoj (ms) aŭ mikrosekundoj (µs).

• Svosto: La svosto de la ondo enkompassas la parton, kiu venas post la kulmo. Ĝi difiniĝas per la tempo elpasa de la komenco de la ondo ĝis la amplitudo de la ondo malpligrandiĝas al 50% de sia kulma valoro.
  Polaro: Tio indikas la polaron de la kulma voltaĵo kune kun sia numerala valoro. Ekzemple, pozitiva ondo kun kulma voltaĵo de 500 kV, frontoduraĵo de 1 µs, kaj svostduraĵo de 25 µs estus notata kiel +500/1.0/25.0.

Surgoj
Surgo estas specifa tipo de vaganta ondo, kiu rezultas pro moviĝo de elektraj ŝarĝoj laŭ kondukilo. Surgoj karakterizigas per tre rapidega kaj streĉa pliiĝo de voltaĵo (la streĉa fronto), sekve de pli malrapida malkresko de voltaĵo (la surga svosto). Kiam tiuj surgoj atingas terminalan equipamenton, kiel kabeloj, transformiloj, aŭ ŝaltstacioj, ili povas potenciala kaŭzi danĝeron se la equipamento ne estas sufiĉe protektita.
Vaganta Ondo en Transdonlinioj
Transdonlinio estas distribuit-parametra cirkvito, kio signifas, ke ĝi subtenas la propagadon de voltaĵ- kaj elektraĵondoj. En cirkvito kun distribuitaj parametroj, la elektromagnetika kampo propagiĝas je finia rapido. Operacioj, kiel ŝaltado, kaj okazoj, kiel fulmitrajtoj, ne afektas ĉiujn punktojn de la cirkvito samtempe. Anstataŭe, iliaj efektoj disvastiĝas tra la cirkvito en formo de vagantaj ondoj kaj surgoj.

Kiam transdonlinio estas subite konektita al voltaĵfonto per fermeto de ŝalto, la tuta linio ne iĝas energiita instante. Alivorte, la voltaĵo ne aperas tuj ĉe la malproksima fino de la linio. Tiu fenomeno okazas pro la prezento de distribuitaj konstantoj, nome induktance (L) kaj kapacitanco (C) en senperda linio.

Konsideru longan transdonlinion kun distribuit-parametra induktanco (L) kaj kapacitanco (C). Kiel montras la suba figuro, tiu longa linio povas esti koncepte dividad en pli malgrandajn sekciojn. Ĉi tie, S reprezentas la ŝaltilon uzitan por inicii aŭ termini surgojn dum ŝaltoperacioj. Kiam la ŝaltilo estas fermita, induktanco L1 unue agas kiel malfermata cirkvito, dum kapacitanco C1 agas kiel fermita cirkvito. Je tiu sama momento, la voltaĵo ĉe la sekva sekcio ne povas ŝanĝiĝi, ĉar la voltaĵo trans la kapacitanco C1 estas unue nul.

Do, ĝis kapacitanco C1 estas ŝargita al certa nivelo, estas ne eble ŝargi kapacitancon C2 tra induktanco L2, kaj tiu ŝargoproceso necese postulas tempon. La sama principo validas por la tria, kvara, kaj sekvaj sekcioj de la transdonlinio. Kiel rezulto, la voltaĵo ĉe ĉiu sekcio graduale pliiĝas. Tiu graduala akumuliĝo de voltaĵo laŭ la transdonkondukilo povas esti vizualigita kiel voltaĵondo, kiu propagiĝas de unu fino de la linio al la alia. La asocia elektraĵondo estas respondebla por tiu graduala ŝargoproceso. La elektraĵondo, kiu vojaĝas kune kun la voltaĵondo, generas magnetan kampon en la ĉirkaŭa spaco. Kiam tiuj ondoj atingas kunligilojn kaj finpunktojn en la elektra reto, ili subitas reflekton kaj refrakton. En reto kun multaj linioj kaj kunligiloj, ununura incidenta ondo povas inicii plurajn vagantajn ondojn. Dum la ondoj dividiĝas kaj subitas multajn reflektojn, la nombro de ondoj signife pliiĝas. Tamen, estas grave noti, ke la totala energio de la rezultantaj ondoj neniam povas superi la energion de la originala incidenta ondo, sekve de la fundamenta leĝo de energikonservo en elektraj sistemoj.