檢測(cè)局部放電的矩形平面螺旋天線及超高頻信號(hào)標(biāo)定研究.pdf

1、雖然氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，簡(jiǎn)稱GIS)具有可靠性高，維護(hù)周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，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(jiǎn)稱PD)可使運(yùn)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(yùn)行。因此對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行絕緣狀況檢測(cè)具有重要意義。為此，國(guó)內(nèi)外對(duì)組合電器設(shè)備局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入研究。研究表明，超高頻法（Ultra High Frequency

2、，簡(jiǎn)稱UHF）由于具有頻率高，頻帶寬，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最適合于GIS在線檢測(cè)的一種方法。然而其信號(hào)的放電量標(biāo)定等問(wèn)題是制約其實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)亟待解決的前沿課題。為進(jìn)一步探究此問(wèn)題，本文在分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于GIS UHF信號(hào)放電量校準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了以下工作：
　?。?）對(duì)用于GIS局部放電檢測(cè)的外置超高頻傳感檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入研究，成功研制了可用于GIS現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(shí)測(cè)最大增益達(dá)到了11.7dB；
　?。?）對(duì)GIS常見(jiàn)的四種典型絕緣缺陷模型的局部放電源波形進(jìn)行分析，根據(jù)電磁波傳播理論與時(shí)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(biāo)準(zhǔn)高斯脈沖、單峰脈沖與多種雙峰局部放電源脈沖波形，對(duì)其傳播特性進(jìn)行對(duì)比分析，探究不同局部放電源波形在GIS傳播過(guò)程中衰減特性

4、的差異；
　?。?）對(duì)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(duì)GIS局部放電超高頻信號(hào)進(jìn)行放電量標(biāo)定研究工作。搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，提取了超高頻法與脈沖電流法的特征量，通過(guò)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(hào)特征參量與脈沖電流法參量之間的關(guān)系，為對(duì)超高頻局部放電信號(hào)的標(biāo)定工作奠定基礎(chǔ)。
　　本文通過(guò)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(cè)系統(tǒng)，