基于辐射场窄带测试的电晕放电远距离探测技术研究

利用电磁辐射场实现对电晕放电的探测,多采用宽带测试,带内干扰多、信噪比低、测试距离近.为此,提出了基于窄带测试的电晕放电远距离探测方法,通过分析电晕能量分布及背景干扰,合理选择窄带测试频段,实现对电晕放电目标的远距离探测.测试结果表明:较之宽带测试,窄带测试信噪比较高、抗干扰能力强、测试距离远;120~315 MHz频段内的电晕放电信号,背景干扰少,信噪比不低于4dB,适宜用作电晕放电信号远距离测试的特征窄带频段.提出的窄带测试方法具有普遍性,结合现代检测技术和信号处理技术将会大大增加测试距离,对丰富现有电晕放电远距离探测手段具有重要意义.

用于远距离电晕放电检测的窄带测试系统设计

针对电晕放电远距离检测的需求,基于窄带测试原理设计了一种窄带测试系统。该系统主要由接收前端和处理终端组成。接收前端中,设计了定向性强、增益≥9 dB的螺旋天线作为接收天线,利用差分放大单元增强电晕放电信号。数据处理终端中,设计了虚拟仪器代替常规测试系统中示波器和频谱仪,设计了全相位数字滤波器以实现强背景干扰下放电信号的快速降噪和特征提取。对模拟电晕放电信号的测试结果表明:实验区域背景噪声主要分布在400 MHz以内,采用80 MHz^2 GHz的宽带测试系统最大测试距离为100 m,而使用所设计的200~300 MHz窄带测试系统最大测试距离可达260 m。所设计的窄带测试系统抗干扰能力强,测试距离远,为电晕放电远距离测试提供参考手段。

电晕放电辐射信号远距离探测技术研究

为了研究自然环境下超高压输电线路和空中目标的电晕放电辐射信号的远场特性，研究了其辐射规律。采用窄带测试原理搭建了测试系统，通过外场实验得出了电晕放电辐射信号强度随着充电电压的增加而增加、随着探测距离的增加而衰减的规律。以此为基础，设计了高灵敏度、低噪声的电晕放电测试系统，成功地在自然环境下200-300MHz频段内探测到距离170m处的超高压塔电晕放电辐射信号。实验结果表明：该测试系统能灵敏地探测一定距离范围内的电晕放电辐射信号，为野外自然环境下超高压输电线路和空中目标的电晕放电信号远距离探测提供了技术手段。

空间放电辐射脉冲的探测与定位

提出一种基于辐射场窄带测试的空间放电辐射信号探测系统,系统主要由8路定向性天线阵、高增益接收前端以及数据处理单元构成。基于该探测系统建立了空间平面4元阵列定位模型,研究了空间放电辐射源位置快速搜索算法,并对定位精度进行了试验验证。实验结果表明,该系统能对1km以内的空间放电辐射源进行探测,阵元尺寸为10m的空间平面4元阵列的距离定位误差小于2.5%。该探测定位系统可以用于复杂电磁环境下空间放电源位置的确定。