GIS PD检测柔性内置小型化阿基米德螺旋天线传感器

作     者：张国治 陈康 李晓涵 王堃 方荣行 刘健犇 ZHANG Guozhi;CHEN Kang;LI Xiaohan;WANG Kun;FANG Rongxing;LIU Jianben

作者机构：湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068 电网环境保护国家重点实验室武汉430074 

基　　金：电网环境保护国家重点实验室开放基金(GYW51202101362) 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2022年第48卷第6期

页      码：2244-2254页

摘      要：气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear, GIS)的外壳为圆筒型结构,而现有局部放电(partial discharge,PD)特高频(ultra high frequency, UHF)检测天线多采用FR-4环氧树脂刚性基底,天线内置到GIS内部时可能会影响设备内部的电场分布,或需要对GIS的法兰盘进行复杂的结构改造,不利于现场应用。为解决上述问题,设计了一种基于热固性聚酰亚胺柔性基底的UHF阿基米德螺旋天线传感器,且采用正弦加载的方法实现了天线直径的小型化。通过仿真和实测分析了该柔性天线的辐射特性,然后通过仿真分析了该柔性天线内置对GIS内部电场的影响,同时利用搭建的试验平台对其PD检测性能进行了实测。结果表明:该柔性天线直径为149 mm,较未小型化时缩小了24.7%,本体质量仅为15.1 g;在620 MHz~3 GHz频带内,该柔性天线在弯曲半径分别为0、250、300和350mm时的电压驻波比均不超过2.5,最大实际增益为5.5dB,在0.3~1.5GHz频带内的平均有效高度达到13.5 mm,辐射性能优异;实际安装时可忽略该柔性天线对GIS内部电场分布的影响,且其在弯曲形变前后及内置后均能有效检测PD信号。研究成果为内置式天线传感器的设计提供了参考。

主 题 词：GIS PD 特高频柔性天线 热固性聚酰亚胺 小型化 

学科分类：080904[080904] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13336/j.1003-6520.hve.20210634

馆 藏 号：203112739...