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20. 7 传播速度

实际上, 行波在架空线上以光速传播———984ft / μs。 目前所用的行波在电缆中的传播速度通常为光速的一半, 或 500 ~ 600ft / μs。 这也可以从实际中推导出来,在带绝缘和屏蔽的电缆中, 速度根据绝缘材料的电容或介电常数的增大会减小。

V = 984. 3ft / μsV = 32. 8m / μs

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(20- 1)

LC LC

由此可以计算出对于抗水树交联聚乙烯 ( TR- XLPE) 材料速度为 659ft / μs,对于乙丙橡胶 ( EPR) 材料的速度为 577ft / μs。 当时域反射仪 ( TDR, 也叫做雷达) 被用来寻找故障、 中性腐蚀等时, 就用这个速度来定位这些问题。 通过上面的等式可以计算得到合理准确的位置, 但是其他影响因素也应该考虑进去, 如屏蔽的种类。 比如说, 带有纵向皱纹屏蔽的电缆, 它的传播速度就比用式 (20- 1) 计算出来的值要稍微小一点。 带有联锁铠装屏蔽的电缆, 腐蚀之后时间可能会延长几个百分点, 很严重的情况下波会大大减弱而不再反射回发送点。

传播速度对于配电电缆保护非常重要, 因为与避雷器的传导时间相比, 从相连的避雷器到电缆尾端的传播时间非常短。 比如典型的 5000ft 长的回路在中间断开了, 波以 500ft / μs 的速度传播, 那么到电缆尾端的时间为 5μs, 往返的时间为

10μs。 对于 8 × 20μs 的波, 避雷器的传导时间为 50μs。 这意味着当波传播到电缆尾端时, 避雷器还剩余 90% 的传导时间。 如果尾端没有避雷器, 反射波就会传播回连接点, 并且在整条电缆上与入射波叠加起来, 这样整根电缆上都有 “ 双倍”的波。 由于电缆上加了双倍的电压, 入射波维持的时间是一个重要的考虑因素。

在绝缘中的损耗引起的衰减对反射电压的影响可以忽略, 因为在现在的绝缘材料中这个损耗很小, 在配电系统用的相对较短的运行中不会使波产生明显的衰减。由屏蔽的种类和结构引起的衰减会引起严重的问题。 对于上升速度快的脉冲, 使用螺旋形的带铠装会使连接点恶化并腐蚀, 屏蔽系统看起来会像一个开放的螺旋。 在没有衰减到不能分辨的水平之前, TDR 脉冲不能传播得很远。 好的一方面是, TDR脉冲不仅能用来定位断开的屏蔽, 还能提醒用户, 并帮助他们缩小选择可使用的评估测试方法的范围。

行波避雷器的正确连接方法
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