גל נסיעתי

הגדרה
גל נסיעה הוא גל זמני שמשתולל ומתקדם לאורך קו ההעברה במהירות קבועה. סוג זה של גל קיים למשך תקופה קצרה (רק מספר מיקרו שניות), אך יכול לגרום להפרעות משמעותיות בקו ההעברה. גלי זמנים נוצרים בקו ההעברה בעיקר עקב פעולות כמו החלפת מצבים, תקלות ופגיעות ברק.
המשמעות של גלי נסיעה
גלי נסיעה משחקים תפקיד חשוב בקביעת המתח והזרם בנקודות שונות בתוך מערכת החשמל. בנוסף, הם חיוניים לעיצוב מבודדים, מכשירי הגנה, מבודדי ציוד סופי וכינוס מבודדים כללי במערכת החשמל.
פרטי גלי נסיעה
מתמטית, גל נסיעה יכול להיות מיוצג בכמה דרכים. הוא מתואר בדרך כלל בצורה של גל מלבני אינסופי או גל שלב. גל נסיעה מאפיין על ידי ארבע תכונות ספציפיות, כפי שמופיע בתמונה שלהלן.

• מאפייני גלי נסיעה
  פסגה: היא מייצגת את המשקל המקסימלי של הגל ונמדדת בדרך כלל בקילובולט (kV) עבור גלי מתח או בקילואמפר (kA) עבור גלי זרם.

• חזית: היא מתייחסת לחלק של הגל שמוביל את הפסגה. משך החזית נמדד כפרק הזמן מההתחלה של הגל עד שהוא מגיע לערך פסגתו, בדרך כלל במילישניות (ms) או במיקרו שניות (µs).

• זנב: הזנב של הגל כולל את החלק שאחרי הפסגה. הוא מוגדר לפי הזמן שעבר מההתחלה של הגל עד שהמשקולת של הגל יורדת ל-50% מהמשקולת שלו בפסגה.
  קוטביות: זו מצביעה על הקוטביות של מתח הפסגה יחד עם ערכו המספרי. למשל, גל חיובי עם מתח פסגה של 500 kV, משך חזית של 1 µs ומשך זנב של 25 µs יסומן כ+500/1.0/25.0.

טיפות
טיפה היא סוג מיוחד של גל נסיעה הנוצר מהמעבר של טענות חשמליות לאורך מוליך. טיפות מאופיינות על ידי עלייה מאוד מהירה ובנוקשת במתח (החזית הנוקשת), בעקבותיה ירידה יותר איטית במתח (זנב הטיפה). כאשר הטיפות מגיעות למוצרי קצה כגון קופסאות כבלים, טרנספורמרים או מערכות התמזגות, הן עשויות לגרום להיזקקות אם המוצרים לא מוגנים מספיק.
גלי נסיעה בקווי העברה
קו העברה הוא מעגל עם פרמטרים מבוזרים, מה שאומר שהוא תומך באפוץ גלי מתח וזרם. במעגל עם פרמטרים מבוזרים, השדה האלקטרומגנטי מתפשט במהירות סופית. פעולות כמו החלפת מצבים ותקריות כמו פגיעות ברק אינן משפיעות על כל הנקודות של המעגל בו זמנית. במקום זאת, השפעתם מתפשטת דרך המעגל בצורה של גלי נסיעה וטיפות.

כאשר קו העברה מתחבר לפתע למקור מתח על ידי סגירת מתג, כל הקו אינו מתעורר מיד. במילים אחרות, המתח אינו מופיע מיד בקצה הרחוק של הקו. תופעה זו מתרחשת בשל קיום קבועים מבוזרים,すみません、続きの翻訳を完成します： ```html כלומר אינדוקטיביות (L)和服务端似乎在处理过程中被中断了，让我继续完成希伯来语的翻译。 ```html

כלומר אינדוקטיביות (L) וקיבול (C) בקו ללא איבודים.

שקלו קו העברה ארוך עם אינדוקטיביות (L) וקיבול (C) מבוזרים. כפי שמוצג בתמונה שלהלן, ניתן לחלק את הקו הארוך הזה לחלקים קטנים. כאן, S מייצג את המתג המשמש להתחיל או לסיים טיפות במהלך פעולה של החלפת מצבים. כאשר המתג נסגר, האינדוקטיביות L1 מתנהגת בהתחלה כمدار פתוח, בעוד שהקיבול C1 מתנהג כمدار סגור. באותו רגע, המתח בסעיף הבא אינו יכול להשתנות כי המתח על הקיבול C1 הוא בהתחלה אפס.

לכן, עד שהקיבול C1 נטען לרמה מסוימת, בלתי אפשרי לטעון את הקיבול C2 דרך האינדוקטיביות L2, וההליך של טעינה זה ייקח זמן. אותו עinciple מתייחס לסעיפים השלישי, הרביעי והמשיכים של קו ההעברה. כתוצאה מכך, המתח בכל סעיף עולה בהדרגה. עלייה הדרגתית זו של המתח לאורך המוליך ניתן לתאר כגל מתח המתפשט מקצה אחד של הקו לשני. הגל של הזרם שמתפשט יחד עם גל המתח יוצר שדה מגנטי במרחב הסובב. כאשר גלים אלה מגיעים לקצוות ונקודות מפגש במערכת החשמלית, הם עוברים תהליך של הדחקה ושיקוף. במערכת עם מספר רב של קווים ונקודות מפגש, גל אחד יכול להתחיל מספר גלי נסיעה. ככל שהגלים מתפצלים ועוברים שיקוף מרובה, מספר הגלים גדל באופן משמעותי. עם זאת, חשוב לציין כי סך כל האנרגיה של הגלים המתקבלים לעולם לא יכולה להתגבר על האנרגיה של הגל המקורי, בהתאם לחוק הבסיסי של שימור האנרגיה במערכות חשמליות.