行波在输电线路中的传播-电力系统过电压概述之五

行波在输电线路中的传播是电力系统过电压概述的重要组成部分。在上一篇中，我们探讨了波动方程的通解和电力系统中电磁波的传播特性。本文将深入介绍行波在输电线路中的传播现象，包括波阻抗对行波传播的影响、电磁波在阻抗突变处的折射与反射以及电晕对行波的影响。

如图1所示，电压波与电流波沿正方向传播时，两者间满足特定关系。反行波则沿相反方向传播，其电压波与电流波间的关系则有所不同。特别之处在于，反行波中的电压波极性始终指向导线与地之间，而电流波则沿线路反方向。因此，波传播方向的变化并不影响电压波极性，只改变电流波的极性。

在电力系统中，不同波阻抗的线路连接时，如图2所示，在结点A处，波阻抗发生突变。根据能量守恒原则，结点A处的电磁场能量分配将发生变化，导致行波的一部分继续传播，另一部分则反射回线路。图中u1f表示入射波，u2f为折射波，u1b为反射波。这种现象通常发生在媒质性质发生突变的场景。

行波在高压线路传输过程中，受冲击电晕的影响。电晕导致导线对地等值电容增大，波阻抗降低，波速下降，进而引起行波能量损耗，表现为行波幅值衰减。为保护变电站免受雷电波入侵，设置进线保护段尤为重要。

行波在输电线路中的传播不仅受到物理特性的直接影响，也与电力系统的设计和运行状态紧密相关。深入理解行波传播规律，对于电力系统的稳定运行和过电压防护具有重要意义。以上内容旨在为读者提供对行波传播现象及其影响因素的直观理解。