衝擊波尾
Tail of an Impulse
別名:波尾、Impulse tail
衝擊波尾(tail of an impulse)是衝擊波峰值後之部分。虛半峰尾時間 T2 代表「衰減多久」,為能量含量之指標(T2 越長、能量越多)。與波前(§3.22 / SA-040)配對構成衝擊波完整波形 T1/T2 描述(例:8/20、1.2/50)。型式試驗中 T2 容差通常比 T1 寬鬆。
白話說明
波尾就是衝擊波「退下去」那一段。越長的尾巴,代表這個衝擊含有越多能量(面積=能量)。所以波前決定「多尖」(對絕緣的衝擊應力),波尾決定「多厚」(對避雷器的能量負擔)。兩者合計才完整描述一個衝擊波。
完整定義
衝擊波峰值後之部分。
標準原文 (Original Text)
tail of an impulse: part of an impulse which occurs after the peak
與 §3.22 front of an impulse(SA-040)對比——波前為峰值前、波尾為峰值後。 虛半峰尾時間 virtual time to half-value on the tail T2(IEC 60060-1): - 從「虛原點」(virtual origin)到尾部下降至峰值 50% 之時間間隔; - 為衝擊波能量含量之指標(T2 越長、能量越多)。 T2 影響避雷器能量承受: - 長波尾(50~100 μs)代表較多能量須由 MO 電阻片吸收; - IEC 60099-4 §3.31(雷擊電流衝擊)容許 T2 寬容差(18~22 μs 為標準,但型式試驗容差可放寬)——因為 T2 不敏感; - 相反 T1(波前)容差嚴格(7~9 μs)——因為波前決定 du/dt 應力。 Note 1 of §3.31: 半峰尾時間於殘餘電壓型式試驗「非關鍵」(not critical),容差可寬鬆。
生活比喻
波前像「拳頭打出去的那一瞬」(速度 = du/dt)、波尾像「打完之後拳頭停留多久」(能量 = 力 × 時間)。醫生診斷瘀青嚴不嚴重,既要看拳頭多快(波前),也要看停留多久(波尾)。電力系統保護也是兩個都要看。
為何重要
波尾時間是避雷器能量評等(Qrs/Qth/Wth,SA-028/029/030)之關鍵計算因子——能量 = ∫U × I dt ≈ Ures × Ipk × T2 / 2(簡化)。實務:(1)長線路末端之雷擊衝擊波尾被壓縮(行波在線路損失),故遠端避雷器能量負擔較小;(2)GIS 系統因阻抗低、波形較方波化,需用長波尾(如 1 ms 矩形波,§3.35 long-duration current impulse,SA-032)驗證;(3)電纜系統之特性阻抗低(~30 Ω),衝擊波在終端反射後疊加,實際 T2 可能延長需乘以 1.5~2 倍安全係數。
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