檢測局部放電的矩形平面螺旋天線及超高頻信號標定研究.pdf

1、雖然氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，簡稱GIS)具有可靠性高，維護周期長等優(yōu)點，但因設(shè)備內(nèi)部可能存在的絕緣缺陷所產(chǎn)生的局部放電(Partial Discharge，簡稱PD)可使運行中的GIS發(fā)生絕緣故障，從而影響設(shè)備的可靠與穩(wěn)定運行。因此對GIS設(shè)備進行絕緣狀況檢測具有重要意義。為此，國內(nèi)外對組合電器設(shè)備局部放電在線監(jiān)測技術(shù)進行了深入研究。研究表明，超高頻法（Ultra High Frequency

2、，簡稱UHF）由于具有頻率高，頻帶寬，靈敏度高等優(yōu)點，被認為是最適合于GIS在線檢測的一種方法。然而其信號的放電量標定等問題是制約其實現(xiàn)在線檢測亟待解決的前沿課題。為進一步探究此問題，本文在分析了國內(nèi)外關(guān)于GIS UHF信號放電量校準的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，開展了以下工作：
　?。?）對用于GIS局部放電檢測的外置超高頻傳感檢測技術(shù)進行了深入研究，成功研制了可用于GIS現(xiàn)場監(jiān)測的矩形平面螺旋天線，采用矩形螺旋、蝶形加載、背腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化等

3、技術(shù)手段，既可使螺旋天線小型化，又能得到優(yōu)良的駐波比特性。工作頻帶1.0~1.3GHz，1.8~2.7GHz，2.85~3GHz，實測最大增益達到了11.7dB；
　　（2）對GIS常見的四種典型絕緣缺陷模型的局部放電源波形進行分析，根據(jù)電磁波傳播理論與時域有限差分法，在現(xiàn)有局部放電源數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出標準高斯脈沖、單峰脈沖與多種雙峰局部放電源脈沖波形，對其傳播特性進行對比分析，探究不同局部放電源波形在GIS傳播過程中衰減特性

4、的差異；
　?。?）對比GIS中四種典型絕緣缺陷模型的放電穩(wěn)定性，并最終采用金屬突出物缺陷模型對GIS局部放電超高頻信號進行放電量標定研究工作。搭建了實驗系統(tǒng)，提取了超高頻法與脈沖電流法的特征量，通過相同電壓、不同電壓、不同間距與不同氣壓幾種情況分析了超高頻法信號特征參量與脈沖電流法參量之間的關(guān)系，為對超高頻局部放電信號的標定工作奠定基礎(chǔ)。
　　本文通過上述研究，研制了矩形平面螺旋天線，并搭建了GIS局部放電超高頻檢測系統(tǒng)，