Хвилі, що поширюються в електропередавальних лініях: концепції та визначення місця аварії
Подорожні хвилі на лініях
Подорожня хвиля на лінії — це хвиля напруги або струму, яка поширюється вздовж лінії; вона також визначається як сигнал напруги або струму, що рухається вздовж провідника.
Станова подорожня хвиля: подорожня хвиля, яка поширюється вздовж лінії під час нормальної роботи системи, генерована джерелом живлення системи.
Перехідна подорожня хвиля: внезапно з'являючася подорожня хвиля під час роботи системи, спричинена аваріями на землю, короткозамкненнями, перериваннями дротів, операціями з комутаційними пристроями, ударом блискавки тощо.
Процес перехідної подорожньої хвилі
Хвильовий процес відноситься до хвиль напруги та струму, які генеруються під час перехідного процесу в схемі з розподіленими параметрами, а також до відповідного процесу поширення електромагнітних хвиль; його також можна описати як приплив сигналів напруги або струму, що рухаються вздовж лінії.
Хвиля напруги: зарядний струм, який утворює електричне поле розподіленої ємності лінії в точці прибуття струму.
Хвиля струму: зарядний струм розподіленої ємності лінії.
Подорожня хвиля, виміряна в певній точці лінії, є суперпозицією кількох припливів подорожніх хвиль.
Хвильовий опір
Це відношення амплітуд між парою прямих або обернених хвиль напруги та струму в лінії, а не відношення миттєвих амплітуд напруги та струму в будь-якій точці.
Він пов'язаний зі структурою, середовищем та матеріалом провідника лінії, але не має нічого спільного з довжиною лінії. Хвильовий опір надземних ліній становить приблизно 300–500 Ом; враховуючи вплив корони, хвильовий опір зменшиться. Хвильовий опір електрокабелів становить приблизно 10–40 Ом. Це тому, що кабельні лінії мають меншу індуктивність на одиницю довжини (L₀) та більшу ємність на одиницю довжини (C₀).
Швидкість хвилі
Швидкість хвилі визначається лише властивостями середовища навколо дроту.
При врахуванні втрат (характеристики, такі як хвильовий опір), немає зв'язку з площою провідника чи матеріалом. Для надземних ліній магнітна проникність дорівнює 1, а диелектрична сталість зазвичай 1. Для кабельних ліній магнітна проникність дорівнює 1, а диелектрична сталість зазвичай 3-5. У надземних лініях (швидкість поширення подорожніх хвиль) знаходиться в діапазоні 291-294 км/мс, і зазвичай обирається 292 км/мс; для кабелів з попереково-зачепленим поліетиленом вона становить приблизно 170 м/мкс.
Відображення та передача
Подорожні хвилі генерують відображення та передачу в точках розриву опору.
Коефіцієнти відображення для відкритого та замкнутого контуру: коефіцієнти відображення напруги та струму протилежні.
Для відкритого контуру: коефіцієнт відображення напруги дорівнює 1, а коефіцієнт відображення струму -1.
Для замкнутого контуру: коефіцієнт відображення напруги дорівнює -1, а коефіцієнт відображення струму 1.
Коефіцієнти передачі: коефіцієнти передачі напруги та струму однакові.
Вплив втрат на лінії
Коли перевищена напруга на провіднику перевищує напругу початку корони, відбувається коронний явище з енергетично розсіювальними ефектами, що призводить до зменшення амплітуди хвилі та деформації форми хвилі.
Опір лінії призводить до зменшення амплітуди подорожніх хвиль та сповільнення їх швидкості під час передачі.
Складові подорожніх хвиль різних частот мають різні коефіцієнти затухання та швидкості поширення:
Швидкість зростає з частотою та стабілізується, коли частота перевищує 1 кГц. Швидкість поширення подорожніх хвиль на електролініях практично стабілізується, коли частота сигналу вище 1 кГц.
Локація аварій за допомогою подорожніх хвиль
Основні принципи локації аварій за допомогою подорожніх хвиль, які використовуються: одностороннє визначення діапазону (тип А) та двостороннє визначення діапазону (тип D).
