【精彩论文】检测GIS局部放电的小型化多频带复合天线

观点凝练

摘要：为了对气体绝缘全封闭组合电器（GIS）局部放电的超高频信号进行检测，设计了一种用于检测GIS局部放电的多频点宽频复合天线。首先，通过对复合天线进行小型化、宽频化原理分析，实现天线的小型化；然后，运用矢量网络分析仪对实物天线进行驻波比实测研究；最后，在实验室搭建GIS局部放电测试系统对天线进行实测研究。结果表明：设计研究的天线兼具多频带、小型化和高增益的特性，在0.75~0.90 GHz、1.23~1.48 GHz、1.78~2.12 GHz、2.42~2.79 GHz的频段范围内，其驻波比（VSWR）小于2，具有较宽的频带范围，能够记录局部放电的大部分信息；随着频率的增加，天线增益也在逐渐变大，天线最高增益可达6.5 dB，可有效接收微弱的特高频信号；研究结果表明，设计的天线特性良好，可用于GIS局部放电的现场监测。
结论：本文通过研究检测GIS局部放电的多频点宽频复合天线，得到结论：1）采用曲流技术对阿基米德天线双臂进行正弦波曲折化处理可以延长天线臂的有效电长度，从而实现天线的小型化设计；采用多个辐射单元技术，在正弦波状螺旋导线的终端进行蝶形加载，可以拓宽带宽，实现多频；复合天线构造简单，尺寸较小，仅为114.0×96.0×51.0 mm。2）复合天线可以同时满足小型化、高增益和多频带的特性要求，在0.75~0.0.9 GHz、1.23~1.48 GHz、1.78~2.12 GHz、2.42~2.79 GHz的频段范围内，其VSWR值小于2，并具有较宽的频率范围，能够有效地记录局部放电信息；随着频率的增加，复合天线的增益与频率呈现正相，其最高增益可达6.5 dB，可以实现对微弱特高频信号的高效接收；其在E面和H面呈现出良好的辐射波束，并且可以对周围各方向的电磁波信号进行有效接收。3）实验室测试结果表明：在未采取任何放大措施时，天线所能测到的局放时域信号为51.7 mV左右，具有较高的信噪比，可清晰地检测到局放信号。

引文信息

冯洋, 周磊, 马全福, 等. 检测GIS局部放电的小型化多频带复合天线[J]. 中国电力, 2023, 56(4): 167-174.FENG Yang, ZHOU Lei, MA Quanfu, et al. Miniaturized multi-band compound antenna for detecting partial discharge in GIS[J]. Electric Power, 2023, 56(4): 167-174.欢迎点击文后“阅读原文”跳转期刊官网，获取更多信息！

 往期回顾 

编辑：于静茹

校对：王文诗

审核：方彤

声明

根据国家版权局最新规定，纸媒、网站、微博、微信公众号转载、摘编《中国电力》编辑部的作品，转载时要包含本微信号名称、二维码等关键信息，在文首注明《中国电力》原创。个人请按本微信原文转发、分享。欢迎大家转载分享。