低距离定向柔性天线与3D共平面波导进行部分放电检测的研究
Yan Mi1, Wentao Liu1, Yiqin Peng1
1State Key Laboratory of Power Transmission Equipment Technology, School of Electrical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China.
Micromachines
|March 27, 2025
概括
本研究引入了一种定向灵活的天线,用于检测气体绝缘开关 (GIS) 电缆终端中的部分放电 (PD). 新的天线设计克服了金属障碍和环境干扰,改善了在狭小空间中的PD检测.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
- 天线理论天线理论
背景情况:
- 在气体绝缘开关设备 (GIS) 电缆终端中检测部分放电 (PD) 面临着由于金属阻塞和环境干扰影响传统柔性天线的挑战.
- 现有的灵活天线在GIS电缆终端的狭窄,受阻的环境中难以安装和性能.
研究的目的:
- 提出和评估一种新型的定向灵活天线,专门设计用于改善GIS电缆终端中的PD检测.
- 解决现有天线在安装,金属阻碍下性能和环境干扰方面的局限性.
主要方法:
- 一个共平面波导 (CPW) 养的单极天线与延伸的接地平面被设计为增强的定向接收.
- 柔性天线的低形 (88.5 × 70 × 20毫米) 便于在GIS电缆终端上轻松安装.
- 使用电压静止波比 (VSWR),跨曲半径的阻抗稳定性和有效高度测量来评估性能.
主要成果:
- 灵活的天线在0.541-3GHz频率范围内实现了VSWR<2.
- 在各种曲半径中保持了稳定的阻抗特性,平均有效高度为10.79mm (0.3-1.5GHz).
- 在GIS电缆终端PD平台上的实验结果证实,曲对检测性能和适合检测PDs的影响很小,尽管金属阻塞很大.
结论:
- 拟议的定向灵活天线有效地减轻了GIS电缆终端中金属阻塞和环境干扰所带来的挑战.
- 该天线的设计确保了强大的性能和在狭窄的空间中安装的方便性,使其适用于关键的PD监控应用.
- 该研究表明,天线能够覆盖GIS电缆终端的检测范围,并准确地检测部分放电,即使由于阻塞而导致信号幅度显著减少.
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