摘要：针对超特高压输电线路等电位带电作业电位转移电弧电磁辐射问题,提出基于分形天线的电磁辐射特性测量方法;设计了性能满足检测要求的4阶hilbert天线,搭建了输电线路带电作业电位转移电弧模拟试验平台,分析了电位转移电流、电磁辐射信号的变化规律,并获得了电磁辐射信号的频谱特性,同时,考虑了转移电弧特性对其电磁辐射频带的影响。结果表明:导线电压增大时,转移电流脉冲数量和峰值均明显增大;电磁辐射脉冲的变化规律与转移电流脉冲一致,均呈衰减振荡,振荡时间约为1μs;转移电弧电磁辐射信号主要分布在频段10~30 MHz,且频域峰值主要集中在14 MHz附近;转移电弧特性对其电磁辐射频谱分布的影响较小;研究可为智能设备的电磁屏蔽措施奠定基础。

摘要：直流电源系统中的直流电弧由于难以熄灭,是导致系统故障的主要原因之一,对其检测方法展开研究具有重要意义。为此提出了一种基于电弧电磁辐射特性的直流电弧检测方法,通过搭建直流电弧产生装置模拟直流系统中松弛连接的情况,设计4阶hilbert天线测量直流电弧电磁辐射信号。电弧的电磁辐射信号与电流突变信号变化一致,且突变脉冲的时间间隔满足Gamma分布。对不同的电流突变进行频谱分析发现,在该试验条件下,电磁辐射信号在频谱上存在明显的特征频率(12.9 MHz),并且不同回路电流下幅值最大的电磁辐射频率在12~14MHz范围内。与开关操作时的信号进行对比发现,直流电弧的最大幅值电磁辐射频率大于开关操作的最大频率,直流电弧脉冲的平均时间间隔(37μs)比开关操作时的时间间隔(7.4μs)长,开关操作时能够检测到多个持续时间较长的脉冲簇。电磁辐射信号的特征频率、脉冲时间间隔以及脉冲簇持续时间可作为直流电弧的检测参量判断电弧故障。

摘要：电晕放电现象在电力系统中频频发生。由于电晕放电会向周围空间中辐射射频电磁波,因此可通过检测射频电磁波来实现电晕放电的检测。设计了两种小型天线来检测电晕放电,分别是矩形螺旋天线和hilbert天线。通过模拟仿真和分析对比,发现hilbert天线的发射系数特性更佳,可实现设计要求。通过设计优化得到的最终结构是6阶hilbert天线,该天线的尺寸为100 mm×100 mm×1.6 mm,具备轻量便携的特点。