电压全反射(电压反射系数)

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电压全反射是什么意思?

电压全反射指的是当电磁波从一种介质进入到另一种介质时,由于介质的阻抗不同造成的反射现象。当电压立刻全反射时,电波被完全反射回原来的介质,不会穿过新介质。电压全反射广泛应用于光学和无线电通信领域。在光学领域,电压全反射可以用于反光镜和半反射镜等设备中。

VSWR=(1+K)/(1-K)得到反射系数是反射电压与入射电压之比,平方后是反射功率之比,举例,vswr=3,得到K=1/2,反射功率=(1/2)^2=1/4即25%。VSWR是衡量传输线上驻波情况的一个定义。它定义为在无损耗的传输线上,电压最大值点的电压和最小值点电压的比值。

指传输线波腹电压与波谷电压幅度之比, 又称为驻波系数、 驻波比。驻波比等于1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时,表示全反射,能量完全没有辐射出去。

如上图所示,当线路上出现较高幅值的过电压时,当该电压波传播到空载线路末端时,由于电压全反射使末端电压增加一倍,避雷器动作后,阀片电阻接入并通过电流,线路末端电压降为阀片残压。

折、反射系数α、β与无电感时一样。当波到达电感瞬间时,电感上出现电压的全反射和电流的负全反射,电压加倍、电流变零,然后按指数规律变化。串联电感可以用作过电压保护措施,能减小过电压波的波前陡度和降低极短过电压波的幅值。前行波电压、电流都由强制分量、自由分量组成。

线路末端开路,则电压反射系数是多少

是1,因为末端开路,在终端全反射,曲线节点为零。

【答案】:D 根据彼得逊法可知:折射系数αu:u2q=2Z2u1q/(Z1+Z2)=αuu1q;反射系数βu:u1f=(Z2-Z1)u1q/(Z1+Z2)=βuu1q;末端开路的线路Z2=∞,此时αu=2,βu=1,u2q=2U0,u1f=U0。

考虑极端情况,即传输线末端开路,此时波阻抗无限大,反射系数达到1,折射系数为2。末端电压变为原来的2倍,电流为零,意味着磁场能量消失,电场能量增加两倍。折射系数大于1,反射系数大于0时,代表磁场能量减少,电场能量增加;若折射系数小于1,反射系数小于0,则表明磁场能量增加,电场能量减少。

线路末端接负载电阻R=Z1-不发生折反射。折射系数=1,反射系数=0 相当于线路末端接于另一波阻抗相同的线路,波到达末端后无反射。

当传输线的末端处于开路状态,这种能量转换达到了极致。此时,反射系数达到1,折射系数则达到2,这意味着末端的电压翻倍,而电流为零。这表明所有的磁场能量被阻断,电场能量却成倍增长。这揭示了折射系数大于1时,磁场能量减少,电场能量增强的规律;反之,折射系数小于1,磁场能量增加,电场能量减弱。

操作过电压之一——切空载线路(电容性元件)

在切除空载线路的过程中,断路器切断的是几十安到几百安的电容电流,比短路电流小得多,但使用的断路器灭弧能力不强,在切断这种电容电流时就可能出现电弧的重燃,从而引起电磁振荡,造成过电压。

空载线路的合闸分为两种情况,即正常合闸和自动重合闸。 这时出现的操作过电压称为合空线过电压或合闸过电压,重合闸过电压是合闸过电压中最严重的一种。

空载变压器在正常运行时相当于一个激磁电感。切除空载变压器就是开断一个小容量的电感负荷,产生这种过电压的原因是流过电感的电流在达到自然零值前就被断路器强行切断,从而迫使储存在电感中的磁场能量转化为电场能量而导致电压的升高。

过电压产生的原因如下:丝切断电感性负载而引起的操作过电压。如切断空载变压器、消弧线圈、电抗器和电动机等引起的过电压。切断电容性负载而引起的操作过电压。例如切断空载长线路、电缆线路或电容器组等引起的过电压 合上空载线路(包括重合闸)而引起的操作过电压。

操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压。主要包括:切除空载线路引起的过电压;空载线路合闸时引起的过电压;切除空载变压器引起的过电压;间隙性电弧接地引起的过电压;解合大环路引起的过电压。

操作过电压是在电力系统中由于正常或操作故障时存在储能元件的电感与电容,电路状态发生改变所引起的超过正常工作的电压,常见的有以下四种:(1)中性点绝缘系统的间歇电弧接地过电压;(2)空载线路分闸过电压;(3)空载线路合闸过电压;(4)切除牵载变压器过电压。

关键词:电压全反射