GIS局部放电检测用小型化平面螺旋天线研究

随着变电站中气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的广泛应用,局部放电检测逐渐成为发现故障隐患的重要手段。基于超高频(UHF)局部放电的检测原理,设计了一种工作于UHF频段的小型化天线。该天线基于传统阿基米德平面螺旋天线,利用一种振幅随着幅角线性增加的新型正弦波加载方式对天线进行进一步的小型化处理。通过HFSS软件进行仿真和试验验证,结果表明该天线在端口性能、方向性能以及增益等方面均满足局部放电检测的要求;同时天线尺寸较小,使用时易于安装,后续在GIS设备局部放电现场检测中有较大应用前景。

局部放电检测用小型化宽带平面螺旋天线研究

针对局部放电超高频信号现场检测的需求,解决用于局部放电检测的传统阿基米德螺旋天线尺寸较大的问题,采用振幅随幅角线性增加的新型正弦波加载方式,设计了一种小型化阿基米德宽带平面螺旋天线。分析了阿基米德平面螺旋天线的辐射原理,确定了小型化天线的结构参数,通过仿真和测量研究了天线的端口参数和辐射性能。结果表明天线具有超宽带特性,在700~3000 MHz频段内的回波损耗小于-10 dB,在500~3000 MHz频带内的最大增益不小于5 dB,满足局部放电检测天线指标要求。在实验室模拟局部放电试验并将小型化天线的检测性能同另外两款较大增益天线进行了对比测试,结果表明,设计的天线具有良好的检测性能,同时自身尺寸较小的优势更适合用于结构较为复杂的电气设备的局部放电现场检测。

检测GIS局部放电的小型化平面螺旋天线研究

为满足超高频检测法对天线小型化、宽频带的设计要求,设计了一种用于气体绝缘全封闭组合电器(GIS)局部放电检测的小型化平面螺旋天线。该天线是在传统阿基米德螺旋天线的基础上进行正弦波曲折化处理后,来达到小型化的目的。天线的测试结果显示在920 MHz^3 GHz频带范围内电压驻波比(VSWR)<2。天线结构简单,尺寸较小,口径为97 mm,剖面高度为51 mm;具有超宽带的特性,在工作频段内方向性良好,能够实现全向辐射。最后,在实验室搭建了测试平台,将天线和外置超高频传感器进行了局放测量效果的对比,结果表明,所设计的天线特性良好,可用于GIS局部放电检测。