Gelombang Berjalan dalam Garis Kuasa: Konsep & Lokasi Kerosakan

Gelombang Berjalan pada Garis

Gelombang berjalan pada garis merujuk kepada gelombang voltan atau arus yang merambat sepanjang garis; ia juga didefinisikan sebagai isyarat voltan atau arus yang merambat sepanjang konduktor.

• Gelombang berjalan keadaan tetap: Gelombang berjalan yang merambat sepanjang garis semasa operasi normal sistem, dihasilkan oleh bekalan kuasa sistem.

• Gelombang berjalan sementara: Gelombang berjalan yang tiba-tiba berlaku semasa operasi sistem, disebabkan oleh kesalahan tanah, kesalahan pendek litar, putus wayar, operasi pemutus, sambaran petir, dll.

Proses Gelombang Berjalan Sementara

Proses gelombang merujuk kepada gelombang voltan dan arus yang dihasilkan semasa proses sementara litar parameter teragih, serta proses rambatan gelombang elektromagnetik yang berkaitan; ia juga boleh digambarkan sebagai lonjakan isyarat voltan atau arus yang merambat sepanjang garis.

• Gelombang berjalan voltan: Arus pengcasan yang menetapkan medan elektrik kapasitans teragih garis pada titik di mana arus tiba.

• Gelombang berjalan arus: Arus pengcasan kapasitans teragih garis.

Gelombang berjalan yang diukur pada titik tertentu pada garis adalah superposisi beberapa lonjakan gelombang berjalan.

Rintangan Gelombang

Ia merujuk kepada nisbah amplitudo antara sepasang gelombang voltan atau arus maju atau mundur dalam garis, bukan nisbah amplitudo seketika voltan dan arus pada mana-mana titik.

Ia berkaitan dengan struktur, medium, dan bahan konduktor garis itu sendiri, tetapi tidak berkaitan dengan panjang garis. Rintangan gelombang garis udara kira-kira 300-500 Ω; dengan mempertimbangkan pengaruh corona, rintangan gelombang akan berkurang. Rintangan gelombang kabel kuasa sekitar 10-40 Ω. Ini kerana litar kabel memiliki induktansi per unit panjang (L₀) yang lebih kecil dan kapasitansi per unit panjang (C₀) yang lebih besar.

Halaju Gelombang

Halaju gelombang ditentukan hanya oleh sifat medium di sekitar wayar.

Apabila pertimbangan kerugian, (sifat seperti rintangan gelombang) tidak berkaitan dengan luas konduktor atau bahan. Untuk garis udara, muatan magnetiknya 1, dan pemalar dielektrik biasanya 1. Untuk litar kabel, muatan magnetiknya 1, dan pemalar dielektrik biasanya 3 - 5. Dalam garis udara, (halaju rambatan gelombang berjalan) berada dalam lingkungan 291 - 294 km/ms, dan biasanya dipilih sebagai 292 km/ms; untuk kabel polietilena bersilang, ia kira-kira 170 m/μs.

Pantulan dan Transmisi

Gelombang berjalan menghasilkan pantulan dan transmisi pada ketidaksinambungan rintangan.

• Koefisien pantulan untuk sirkuit terbuka dan pendek: Koefisien pantulan voltan dan arus adalah bertentangan.

• Untuk sirkuit terbuka: koefisien pantulan voltan adalah 1, dan koefisien pantulan arus adalah -1.

• Untuk sirkuit pendek: koefisien pantulan voltan adalah -1, dan koefisien pantulan arus adalah 1.

• Koefisien transmisi: Koefisien transmisi voltan dan arus adalah sama.

Pengaruh Kerugian Garis

Apabila tegangan tinggi pada konduktor melebihi tegangan permulaan corona, fenomena corona dengan efek penyebaran tenaga berlaku, menyebabkan penurunan amplitudo gelombang dan distorsi bentuk gelombang.

Hambatan garis menyebabkan amplitudo gelombang berjalan berkurang dan laju naiknya melambat semasa transmisi.

Komponen gelombang berjalan dengan frekuensi yang berbeza mempunyai pekali redaman dan halaju rambatan yang berbeza:

• Komponen frekuensi rendah mempunyai halaju yang lebih lambat dan redaman yang lebih kecil;

• Komponen frekuensi tinggi mempunyai halaju yang lebih cepat dan redaman yang lebih besar.

Halaju meningkat dengan frekuensi dan stabil apabila frekuensi melebihi 1kHz. Halaju rambatan gelombang berjalan pada garis kuasa secara asas stabil apabila frekuensi isyarat melebihi 1kHz.

Penentuan Lokasi Kesalahan Gelombang Berjalan

Prinsip utama penentuan lokasi kesalahan gelombang berjalan yang digunakan adalah: penentuan jarak satu hujung (Jenis A) dan penentuan jarak dua hujung (Jenis D).