Κυματική Προπέλαση σε Γραμμές Ρεύματος: Έννοιες & Τοποθέτηση Αποκλίσεων

Κινητοί Κύματα σε Γραμμές

Ένα κίνητο κύμα σε μια γραμμή αναφέρεται σε ένα κύμα τάσης ή ρεύματος που διαδίδεται κατά μήκος της γραμμής· ορίζεται επίσης ως ένα σήμα τάσης ή ρεύματος που ταξιδεύει κατά μήκος ενός διαγωνίσματος.

• Σταθερό κίνητο κύμα: Ένα κίνητο κύμα που διαδίδεται κατά μήκος της γραμμής κατά την κανονική λειτουργία του συστήματος, παραχθέν από την πηγή ενέργειας του συστήματος.

• Μεταβατικό κίνητο κύμα: Ένα απότομα εμφανιζόμενο κίνητο κύμα κατά τη λειτουργία του συστήματος, προκαλούμενο από επαφές με το έδαφος, σύνδεση στο σύνολο, σπάσιμο καλωδίων, λειτουργία διακόπτων, χτυπήματα κεραυνού κλπ.

Μεταβατική Διαδικασία Κινητών Κυμάτων

Η διαδικασία κυμάτων αναφέρεται στα κύματα τάσης και ρεύματος που παράγονται κατά τη μεταβατική διαδικασία ενός κυκλώματος με κατανεμημένες παραμέτρους, καθώς και στην αντίστοιχη διαδικασία διάχυσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων· μπορεί επίσης να περιγραφεί ως ένας προσανατολισμός τάσης ή ρεύματος που ταξιδεύει κατά μήκος της γραμμής.

• Κίνητο κύμα τάσης: Το φορτιστικό ρεύμα που δημιουργεί το ηλεκτρικό πεδίο της κατανεμημένης διελκτικότητας της γραμμής στο σημείο που φθάνει το ρεύμα.

• Κίνητο κύμα ρεύματος: Το φορτιστικό ρεύμα της κατανεμημένης διελκτικότητας της γραμμής.

Ένα κίνητο κύμα που μετράται σε ένα συγκεκριμένο σημείο της γραμμής είναι η σύνθεση πολλαπλών προσανατολισμών κινητών κυμάτων.

Αντίσταση Κυμάτων

Αναφέρεται στο πηλίκο των πλήθων μεταξύ ζευγών κυμάτων τάσης και ρεύματος που πηγαίνουν εμπρός ή πίσω σε μια γραμμή, και όχι στο πηλίκο των άμεσων πλήθων τάσης και ρεύματος σε οποιοδήποτε σημείο.

Είναι συνδεδεμένη με τη δομή, το μέσο και το υλικό του διαγωνίσματος της γραμμής, αλλά δεν έχει καμία σχέση με το μήκος της γραμμής. Η αντίσταση κυμάτων των αεροφωρητών γραμμών είναι περίπου 300-500 Ω; λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της κορώνης, η αντίσταση κυμάτων θα μειωθεί. Η αντίσταση κυμάτων των καλωδίων ενέργειας είναι περίπου 10-40 &Ω;. Αυτό συμβαίνει επειδή τα καλωδιακά κύκλωμα έχουν μικρότερη αυτοδυναμική ανά μονάδα μήκους (L₀) και μεγαλύτερη διελκτικότητα ανά μονάδα μήκους (C₀).

Ταχύτητα Κυμάτων

Η ταχύτητα του κύματος εξαρτάται μόνο από τις ιδιότητες του μέσου γύρω από το διαγωνίσμα.

Όταν λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες, (ιδιότητες όπως η αντίσταση κυμάτων) δεν έχουν σχέση με την επιφάνεια ή το υλικό του διαγωνίσματος. Για αεροφωρητές γραμμές, η μαγνητική μεταβατικότητα είναι 1, και η διελκτική σταθερά συνήθως είναι 1. Για καλωδιακές γραμμές, η μαγνητική μεταβατικότητα είναι 1, και η διελκτική σταθερά συνήθως είναι 3 - 5. Σε αεροφωρητές γραμμές, (η ταχύτητα διάχυσης των κινητών κυμάτων) είναι στο εύρος 291 - 294 km/ms, και συνήθως επιλέγεται 292 km/ms· για καλωδιακές γραμμές με πολυθενικό πολυαιθιλενούχο, είναι περίπου 170 m/μs.

Ανακλάσεις και Μεταφορά

Τα κινητά κύματα παράγουν ανακλάσεις και μεταφορά σε διακοπές αντίστασης.

• Συντελεστές ανακλάσεων για ανοικτά και σύνδεση στο σύνολο: Οι συντελεστές ανακλάσεων τάσης και ρεύματος είναι αντίθετοι.

• Για ανοικτό κύκλωμα: ο συντελεστής ανακλάσεων τάσης είναι 1, και ο συντελεστής ανακλάσεων ρεύματος είναι -1.

• Για σύνδεση στο σύνολο: ο συντελεστής ανακλάσεων τάσης είναι -1, και ο συντελεστής ανακλάσεων ρεύματος είναι 1.

• Συντελεστές μεταφοράς: Οι συντελεστές μεταφοράς τάσης και ρεύματος είναι ίδιοι.

Επίδραση των Απωλειών της Γραμμής

Όταν η υπερτάση σε ένα διαγωνίσμα ξεπερνά την τάση έναρξης κορώνης, παράγεται ένα φαινόμενο κορώνης με ενεργειακά διασπαστικά αποτελέσματα, που οδηγεί σε μείωση της αμπλιτούδας και της μεταμόρφωσης του κυματοσχήματος.

Η αντίσταση της γραμμής προκαλεί μείωση της αμπλιτούδας των κινητών κυμάτων και επιβράδυνση της ταχύτητας αύξησής τους κατά τη μεταφορά.

Οι συνιστώσες κινητών κυμάτων διαφορετικών συχνοτήτων έχουν διαφορετικούς συντελεστές ατένουσης και ταχύτητα διάχυσης:

• Οι συνιστώσες χαμηλών συχνοτήτων έχουν μικρότερη ταχύτητα και μικρότερη ατένουση;

• Οι συνιστώσες υψηλών συχνοτήτων έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα και μεγαλύτερη ατένουση.

Η ταχύτητα αυξάνεται με τη συχνότητα και σταθεροποιείται όταν η συχνότητα υπερβαίνει τα 1kHz. Η ταχύτητα διάχυσης των κινητών κυμάτων στις γραμμές ενέργειας βασικά σταθεροποιείται όταν η συχνότητα του σήματος είναι πάνω από 1kHz.

Τοποθέτηση Σφάλματος Κινητών Κυμάτων

Οι βασικές αρχές της τοποθέτησης σφάλματος κινητών κυμάτων που χρησιμοποιούνται είναι: μονοπλευρής εύρεση (Τύπος A) και διπλοπλευρής εύρεση (Τύπος D).