摘要：局部放电(partial discharge,PD)检测天线在检测方向上应保持高增益,以改善灵敏度和信噪比。由于适配的功分网络截面积大,因此高增益立体螺旋天线尚未运用于局部放电检测领域。以单臂螺旋天线和四臂螺旋天线作为研究对象,通过仿真确定天线优化区间,并以带宽、增益作为目标,基于粒子群优化算法优化结构参数,以提高检测灵敏度,保持定向高增益;设计适配的柔性功分馈电网络,以减小天线体积、提高信噪比;通过局放测试检验设计的高增益立体螺旋天线的性能,并与商用平面等角螺旋天线比较。研究结果表明:优化后的单臂螺旋天线具有多频段检测特点,结构简单,占用空间小;通过柔性功分网络加载的四臂螺旋天线在0.5~2.0GHz频段的增益均>5.0 dB,主谐振点1.02 GHz处的增益达到了6.37 dB,整体横截面直径缩小至60 mm,测试信噪比优于平面等角螺旋天线。与传统局放检测天线相比,设计的高增益柔性馈电立体螺旋天线能在特高频范围的低频段保持高增益,并在各谐振频率保持轴向检测特性。

摘要：由于现场干扰和系统噪声的影响,通过常规电学方法检测气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)内的局部放电(partial discharge,PD)容易造成漏检与误检的情况。为提高局部放电检测的准确率,并进一步探究GIS中不同缺陷的放电特性差异,该文提出基于粒子群优化算法的四臂螺旋天线优化流程,设计适配的柔性功分馈电网络,并与荧光光纤加载的硅光电倍增管结合,形成基于特高频(ultra high frequency,UHF)天线和硅光电倍增管结合的局部放电光–电联合传感技术。在此基础上,通过联合传感器对GIS典型缺陷放电信号进行侦测并作统计分析。结果表明,柔性功分网络加载的四臂螺旋天线在0.5~2.0GHz范围内增益均高于5.0dBi,具有高增益与小型化特性;联合传感器的光信号与特高频信号均与放电量保持线性关系;光电联合传感对于电晕放电、沿面放电和气隙放电具有不同的感知效率,不同缺陷类型的局部放电间隔时间也具有不同的特征。使用光–电联合检测技术能够为GIS中的局部放电检测提供新的、可靠的解决方案。