高电压技术讲解（下）

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都为300米，求1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？

例4：条件同例3，求1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？二、彼得逊等值电路

根据u2q?2Z2Z1?Z2z1z2z1?z2u1q得

u2q?2u1q条件：只有前行波、没有反行波，或反行波尚未到达节点

优点：将分布参数的问题转化成集中参数的问题，有利于问题的分析 例题：在如图所示电路中， t=0时刻，A点有一个幅值为50kV的无限长直角波沿线路传播， A点、B点距离O点都为300米，问：1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？ §4.3行波通过电感和旁过电容

行波通过串联的电感或并联的电容后，波形的陡度都要下降，由于串联电感时的最大陡度等于

didt?2Z2u1qL，并联电容时的最大陡度为

didt?2u1qZ1C，对于Z2较大的变压器、

发电机等绕组设备来说，采用并联电容要比串联电感有利。

近年来也有应用电感（400到1000微亨）线圈来降低入侵波的陡度的。

§4.5无损耗平行多导线系统中的波过程 一、 两平行导线系统 u2?Z12Z11u1?Ku1，K称为耦合系数。K取决于两

d12 r h1 D12 lnD12d122h1r1平行导线之间的位置关系和几何尺寸。K?ln两

平行导线中，一根导线上有一个电压，另一根导线上就会有一个电压，耦合电压与耦合源电压两者之间是同生、同灭、同极性的关系。平行多导线系统

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K?K13?K231?K12

三、三相同时进波时每相导线的等值阻抗，此值较单相进波时为大，这是因为在相邻导线中传播的电压波在本导线中感应出反电动势，阻碍了电流在导线中的传播，因此使波阻抗增大。四、电缆芯线与电缆外皮的耦合关系为：设电缆芯线和外皮在始端相连，有一电压波自始端流入，则电缆芯线中应无电流流过，全部电流波被“驱逐”到电缆外皮中。其物理意义是：当电流在缆皮上传播时，芯线上就被感应出与电缆外皮电压相等的电动势阻止了芯线中电流的流通。 §4.6冲击电晕对线路中波过程的影响 线路中形成电晕后，由于对地电容的加大，会使行波的波形畸变，又由于电晕消耗能量，会使行波的幅值衰减。

冲击电晕引起波的衰减和变形的典型图形： 曲线1表示原始波形，曲线2表示行波传播一段

距离以后的波形。

uk是冲击波的起晕电压，从图中可见，当电压低于uk时，波形没有变化； 电压超过uk后（0点之后），每点的运动速度将降低，对于A点，经过Δt时间后，落后到A’点，所以波形陡度降低了。

由于电晕消耗能量，波形的幅值会衰减。

实测表明，电晕在波尾上将停止，电晕圈也逐渐消失，在波尾处变形波与原始波的波形大体相同。

§4.7变压器绕组中波过程

一、 单相变压器绕组的等值电路及初始电位分布

1、 初始电位分布：合闸瞬间，由于电感中电流不

能突变，故相当于电感开路，这时变压器等值为电容的串并联电路，电路中总电容值称为变

???压器入口电容。u?u0e，其中??c0k0

Q?K0dxdu

dQ?u?C0dxdudx22?COK0uu?U0e??x?U0ex??l()l武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

?绕组中初始电位分布是按照指数规律衰减的。

1）绕组末端接地时 2）绕组末端开路 x=0时，u=U0; x=0时，u=U0;

X=L时，u=0 X=L时u → 0

2 2 1 1 初始电位分布不均匀的原因是：对地电容的存在，对地电容越大，通过它流入大地的杂散电流越大，电位分布越不均匀。

二、 稳态电位分布：电路中，当时间趋于无穷时，电路中稳态电位分布是：

1、末段开路时、 2、末端接地时、

三、 过渡过程

1、末段开路时、 2、末端接地时

1 2 2 1 1 2 2 1 武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

末端开路时、最大电位出现在绕组尾端、最大电位梯度出现在绕组首端，所以尾端的主绝缘、首端的纵绝缘要加强；末端接地时，最大电位、最大电位梯度都出现在绕组首端，首端的主绝缘、纵绝缘都要加强。 四、改善电位分布的措施

造成电位分布不均匀的原因是对地杂散电容的存在，要改善绕组中电位的分布可以采取补偿对地电容或增大纵向电容的影响而减小对地电容的影响的措施，即采用静电补偿和纠结式接线。

§4.8 三相变压器绕组中波过程一、星形接线中性点接地时：

星形接线中性点接地时，三相绕组可看成三个独立的绕组，不论一相、两相或三相进波，均与单相绕组的波过程相同二、星形接线中性点不接地时：

星形接线中性点不接地时，由于绕组对冲击波的阻抗远大于线路波阻抗，故当一相进波时，其他两相首端可视为接地，如图所示：

过渡过程中中性点出现的最大电位为2/3U0