Điện điện tử - Chương 3: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

vendredi 11 mars 2011 Page 1r i rs Ch−ơng 3 : Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vendredi 11 mars 2011 Page 2r i rs tia tiên đạo : kênh dẫn bị ion hoá, điện dẫn rất lớn 9Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp dựa trên những hiểu biết về t−ơng tác giữ phóng điện sét với công trình cần bảo vệ tia tiên đạo phát triển đến gần mặt đất, c−ờng độ điện tr−ờng trong vùng phía tr−ớc tia tiên đạo với mặt đất gia tăng rất đáng kể làm xuất hiện phóng điện phát triển từ mặt đất h−ớng về phía tia tiên đạo. 3.1. Mở đầu Phóng điện sét có tính chất chọn lọc : sét đánh vào công trình có độ cao và các vật nối đất tốt có xác suất cao hơn so với các công trình thấp hơn ở xung quanh phóng điện có khả năng xảy ra càng dễ dàng nếu điện trở của vật d−ới mặt đất càng bé vendredi 11 mars 2011 Page 3r i rs 9ý t−ởng bảo vệ chống sét đánh trực tiếp định h−ớng chính xác tia tiên đạo sét đến những điểm định tr−ớc trên mặt đất cần chú ý tránh sự phá huỷ thiết bị do nhiệt khi có dòng điện sét đi qua 3.2. Nguyên tắc bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Để bảo vệ con ng−ời và các công trình nhà cửa, công trình xây dựng... chống sét đánh trực tiếp có thể lắp đật các kim thu sét trên các cột cao (cột thu sét), dây thu sét hoặc l−ới thu sét vendredi 11 mars 2011 Page 4r i rs 9Hệ thống bảo vệ chống sét đánh trực tiếp (hệ thống thu sét) gồm một bộ phận thu đón sét (kim thu sét, dây thu sét) dây dẫn đ−a xuống (dây dẫn dòng điện sét) mạng l−ới điện cực nằm trong đất để tản dòng điện sét (hệ thống nối đất). 9Các đ−ờng dây tải điện cao áp th−ờng khong thể bảo vệ bằng các cột thu sét Franklin. Trong tr−ờng hợp này ng−ời ta dùng các dây chống sét, lắp đặt trên các cột ở phía bên trên các dây dẫn pha và đ−ợc nối trực tiếp vào cột. 9Các đ−ờng trạm biến áp do diện tích lớn nên có thể bảo bảo vệ bằng các cột thu sét Franklin hoặc bằng dây chống sét vendredi 11 mars 2011 Page 5r i rs Xác định phạm vi bảo vệ của hệ thống thu sét Việc xác định chính xác khu vực h−ớng đánh của sét là rất khó : làm thế nào để xác định vùng bảo vệ của cột thu sét chiều cao của hệ thống thu sét và hệ thống nối đất là rất quan trọng : xác suất sét đánh vào các công trình giảm khi khoảng cách đến hệ thống thu sét giảm Nhiệm vụ xác định tác dụng bảo vệ của hệ thống tháo sét đ−ợc quy về việc xác định quy luật phân bố phóng điện trong hệ nhiều điện cực giữa kênh phóng điện sét với mặt đất Thực nghiệm : Phòng thí nghiệm ? Qua sát thực tế khi sét đánh, đo các tham số của sét ? vendredi 11 mars 2011 Page 6r i rs 9cột thu sét đ−ợc Benjamin Franklin (1706-1790) phát minh vào năm 1752 sau khi ghi nhận đ−ợc những điểm thu hút phóng điện sét : sử dụng các mũi nhọn nhân tạo có thể thu hút phóng điện sét và sau đó dẫn dòng điện sét xuống đất 3.3. Bảo vệ chống sét bằng thu lôi Cột thu sét là thiết bị không phải để tránh sét mà ng−ợc lại dùng để thu hút phóng điện sét về phía nó Sử dụng các CTS với mục đích là để sét đánh chính xác vào một điểm định sẵn trên mặt đất chứ không phải là vào điểm bất kỳ nào trên công trình Việc láp đặt các CTS làm tăng xác suất sét đánh vào diện tích công trình cần bảo vệ, do đó cần chọn vị trí láp đặt các CTS một cách hợp lý vendredi 11 mars 2011 Page 7r i rs ? Phạm vi bảo vệ CTS tạo ra một khoảng không gian gần cột thu sét (trong đó có vật cần bảo vệ), ít có khả năng bị sét đánh Phạm vi bảo vệ vendredi 11 mars 2011 Page 8r i rs Từ các kết quả nghiên cứu phạm vi bảo vệ của một CTS là miền đ−ợc giới hạn bởi mặt ngoài của hình nón cong tròn xoay có tiết diện ngang là các hình tròn ( )x x x hh h h r − + = 1 6,1 h hx rx vendredi 11 mars 2011 Page 9r i rs để thuận tiện trong tính toán trong thiết kế, dùng phạm vi bảo vệ dạng đơn giản hoá : đ−ờng sinh của hình chóp có dạng đ−ờng gẫy khúc, đoạn ab nối đỉnh CTS có chiều cao h tới điểm cách xa chân cột 1,5h (điểm b có độ cao 2/3 h). ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −=⇒> ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ −=⇒< p h h hh p h h hh x x 175,0 3 2 8,0 15,1 3 2 xx xx r h Khi r h Khi 9với h≤30m, p = 1 ; h>30 m, h p 5,5= hx h rx hx rx h/3 0,2 h 0,75h1,5h h 9với h>30 m, vendredi 11 mars 2011 Page 10r i rs Phạm vi bảo vệ của hai CTS 9Thực nghiệm cho thấy khu vực có xác xuất 100 % phóng điện vào CTS có R=3,5h : khi hai CTS đặt cách nhau a = 2R = 7 h thì bất kỳ điểm nào trên mặt đất trong khoảng giữa hai cột sẽ không bị sét đánh 9Phạm vi bảo vệ của hai CTS có kích th−ớc lớn hơn nhiều so với tổng số phạm vi bảo vệ của hai cột đơn Vùng xác suất sét đánh 100% 1 2 s=7ha rx=3,5ha rx=3,5ha H Vùng xác suất sét đánh 100% 9Hai CTS đánh đặt cách nhau khoảng cách a < 7h, sẽ bảo vệ độ cao h0 77 ahhahh oo −=⇒=− vendredi 11 mars 2011 Page 11r i rs rox 0,2h h x h o = h - a / 7 0,2ho a 1, 5h 0,75h h 0,75ho 1, 5ho rx Rx •phần bên ngoài khoảng cách giữa 2 cột có PVBV giống nh− của một cột •phần bên trong đ−ợc giới hạn bởi vòng cung đi qua 3 điểm: 2 đỉnh và điểm có độ cao h0 vendredi 11 mars 2011 Page 12r i rs Phạm vi bảo vệ của hai CTS có chiều cao khác nhau PVBV của cột cao (cột 1) và cột thấp (cột 2) vẽ riêng rẽ Qua đỉnh cột thấp (cột 2) vẽ đ−ờng thẳng ngang gặp đ−ờng sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3 Cột 2 và cột 3 hình thành đôi cột có độ cao bằng nhau (h2) với khoảng cách a’. điểm này đ−ợc xem là đỉnh của một CTS (3) giả định a’ a vendredi 11 mars 2011 Page 13r i rs Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét 9Khi công trình cần đ−ợc bảo vệ chiếm khu vực rộng lớn, nếu chỉ dùng một vài cột rất cao gây nhiều khó khăn cho thi công láp ráp 9Phần ngoài của PVBV xác định nh− của từng đôi cột (a>7h). 9Trong tr−ờng hợp này sẽ dùng nhiều cột phối hợp bảo vệ 1 4 3 2 D≤8ha 1 2 3 a12 a31 a23 D≤8ha rx r0x12 r0x23 r0x31 ắKhông cần vẽ PVBV bên trong đa giác hình thành bởi các CTS mà chỉ kiểm tra điều kiện bảo vệ an toàn ắVật có độ cao hx nằm trong đa giác sẽ đ−ợc bảo vệ nếu thoả mãn điều kiện D ≤ 8 (h - hx) = 8 ha vendredi 11 mars 2011 Page 14r i rs 3.4. Bảo vệ chống sét bằng dây chống sét và l−ới thu sét Bảo vệ chống sét trạm biến áp? Bảo vệ chống sét đ−ờng dây tải điện trên không? Cột chống sét ? Dây chống sét và l−ới thu sét? Cột chống sét ? Dây chống sét và l−ới thu sét? Vấn đề bảo vệ chống sét đ−ờng dây? Điện tích âm d−ới đáy các đám mây gây cảm ứng điện tích trái dấu trên các đ−ờng dây và mạt đất (xáy ra trên diện dung giữa đám mây với đ−ờng dây, d−ờng dây và đất cho đến khi có phóng điện do sét). vendredi 11 mars 2011 Page 15r i rs Mặt đất Cột điện Dây chống sét Tia tiên đạo Dây dẫn 3 khả năng xảy ra phóng điện (a) Phóng điện theo đ−ờng 1 (đấu tia tiên đạo và mặt đất) (b) Phóng điện theo đ−ờng 2 (đầu tia tiên đạo và dây nối đất DCS) (c) Phóng điện theo đ−ờng 3 giữa tia tiên đạo và dây dẫn vendredi 11 mars 2011 Page 16r i rs DCS lắp đặt trên đ−ờng dây tải điện trên không thu hut sét đánh và bảo vệ dây dẫn giảm dòng điện sét và do đó giảm quá điện áp trên dây dẫn do dòng điện cảm ứng Che chắn bằng DCS (Shielding by overhead ground wires) Tỷ lệ các cú sét có khả năng gây phóng điện trên cách điện của đ−ờng dây giảm khi điện áp của hệ thống tăng : độ lớn của quá điện áp do phóng điện sét hầu h− không phụ thuộc vào điện áp của hệ thống Cấp điện áp càng cao, chiều cao của cột điện lớn hơn nên khả năng bị sét đánh nhiều hơn, do vậy chỉ tiêu bảo vệ chống sét phụ thuộc nhẹ vào cấp điện áp. DCS gồm một hoặc một số dây dẫn bằng kim loại đ−ờng kính th−ờng nhỏ hơn dây pha treo ở phía trên các dây pha và đ−ợc nối đất ở từng cột vendredi 11 mars 2011 Page 17r i rs 0 , 2 h 2bx 1,2h h 0,6h hx 2bx Chiều rộng của phạm vi bảo vệ bx ở độ cao hx ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −=⇒> ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −=⇒< h h h,b hh Khi h, h h,b hh Khi x xx x xx 160 3 2 80 121 3 2 ắMặt cắt thẳng đứng theo ph−ơng vuông góc với dây thu sét của PVBV đ−ợc xác định t−ơng tự nh− với CTS với các hoành độ 0,6h và 1,2h Phạm vi bảo vệ của DCS vendredi 11 mars 2011 Page 18r i rs Do nửa chiều rộng của khu vực có xác suất 100% phóng điện vào dây thu sét b=2h nên dùng hai dây đặt cách nhau khoảng s=4h thì mọi điểm trên mặt đất nằm cách hai DCS sẽ đ−ợc bảo vệ an toìan nếu khoảng cách s<4h Phần bên ngoài của phạm vi bảo vệ đ−ợc xác định nh− tr−ờng hợp một dây, còn phần bên trong đ−ợc giới hạn bởi vòng cung qua ba điểm : hai điểm treo DCS và điểm giữa có độ cao ho=h-a/4. h 0 , 2 h 1,2 h a 40 a hh −= h 0,6 h Phạm vi bảo vệ của 2 DCS vendredi 11 mars 2011 Page 19r i rs Góc bảo (shielding angle) của DCS nghĩa là góc hợp bởi đ−ờng thẳng đứng và đ−ờng thẳng đi qua dây chống sét và dây dẫn có xác suất bị sét đánh nhiều nhất Góc bảo vệ Dây chống sét che chắn (bảo vệ) dây dẫn càng tốt nếu gốc bảo vệ càng nhỏ Kinh nghiệm vận hành : DCS trên các đ−ờng dây kết cấu bình th−ờng với góc bảo vệ đến 20o có thể bảo vệ chắc chắn 100% các vụ sét đánh : xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn nhỏ đến mức (0,001 nên có thể bỏ qua) vendredi 11 mars 2011 Page 20r i rs Nếu góc bảo vệ tăng quá 30o xác suất sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn tăng Góc bảo vệ X á c s u ấ t s é t đ á n h v ò n g , % 9đối với các cột điện thông th−ờng ắgiảm góc bảo vệ α, giảm xác suất sét đánh vào dây dẫn nh−ng phải tăng giá thành vì phải tăng độ cao của cột ắdây dẫn sẽ đ−ợc bảo vệ chắc chắn nếu góc bảo vệ α không quá 25 °C vendredi 11 mars 2011 Page 21r i rs 9Khi sét đánh vào hệ thống thu sét, dòng điện sét đi qua dây dẫn dòng điện sét để tản vào đất, gây tăng áp 3.5. Điều kiện an toàn khi có dòng điện sét qua hệ thống thu sét 9hiệu ứng mũi nhọn : sự tích tụ điện tích ở đỉnh mũi nhọn, khuyếch đại c−ờng độ điện tr−ờng cục bộ, gây ra hiệu ứng vầng quang quanh kim thu sét i i/2i/2 i/2 L fil R t R fil u U Rt ( ) ⎟⎠⎞⎜⎝⎛++= 22 idtdLiRRu filfilt 9điện áp U giữa kim thu sét và đất vendredi 11 mars 2011 Page 22r i rs 9Từ đó suy ra khoảng cách tối thiểu trong không khí và trong đất đảm bảo an toàn khi tháo dòng điện sét. lRlR E ahLaR llEU xkxk kk oxk kkkkkk .05,0.10,0500 .7,1.25.5022 +≈+= + >⇒< xk xk kk xks d R R E RIl .2,0 300 2 .60. ≈=> Khoáng cách lkk và ld không đ−ợc nhỏ hơn 5 m và 3 m 9Tại TBA ngoài việc đảm bảo khoảng cách an toàn trong không khí và trong đất còn phải xem xét phối hợp điện áp phóng điện xung kích của chuỗi sứ với điện áp xuất hiện tại điểm treo chuỗi sứ khi có dòng điện sét đi qua Khoảng cách an toàn trong không khí với dòng điện sét và điện tr−ờng cho phép trong không khí (I = 60 kA, a=30 kA/μs Ekk = 500 kV/m) Khoảng cách an toàn trong không khí với dòng điện sét và điện tr−ờng cho phép trong đất (I = 60 kA, a=30 kA/μs, Ed = 300 kV/m) vendredi 11 mars 2011 Page 23r i rs Yêu cầu lắp đặt cột thu sét tận dụng các độ cao của các công trình cần bảo vệ để làm giá đỡ kim thu sét trong những điều kiện cho phép : kim thu sét có thể gắn trực tiếp trên các xà kim loại (xà đỡ thanh góp, xà đỡ đ−ờng dây), các xà này đ−ợc dùng làm dây dẫn tháo dòng điện sét nối kim thu sét với hệ thống nối đất. khi phải dùng cột thu lôi độc lập thì thì trụ đỡ kim thu sét có thể dùng cột bê tông hoặc cột gỗ nếu độ cao của cột thu sét nhỏ hơn 20m. Có thể sử dụng cốt thép của cột bê tông làm dây dẫn tháo dòng điện sét, còn đối với cột gỗ thì phải lắp đặt dây dẫn tháo dòng điện sét riêng.ểtong tr−ờng hợp cột cao hơn 20m thì sử dụng cột kim loại Kim thu sét và dây dẫn dòng điện sét phải đ−ợc bảo vệ chống ăn mòn bằng sơn phủ hoặc mạ và phải đảm bảo độ bền cơ khí. 3.6. Kết cấu của hệ thống thu sét vendredi 11 mars 2011 Page 24r i rs Nếu lắp đặt các cột thu sét trên nóc nhà hoặc trên một công trình, dây nối đất của cột thu sétphải nhiều nhánh để rẽ nhánh dòng điện sét và để giảm từ tr−ờng. Nó phải đ−ợc nối đến hệ thống nối đất hình l−ới và cân bằng thế, đảm bảo sao cho dòng điện sét khuếch tán vào đất theo 3 hoặc 4 thanh cân bằng áp của hệ thống nối đất. Việc phân tán dòng điện sét theo nhiều nhánh khác nhau cho phép phân bố l−u thông dòng điện sét và giảm tăng áp của hệ thống nối đất mà nếu không sẽ có trị số rất lớn nếu nh− dòng điện sét chỉ đi vào đất tại một điểm. Các phần khác nhau của hệ thống nối đất có tăng thế đồng thời nên không tạo ra chênh lệch thế lớn giữa chúng 3.7. Nối đất của hệ thống thu sét vendredi 11 mars 2011 Page 25r i rs Ch−ơng 4 : Truyền sóng quá điện áp trên các đ−ờng dây tải điện vendredi 11 mars 2011 Page 26r i rs 9Quá điện áp khí quyển do sét gây nên tác dụng lên cách điện của cả của đ−ờng dây và trạm biến áp. ắsét đánh thẳng vào đ−ờng dây 4.1.1. Sóng quá điện áp trên các đ−ờng dây tải điện ắsét đánh xuống mặt đất gần đ−ờng dây gây 9Sóng quá điện áp lan truyền dọc theo đ−ờng dây xuất hiện do Lan truyền sóng qđá thao tác Lan truyền sóng qđá khí quyển 9Sóng quá điện áp nội bộ xuất hiện khi chúng ta đóng cắt mạch điện (ví dụ nh− khi ta đóng đột ngột giữa hai dây dẫn mà tr−ớc đó không cùng thế) 9Sóng không sin lan truyền theo đ−ờng dây, khúc xạ, phản xạ từ nơi nối hai đ−ờng dây không cùng tổng trở, nhiều đ−ờng dây cùng nối với thanh cái, từ cuối đ−ờng dây hở mạch 9Sóng quá điện áp khí quyển sẽ lan truyền từ điểm sét đánh, các sóng này sẽ khúc xạ, phản xạ và suy yếu dần giống nh− sóng quá điện áp nội bộ nh−ng đầu sóng rất dốc khoảng 1μs 4.1. Khái niệm truyền sóng vendredi 11 mars 2011 Page 27r i rs 9tham số của đ−ờng dây ? 4.1.2. Mô hình đ−ờng dây chế độ ba pha đối xứng 9đ−ờng dây tải tham số tập trung 9đ−ờng dây tải tham số phân bố vendredi 11 mars 2011 Page 28r i rs 9Các đ−ờng dây tải điện cao áp là hệ thống tham số phân bố, x+dx x u dxx uu ∂∂+ Rdx Gdx Ldx dxx ii ∂∂+ Cdx i 9các đại l−ợng vật lý : điện trở, điện cảm điện dung 9phân bố dọc theo chiều dài đ−ờng dây 9biểu thức dòng điện qua mạch kín : ( ) ( )( ) ( ) 0 ( ) ( )( ) i x u xi i dx Gdx u C dx x t i x u xGu x C x t ∂ ∂⎡ ⎤ ⎡ ⎤− + + + + =⎢ ⎥ ⎢ ⎥∂ ∂⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ∂ ∂⇒ − = +∂ ∂ 9Tổng điện áp trong mạch kín ( ) ( )( ) ( ) 0 ( ) ( )( ) u x i xu u dx Rdx i L dx x t u x i xRi x L x t ∂ ∂⎡ ⎤ ⎡ ⎤− + + + + =⎢ ⎥ ⎢ ⎥∂ ∂⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ∂ ∂⇒ − = +∂ ∂ vendredi 11 mars 2011 Page 29r i rs 9điện áp xuát hiện trên đ−ờng dây xác định bằng cách giải hệ ph−ơng trình vi phân ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ∂ ∂+=∂ ∂− ∂ ∂+=∂ ∂− t xuCxGu x xi t xiLxRi x xu )()()( )()()( 9điện áp xuát hiện trên đ−ờng dây xác định bằng cách giải hệ ph−ơng trình vi phân vendredi 11 mars 2011 Page 30r i rs 9Các hằng số A1 và A2 là các hằng số phức đ−ợc xác định từ các điều kiện ban đầu xγxγ eAeAU 21 += −& ( ) ( ) ( )xγxγxγxγxγxγ eAeA Z eAeA CωjG CωjGeAeA LωjR γ dx Ud LωjR I 212121 11 −=−+ +=−+=+−= −−−&& Đạo hàm riêng bậc hai và thay thế các ph−ơng trình cho nhau ( )( ) UγUCωjGLωjR x U &&& 2 2 2 =++=∂ ∂ 9hệ số truyền sóng ( )( ) βjαCωjGLωjRγ +=++= α : hệ số tắt dần.β : hệ số pha vendredi 11 mars 2011 Page 31r i rs Giải hệ ph−ơng trình vi phân ở dạng tổng quát với cả bốn tham số sẽ rất phức tạp, và không cần thiết .... Do đó sẽ đề xuất một số giả thiết nhằm đơn giản hoá. Xét quá trình truyền sóng QĐA rất ngắn có thể bỏ qua G - điện dẫn tác dụng của đ−ờng dây? R - điện trở của dây dẫn? vendredi 11 mars 2011 Page 32r i rs hệ ph−ơng trình vi phân truyền sóng có tổn hao (R ≠ 0, G≠0) ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ∂ ∂−=∂ ∂ ∂ ∂−=∂ ∂ t )x(u C x )x(i t )x(i L x )x(u ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ∂ ∂+=∂ ∂− ∂ ∂+=∂ ∂− t xuCxGu x xi t xiLxRi x xu )()()( )()()( 4.1.3. Đ−ờng dây không có tổn hao (R = 0 va G=0) ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ∂ ∂−=∂ ∂ ∂ ∂−=∂ ∂ 2 2 2 2 2 2 2 )()( )()( 2 t xiC x xi t xuL x xu hệ ph−ơng trình vi phân truyền sóng không có tổn hao (R = 0, G=0) vendredi 11 mars 2011 Page 33r i rs v Sóng phản xạ ( )vtxu px + Sóng tới ( )vtxut − v Đ−ờng dây dài vô tận x ( ) constvtx =+ ( ) constvtx =−c t t Z u i =c px px Z u i −= sóng tới di chuyển về phía d−ơng của trục x sóng phản xạ di chuyển theo chiều ng−ợc lại 9Nghiệm tổng quát của hệ ph−ơng trình ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ++−= ++−= )()(),( )()(),( vtxivtxitxi vtxuvtxutxu pxt pxt 9Nghiệm đ−ợc biểu thị ở dạng tổng hai thành phần sóng tới di chuyển về phía d−ơng của trục x sóng phản xạ di chuyển theo chiều ng−ợc lại vendredi 11 mars 2011 Page 34r i rs 9Vận tốc truyền sóng? vtxz vtxy vtxuvtxutxu pxt += −= ++−= )()(),( dz du dy du x u pxt +=∂ ∂ 2 2 2 2 2 2 dz ud dy ud x u pxt +=∂ ∂ LCLC 22 2 2 2 2 2 2 dz ud dy ud t uLC pxt νν +=∂ ∂ 2 2 2 2 t uLC x u ∂ ∂−=∂ ∂ 12 =LCv LC 1 =ν vendredi 11 mars 2011 Page 35r i rs 9Nếu đ−ờng dây dài vô tận thì sẽ không có sóng phản xạ từ cuối đ−ờng dây và hàm số ft(x-vt) đ−ợc quyết định bởi quy luật biến thiên của nguồn theo thời gian 9Tr−ờng hợp đ−ờng dây không có tổn hao ⎩⎨ ⎧ ∂ ∂−=∂ ∂ t iL x u dz du dy du x u vtxuvtxutxu pxt pxt +=∂ ∂ ++−= )()(),( L-L dz di dy di t iL pxt νν=∂ ∂− )()(),( vtxivtxitxi pxt ++−= ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ += += onst L onst L px t c u i cui px t ν ν đối với đ−ờng dây trên không v có trị số bằng vận tốc ánh sáng : thời gian sóng truyền từ đầu đ−ờng dây đến cuối đ−ờng dây sẽ bằng l/ν. vendredi 11 mars 2011 Page 36r i rs C L Z === LC L νL 2 9Tổng trở sóng của đ−ờng dây không tổn hao ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ +−= +=+ −=− Z vtxu Z vtxutxi Z vtxu txi Z vtxutxi pxt px px t t )()(),( )( )( )()( - - ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ ++−= ++−= )()(),( )()(),( vtxivtxitxi vtxuvtxutxu pxt pxt vendredi 11 mars 2011 Page 37r i rs 9Nghiên cứu quá trình truyền sóng trên đ−ờng hệ nhiều dây : mỗi dây dẫn đều bị ảnh h−ởng của điện từ tr−ờng do sự lan truyền sóng trong các dây kia 4.2. Truyền sóng trong hệ thống nhiều dây dẫn ph−ơng trình Maxwell áp dụng cho hệ thống nhiều dây ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ +++= +++= +++= nnnnnn nn nn qαqαqαU qαqαqαU qαqαqαU .................... .................... .................... 2211 22221212 12121111 M vendredi 11 mars 2011 Page 38r i rs ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ = = pk pk or kp k k or kk d b επε α r h επε α ln ln 2 1 2 2 1 hp hk p p'k' k bkp' dkp rk hp hk 9Ma trận α gọi là ma trận hệ số thế là một ma trận đối xứng vì αkj = αjk ⎟⎟ ⎟⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎟⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎜ ⎝ ⎛ nnnnn n n n q q q ααα ααα ααα U U U MM 2 1 21 22221 11211 2 1 . .... .... .... .... vendredi 11 mars 2011 Page 39r i rs ( ) ( ) ( ) ( ) nn n n nn IZIZIZ νq ν α νq ν α νq ν α ν νqαqαqαU 122111 1 2 12 1 11 12121111 +++= ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛++⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= +++= .................... .......... .................... ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ ===== ===== − − kp kp kp kp kp kp kp kp r kp k k k k k k k k r kk d b d b d b d b Z r h r h r h r hZ ''' 12 ' 0 pk 12 0 kk 138.log 60.ln ln 10.85.8.1.2 1ln 2 1 2138.log2.ln062ln 10.85.8.1.2 1 2ln 2 1 πεπεν α πεπεν α ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ +++= +++= +++= nnnnnn nn nn IZIZIZU IZIZIZU IZIZIZU .................... .................... .................... 2211 22221212 12121111 M vendredi 11 mars 2011 Page 40r i rs Dây dẫn nối với ? Dây dẫn nối đất ? Nguyên tắc Dây dẫn đăt cách điện đối với đất? ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ +++= +++= +++= nnnnnn nn nn IZIZIZU IZIZIZU IZIZIZU .................... .................... .................... 2211 22221212 12121111 M IZU = Hệ ph−ơng trình gồm n ph−ơng trình nh−ng có 2n biến vì vậy chỉ có thể tìm nghiệm trong những tr−ờng hợp đặc biệt vendredi 11 mars 2011 Page 41r i rs 9Ví dụ đ−ờng dây không treo dây chống sét, sét đánh thẳng vào dây dẫn, quá điện áp xuất hiện do phóng điện ng−ợc qua cách điện hoặc do cảm ứng 9điện áp trên các dây dẫn sẽ bằng nhau Tr−ờng hợp các dây dẫn đều nối với nguồn 1 2 3 ⎪⎪⎩