电缆中电波的反射及其影响

电缆中电波的传播情况是由电缆线路阻抗决定的。两条特性阻抗不同的电缆连接时，连接点处将出现阻抗失配。当电缆线路中出现低阻或断线故障时，故障点的等效阻抗与特性阻抗不相等，也将出现阻抗失配现象。当电缆中间头结构较电缆本体改变较大或材料特性差异较大时，该电缆中间头部位的阻抗也就产生了较大的改变，形成阻抗失配。当电波到达这些阻抗失配点时，会产生部分或全部的反射，即行波回送。在低阻故障（但故障电阻不为零）时，还会有电波透射现象，即有一部分电波越过故障点继续往前运动。

电波的反射强度可用发生反射的阻抗失配点的反射电压（电流）与入射电压（电流）之比来表示，这个比值称为反射系数P。

图4-2-3　反射系数推导电路

如图4-2-3所示，设入射波由A端推入，终端（或故障点）B的等效阻抗为Zx，入射波到达终端（或故障点）而产生反射时，其B端电压、电流分别为Ux、Ix，则它们应为入射电压（电流）和反射电压（电流）之和，即

另外，Ux与Ix的比值等于B端的等效阻抗Zx，即

将式（4-2-7）、式（4-2-10）～式（4-2-12）联解，不难求出电压反射系数Pu和电流反射系数Pi(www.xing528.com)

根据式（4-2-13）和式（4-2-14），讨论以下几种特殊情况。

（1）Zx=Zc时，Pu=Pi=0，即反射系数为零，这时无反射波产生，这种现象称为匹配。终端匹配时，入射波到达终端后，长线上的电压和电流就不再发生变化了，也不发生反射，而是被Zx全部吸收。这样，长线终端得到和始端相同的电压和电流，只是在时间上略有延迟。

（2）Zx→∞时，Pu=1，Pi=-1，这种状态为开路状态。开路状态造成电压的全反射。电压反射波与入射波极性相同。开路端的实际电压是入射电压和反射电压之和，因此出现电压加倍现象。由于Pi=-1，反射电流与入射电流大小相等，方向相反，开路端的实际电流是二者之和，因此为零。

（3）Zx→0时，Pu=-1，Pi=1，这种状态为短路状态，短路点的反射电压与入射电压大小相等，方向相反，其合成电压为零。由于短路点电流反射系数Pi=1，反射电流与入射电流大小相等，方向相同。因此，短路点出现电流加倍现象。