1、7.4 波在傳播中的衰減與畸變 波在實際線路中傳播，總會發(fā)生程度不同的衰減和變形。 本節(jié)主要講兩個因素對波傳播的影響：7.4.1 線路電阻和絕緣電導的影響7.4.2 沖擊電暈的影響返回7.4.1 線路電阻和絕緣電導的影響 考慮導線電阻R0和線路對地電導G0時，單相有損傳輸線的單元等值電路如圖7-13所示。圖7-13 單根有損耗傳輸線的單元等值電路線路參數(shù)滿足條件0000CLGR（7-28） 時，波在線路中傳播只有衰減，不會變形。因為此時，波在傳播過程中每單位長度線路上的磁能和電能之比，恰好等于電流波在導線電阻上的熱損耗和電壓波在線路電導上的熱損耗之比，即tuGtuRuCiL2020202021

2、21 所以電阻R0和電導G0的存在不致引起波傳播過程中電能與磁能的相互交換，電磁波只是逐漸衰減而不至于變形。 式(7-28)叫做波傳播的無變形條件，或叫無畸變條件。滿足此條件時，電壓波和電流波可以寫成以下形式：( , )()1( , )()tfbtfbu x teuui x teuuZ 式中 為衰減系數(shù)。實際輸電線路并不滿足上述無變形條件，因此波在傳播過程中不僅會衰減，同時還會變形。此外由于集膚效應，導線電阻隨著頻率的增加而增加。任意波形的電磁波可以分解成為不同頻率的分量，因為各種頻率下的電阻不同，波的衰減程度不同，所以也會引起波傳播過程中的變形。返回7.4.2 沖擊電暈的影響 在電網(wǎng)中，線路

3、參數(shù)隨頻率而變的特性也會引起行波的畸變。此外，在過電壓作用下導線上出現(xiàn)電暈將是引起行波衰減和變形的主要因素。 但是不同的極性對沖擊電暈的發(fā)展有顯著的影響。電暈外觀上是較為完整的光圈。由于負極性電暈發(fā)展較弱，而雷電大部分是負極性的，所以在過電壓計算中常以負極性電暈作為計算的依據(jù)。 雷電沖擊波的幅值很高，在導線上將產(chǎn)生強烈的沖擊電暈?？梢哉J為，在不是非常陡峭的波頭范圍內，沖擊電暈的發(fā)展主要只與電壓的瞬時值有關。 出現(xiàn)電暈后將導致導線間耦合系數(shù)的增大。輸電線路中導線和避雷線間的耦合系數(shù)k通常以電暈效應校正系數(shù)來修正，如（7-30）式所示10kkk（7-30） 它是幾何耦合系數(shù)，取決于導線和避雷線的幾

4、何尺寸和相對位置；電暈效應校正系數(shù)；我國電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程(SDJ7-79)建議按表7-l選取。 表7-1耦合系數(shù)的電暈修正系數(shù)k1線路額定電壓（kV）20-3560-110154-330兩條避雷線1.11.21.25一條避雷線1.151.251.3 由于電暈要消耗能量，消耗能量的大小又與電壓的瞬時值有關，故將使行波發(fā)生衰減的同時伴隨有波形的畸變。由沖擊電暈引起的行波衰減和變形的典型波形如圖7-14所示。圖7-14 電暈引起的行波衰減和變形圖圖7-14 電暈引起的行波衰減和變形圖 曲線1表示原始波形，曲線2表示行波傳播距離為l后的波形，從該圖可看出，當電壓高于電暈起始電壓uk后，波

5、形開始劇烈衰減和變形，可以認為這種變形看成是電壓高于uk的各個點由于電暈作用，使線路對地電容增加而以不同的波速向前運動所產(chǎn)生的結果。 圖7-14 電暈引起的行波衰減和變形圖 圖中低于uk的部分由于不發(fā)生電暈而仍以光速前進，圖中A點由于產(chǎn)生了電暈，它就以小于光速的速度前進，在行經(jīng)距離l后它就落后了 時間而變成圖中點 ，由于電暈的強烈程度與電壓u有關，故波傳播速度 就必然是電壓u的函數(shù)，通常稱 為相速度，這種計算由電暈引起的行波變形的方法稱為相速度法。)008. 05 . 0(hul（7-31） 式中l(wèi)為行波傳播距離（km），u為行波電壓(kV)，h為導線對地平均高度（m)。 實測結果表明，電暈在

6、波尾上將停止發(fā)展，并且電暈圈逐步消失，衰減后的波形與原始波形的波尾交點即可近似視為衰減后波形之波幅，如圖7-14中B點所示，其波尾與原始波形的波尾大體上相同。 將是行波傳播距離和電壓u的函數(shù)，規(guī)程SDJ7-79建議采用（7-31）經(jīng)驗公式計算 。 利用沖擊電暈會使行波衰減和變形的特性，設置進線保護段作為變電所防雷保護的一個主要保護措施。 出現(xiàn)電暈后導線對地間電容增大，導線波阻抗和波速將下降。由于雷擊避雷線檔距中央時電位較高，電暈較強烈， 規(guī)程SDJ7-79建議在一般計算時，避雷線的波阻抗可取為350 ，波速可取為0.75倍光速。tnlvtnuvlutntn 上式可知，匝間電壓與入侵波陡度 成正比， 很大時，匝間電壓將超過匝間絕緣的沖擊耐壓值而發(fā)生擊穿事故，為了保護匝間絕緣，必須將入侵電壓波陡度限制在5kV/s以下。 （7-38）若入侵波的陡度為 ，