波阻抗(无损线、电磁波)
对于无损输电线路,其波阻抗Z等于(L/C)的平方根;
而无损线波过程也就是电磁波的传播过程,用电磁波理论算得媒质的波阻抗Z等于(μ/ε)的平方根。其中L为线路对地电感,C为线路对地电容;μ为介质磁导率,ε为介质介电常数。
此两种方法算出来的波阻抗有何不同?这个问题从书上 公式详细的推导解释得很清楚。 若觉得数学公式太麻烦,那么仅仅定性分析也会发现,这个结果很合理, 定性解释如下:
首先,看两个特征阻抗的定义, 传输线里 定义 Z= V/I , 由电磁物理知识该知道 V 由什么决定?由电场强度 E 决定! I 由什么决定? 磁场强度 H 决定! 场理论里 定义Z= Ex/Hy ,仅从直觉也能看出 两个式子定义可能等价
然后,看结果: 先看场理论里,Z= Ex/Hy = sqrt(μ/ε),这个结果是从波动方程推导出来的 又由电磁物理常识 ,磁能密度 = μH^2 ,电场能密度 =εE^2 (别说你不知道) μ----是和磁场能有关的因子 ε----是和电场能有关的因子 再看,传输线结果 Z= sqrt(L/C),这里都简化分析看做无耗 为什么会 有L和C出现?从电子元件物理概念上看 L---贮存磁能----是和磁场能有关的因子----》μ C---贮存电能----是和电场能有关的因子----》ε 所以定性看出 V ----》E I ----》H L ----》μ C ----》ε 。所以定性观察 电路理论和场理论两种特征阻抗定义 是一回事,而严格的数学证明,需参照电磁场或微波技术相关教材。
针对目前直流输电线路保护灵敏性和速动性难以兼顾的问题,提出一种基于测量波阻抗的直流线路保护方法。利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波并计算线路两端的测量波阻抗。在线路内部故障时,线路两端测量波阻抗均为测点背侧等效阻抗,差异较小;在线路外部故障时,线路两端测量波阻抗分别为测点背侧等效阻抗和线路波阻抗,差异较大,据此可以区分直流线路上的内部和外部故障。基于PSCAD/EMTDC的大量仿真结果表明,该保护方法易于整定,在各种故障情况下均能可靠、快速地识别直流线路内部和外部故障。