遠(yuǎn)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小于故障點臨界擊穿電壓時,電壓波穿過故障點運(yùn)動到電纜的開路遠(yuǎn)端,由于電壓反射系數(shù)為+1,產(chǎn)生極性相同的-E電壓波向測量端回送,見圖4.14。反射電壓波所到之處,出現(xiàn)電壓幅值加倍(-2E),如超過故障點臨界擊穿電壓,在遠(yuǎn)端反射電壓波穿過故障點后,故障點電離, 一定的時間延時td后,擊穿放電,這種情況稱為遠(yuǎn)端反射電壓擊穿,此時,電纜故障點上獲得的實際電壓,比由高壓設(shè)備產(chǎn)生的電壓大一倍。

圖4.14 遠(yuǎn)端電壓反射
圖4.15.a是遠(yuǎn)端反射電壓擊穿的行波網(wǎng)格圖,虛線代表電容對電纜放電產(chǎn)生的電流行波i0=-E/Z0,它運(yùn)動到電纜的開路遠(yuǎn)端后,被倒相反射回到測量端。在遠(yuǎn)端反射電壓穿過故障點td時間后,故障點擊穿,出現(xiàn)電弧短路。在此之后,由遠(yuǎn)端電流反射波引起的在測量端的反射波-i0,將在測量點與故障點之間往返運(yùn)動,在網(wǎng)格圖中用

圖4.15 遠(yuǎn)端反射電壓擊穿波形
虛線表示。故障點擊穿后,電壓從-2E突跳為0,突跳電壓2E產(chǎn)生電流行波i0=-2E/Z0(因電流波向測量點運(yùn)動,為反向行波,故電流為負(fù)值),該電流波將類似于直閃法產(chǎn)生的電流行波,在故障點與測量端之間往返運(yùn)動,在網(wǎng)格圖中用實線表示。電纜中的電流行波如圖4.15.b所示,是網(wǎng)格圖中虛線與實線所代表的所有電流行波的和。圖4.15.c給出了相應(yīng)的線性電流耦合器的輸出。波形上第二個負(fù)脈沖是故障點放電脈沖以及在測量點反射脈沖的迭加,幅值為4E/Z0,即4倍于(考慮傳播損耗后,實際上小于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,第一個正脈沖與第二個正脈沖之間的時間,以及故障點放電脈沖引起的負(fù)脈沖(波形上第二個負(fù)脈沖)與相應(yīng)的故障點反射脈沖(波形上第三個負(fù)脈沖)之間的時間均對應(yīng)于行波在故障點與測量點之間往返一次所需的時間,可用于計算故障距離。實際測試中,一般選用第二個負(fù)脈沖與第三個負(fù)脈沖之間的時間測距。


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