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期刊号: CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

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GIS局部放电检测用小型化平面螺旋天线研究

来源:电工电气发布时间:2024-03-11 08:11 浏览次数:73

GIS局部放电检测用小型化平面螺旋天线研究

刘成,舒永志,聂雪松
(国网安徽省电力有限公司黄山供电公司,安徽 黄山 245000)
 
    摘 要: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。
    关键词: 局部放电;超高频;在线监测;小型化平面螺旋天线;正弦波加载
    中图分类号:TM595 ;TM933.2     文献标识码:A     文章编号:1007-3175(2024)02-0053-05
 
Research on Miniaturized Planar Spiral Antenna for
GIS Partial Discharge Detection
 
LIU Cheng, SHU Yong-zhi, NIE Xue-song
(State Grid Anhui Electric Power Co.,Ltd. Huangshan Power Supply Company, Huangshan 245000, China)
 
    Abstract: With the wide application of Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear(GIS) in substations, partial discharge detection has gradually become an important means to find hidden faults. Based on the detection principle of Ultra-High Frequency (UHF) partial discharge, a miniaturized antenna working in UHF frequency band was designed in this paper. The antenna is based on the traditional Archimedes spiral antenna, and a new sine wave loading method with linear amplitude increase with amplitude angle is used to further miniaturize the antenna.The simulation and experimental verification of HFSS software show that the antenna meets the requirements of partial discharge detection in terms of port performance, directional performance and gain; at the same time, the antenna size is small, and it is easy to install when used which has a great application prospect in the subsequent on-site detection of partial discharge of GIS equipment.
    Key words: partial discharge; ultra-high frequency; on-line monitoring; miniaturized planar spiral antenna; sine-wave loading
 
参考文献
[1] 李军浩,韩旭涛,刘泽辉,等. 电气设备局部放电检测技术述评[J] . 高电压技术,2015,41(8) :2583-2601.
[2] 吴广宁,张血琴,舒雯. 局部放电检测技术的现状与发展[J]. 电工技术学报,2005,20(2) :29-35.
[3] 钱勇,黄成军,江秀臣,等. 基于超高频法的 GIS 局部放电在线监测研究现状及展望[J] . 电网技术,2005,29(1) :40-43.
[4] 王建生,邱毓昌,吴向华,等. 用于 GIS 局部放电检测的超高频传感器频率响应特性[J]. 中国电机工程学报,2002,20(8) :42-45.
[5] 张晓星,唐炬,彭文雄,等. GIS 局部放电检测的微带贴片天线研究[J] . 仪器仪表学报,2006,27(12) :1595-1599.
[6] 唐炬,魏钢,孙才新,等. GIS 局部放电检测用超宽频带振子天线传感器研究[J] . 高电压技术,2004,30(3) :29-31.
[7] JUNESEOK Lee, JEAHOON Cho, JAEHOON Choi, et al.Design of a miniaturized spiral antenna for partial discharge detection system[J].Microwave and Optical Technology Letters,2018,60(1) :75-78.
[8] 姚陈果,乔盼盼,陈攀,等. 用于电气设备局部放电超高频信号监测的 0.4~1 GHz 分形天线[J]. 高电压技术,2014,40(8) : 2285-2291.
[9] 王永强,李建芳,李长元,等. 检测 GIS 局部放电的小型化平面螺旋天线研究[J] . 高电压技术,2016,42(4) :1252-1258.
[10] 叶亮华,褚庆昕. 一种小型的具有良好陷波特性的超宽带缝隙天线[J]. 电子学报,2010,38(12) :2862-2866.
[11] 张倩,刘运林,李智勇,等. 一种改进的小型化超宽带平面倒锥缝隙天线[J] . 电讯技术,2010,50(11) :85-89.
[12] 周钟,章晓春,郭碧翔,等. 用于 GIS 局部放电的树状分形超宽带天线[J] . 高压电器,2017,53(6) :118-123.
[13] 胡兴邦,孙保华,左炎春,等. 小型化复合平面螺旋天线的设计[J]. 微波学报,2016,32(S1) :156-158.
[14] 王光明,王亚伟,梁建刚. 平面螺旋天线小型化研究[J]. 微波学报,2013,29(z1) :139-144.
[15] 黄兴泉,唐志国,李成榕,等. 电力变压器超高频局部放电的在线检测[J]. 高电压技术,2003,29(4) :44-45.