遠端反射電壓擊穿的脈沖電流波形

在球間隙擊穿施加到電纜上的電壓-E小于故障點(diǎn)臨界擊穿電壓時(shí)，電壓波穿過(guò)故障點(diǎn)運動(dòng)到電纜的開(kāi)路遠端，由于電壓反射系數為+1，產(chǎn)生極性相同的-E電壓波向測量端回送，見(jiàn)圖4.14。反射電壓波所到之處，出現電壓幅值加倍（-2E），如超過(guò)故障點(diǎn)臨界擊穿電壓，在遠端反射電壓波穿過(guò)故障點(diǎn)后，故障點(diǎn)電離， 一定的時(shí)間延時(shí)td后，擊穿放電，這種情況稱(chēng)為遠端反射電壓擊穿，此時(shí)，電纜故障點(diǎn)上獲得的實(shí)際電壓，比由高壓設備產(chǎn)生的電壓大一倍。

圖4.14  遠端電壓反射

圖4.15.a是遠端反射電壓擊穿的行波網(wǎng)格圖，虛線(xiàn)代表電容對電纜放電產(chǎn)生的電流行波i0＝-E/Z0,它運動(dòng)到電纜的開(kāi)路遠端后，被倒相反射回到測量端。在遠端反射電壓穿過(guò)故障點(diǎn)td時(shí)間后，故障點(diǎn)擊穿，出現電弧短路。在此之后,由遠端電流反射波引起的在測量端的反射波-i0,將在測量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返運動(dòng)，在網(wǎng)格圖中用

圖4.15  遠端反射電壓擊穿波形

虛線(xiàn)表示。故障點(diǎn)擊穿后，電壓從-2E突跳為0，突跳電壓2E產(chǎn)生電流行波i0＝-2E/Z0（因電流波向測量點(diǎn)運動(dòng)，為反向行波，故電流為負值），該電流波將類(lèi)似于直閃法產(chǎn)生的電流行波，在故障點(diǎn)與測量端之間往返運動(dòng)，在網(wǎng)格圖中用實(shí)線(xiàn)表示。電纜中的電流行波如圖4.15.b所示，是網(wǎng)格圖中虛線(xiàn)與實(shí)線(xiàn)所代表的所有電流行波的和。圖4.15.c給出了相應的線(xiàn)性電流耦合器的輸出。波形上第二個(gè)負脈沖是故障點(diǎn)放電脈沖以及在測量點(diǎn)反射脈沖的迭加，幅值為4E/Z0，即4倍于（考慮傳播損耗后，實(shí)際上小于4倍）電容對電纜放電產(chǎn)生的電流脈沖幅值E/Z0。

在圖4.15中，第一個(gè)正脈沖與第二個(gè)正脈沖之間的時(shí)間，以及故障點(diǎn)放電脈沖引起的負脈沖（波形上第二個(gè)負脈沖）與相應的故障點(diǎn)反射脈沖（波形上第三個(gè)負脈沖）之間的時(shí)間均對應于行波在故障點(diǎn)與測量點(diǎn)之間往返一次所需的時(shí)間，可用于計算故障距離。實(shí)際測試中，一般選用第二個(gè)負脈沖與第三個(gè)負脈沖之間的時(shí)間測距。

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