【摘 要】
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随着电力产业的不断发展,高压电气设备电压等级不断提高,具有更高密封性要求的设备如GIL的局部放电检测难度日益提升,传统利用内、外置式传感器的检测方法都在不同程度上遇到了应用瓶颈。针对该问题,本文以UHF法为参考,根据缝隙天线原理,提出了一种高压电气设备局部放电测量新方法:利用GIL、GIS等高压电气设备外壳上已有的壳体缝隙结构,通过分析优化作为传感天线,实现对设备局部放电的检测。本方法在局部放电测
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随着电力产业的不断发展,高压电气设备电压等级不断提高,具有更高密封性要求的设备如GIL的局部放电检测难度日益提升,传统利用内、外置式传感器的检测方法都在不同程度上遇到了应用瓶颈。针对该问题,本文以UHF法为参考,根据缝隙天线原理,提出了一种高压电气设备局部放电测量新方法:利用GIL、GIS等高压电气设备外壳上已有的壳体缝隙结构,通过分析优化作为传感天线,实现对设备局部放电的检测。本方法在局部放电测量领域具有重要的理论意义与潜在的应用价值,因此有必要对壳体缝隙结构的天线特性展开研究。本文主要工作与结论如下:（1）根据实际设备尺寸,利用CST软件建立了典型壳体缝隙天线模型,并对S11参数、壳体缝隙处的电流分布、壳体缝隙及设备内部的场强分布进行了研究,仿真结果显示天线S11参数性能良好。（2）建立了简化壳体缝隙天线模型。针对壳体缝隙参数,基于简化模型探究了壳体缝隙宽度和长度对S11参数性能的影响规律,结果如下:（1）壳体缝隙长度不变时,增加壳体缝隙宽度,则S11参数性能变差;（2）壳体缝隙宽度不变时,增加壳体缝隙长度,则天线谐振频率变小。（3）针对馈电位置参数,基于简化模型探究了横向和纵向馈电位置对S11参数性能的影响规律,结果如下:横向和纵向馈电位置参数均可起到调节阻抗匹配、改善S11参数性能的作用;给出了壳体缝隙宽度分别为1mm、3mm和5mm时由馈电位置参数组成的可用馈电位置分布图,所得结果再次印证了馈电位置参数的影响规律,同时为实际应用时馈电位置的选择提供了参考。（4）搭建了壳体缝隙天线实验模型,给出了S11参数实验结果;分别从壳体缝隙宽度、壳体缝隙长度、横向和纵向馈电位置四个角度验证了壳体缝隙及馈电位置参数对壳体缝隙天线S11参数性能的影响规律;搭建了局部放电测量系统,并对局部放电信号进行了测量与分析。实验结果表明:壳体缝隙天线S11参数性能良好,可以很好地接收设备内部的局部放电信号。
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