部分電纜放電檢測是診斷XLPE電纜早期故障的有效方法。電纜部分放電時，其在超高頻帶中具有豐富的頻率分量，寬帶扁平螺旋天線是用于檢測超高頻的局部放電信號的非常有效的傳感器。用Ansoft HFSS高頻電磁仿真軟件對螺旋對數(shù)天線和阿基米德螺旋天線進行仿真分析，仿真結果表明兩種天線均具有較高的靈敏度和優(yōu)越性。效工作400 MHz 1GHZ。能，能夠滿足各種性能指標的要求。于其體積小，增益大，結構簡單，易于安裝，阿基米德螺旋天線用于檢測XLPE電纜局部放電過程中的超高頻信號。于Ansoft HFSS天線的PD電纜Augenna扁平天線簡介XLPE電纜線在城市電網(wǎng)中發(fā)揮著極其重要的作用。X LPE電纜的正常運行對于整個電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關重要：如果發(fā)生故障，將導致其能力范圍內(nèi)的大量停電，這將增加經(jīng)濟和社會影響[1] ]。部放電是電纜絕緣早期失效的主要形式，是絕緣退化的主要原因之一，也是其表征的主要特征。纜局部放電的檢測是定量分析絕緣退化程度的有效方法之一[2]。
　　分電纜放電檢測是診斷XLPE電纜早期故障的有效方法。部放電檢測方法主要包括聲學測量方法和溫度測量方法等非電測量方法，差分方法，電磁耦合方法等電測量方法，電容耦合方法，定向耦合傳感器和超高頻方法。高頻法是近年來發(fā)展起來的一項新技術，其原理是利用安裝的天線傳感器接收由有線電視臺激發(fā)和傳播的超高頻電磁波來檢測局部放電信號。
　　主要優(yōu)點是：高抗低頻干擾能力，定位PD源的能力，取決于被測信號的頻譜，區(qū)分不同類型的缺陷和長期現(xiàn)場監(jiān)測的可能性，靈敏度適應技術限制[3]。UHF方法中使用的傳感器大致分為兩種類型：集成型和外部型。置傳感器可以實現(xiàn)更高的靈敏度，但對制造和安裝有更高的要求，最常見的是電容耦合傳感器。部傳感器的靈敏度低于內(nèi)置式傳感器的靈敏度，但安裝靈活，不影響設備的運行，并提供高安全性。常用的天線傳感器是[4，5]。

　　電纜部分放電時，其在超高頻帶中具有豐富的頻率分量，寬帶扁平螺旋天線是用于檢測超高頻的局部放電信號的非常有效的傳感器。此，通過比較阿基米德螺旋天線和對數(shù)螺旋天線的兩個平面螺旋天線，制造出工作頻率范圍為400 MHz至1 GHz的阿基米德螺旋天線。用Ansoft HFSS高頻電磁仿真軟件。對數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進行了仿真分析，仿真結果表明，兩種天線在400MHZ Z 1GHZ的有效工作頻段內(nèi)具有高靈敏度和優(yōu)越性能，不同的業(yè)績指標。用平面線圈天線設計性能要求為了使天線能夠準確地收集XLPE電纜局部放電所激發(fā)的電磁波信號，必須滿足以下條件：可以更好地接收信號，并且可以抑制場干擾信號;帶寬和中心頻率必須合適，結構簡單，尺寸小，易于使用和安裝，固定波電壓比小于2，它提供更高的增益和靈敏度，很容易實現(xiàn)阻抗適應[6]。線設計具有等距螺旋天線的等距天線是頻率獨立天線，其形狀由具有相同參數(shù)的普通等角螺旋組成。線具有由平衡饋線供電的兩個臂，螺旋的等角臂形成在同一平面上。線表面的非導電中間部分的形狀和尺寸與螺旋等長臂的形狀和尺寸相同。正常情況下，天線應具有1.5~3，具體取決于所需的帶寬[7]。

　　旋的極坐標是：螺旋的直徑，極坐標中的旋轉角度，力矩的起始半徑，螺旋率，其決定螺旋開口的速度。線的最小工作頻率和最高工作頻率可以如下計算：螺旋臂起始點與原點之間的距離，從臂末端到臂的距離原點螺旋，波長對應上工作頻率，波長對應低工作頻率。Ansoft HFSS軟件制作的天線的輻射表面如圖1所示。數(shù)螺旋天線的各自尺寸如下：匝數(shù)= 1.5。基米德螺旋天線平面的方程是：極坐標原點曲線上任意點的距離是方位角，即起始角，這是螺旋線起點和原點之間的距離，這是一個稱為螺旋增長率的常數(shù)。算天線參數(shù)的方法是：天線的外徑，即天線的內(nèi)徑，礦用電纜其對應于與較高工作頻率相對應的波長。對應于較低工作頻率的波長處。旋的曲率半徑越小，曲率半徑越小。相同的外徑條件下，螺旋的總長度越大，端部效應越小，并且膠帶保持性能越好。是太小，轉彎太多，傳輸損耗會增加，通常每臂約20轉。旋寬度較大，輸入阻抗較低。互補結構的理論輸入阻抗，結構的實際輸入阻抗是左右。果螺旋的寬度大于間隙的寬度，則輸入阻抗可以減小[8]。用Ansoft HFSS軟件制作的天線輻射面如圖2所示?；椎侣菪炀€的各個尺寸為：，，匝數(shù)= 22.8。倫設計平面中的螺旋天線是平衡對稱結構，其進給模式是均衡飲食。線傳輸線使用同軸電纜。是，雖然同軸線屬于超寬帶充電器并具有良好的寬帶特性，但其電源模式是不平衡電源，因此有必要增加均衡飲食和不平衡飲食之間的轉換。設備是巴倫。倫一般分為五種類型：同軸線巴倫，雙面微帶線巴倫，共面線微帶，三線巴倫和商用巴倫。本文中，兩線指數(shù)梯度并行微帶巴倫用于滿足寬帶平面螺旋天線的寬帶和平衡功率要求。行雙線分別表示微帶線和相應的底板。微帶線的底板和微帶線本身呈指數(shù)級并轉換為相同的寬度時，來自其末端的不平衡饋電然后產(chǎn)生平衡的雙線并聯(lián)饋電結構，并在該變換期間進行阻抗變換。種指數(shù)梯度線結構平衡 - 不平衡變壓器因此可以獲得阻抗匹配和非平衡變換。衡[9]。衡 - 不平衡轉換器分為兩側，兩側均為微帶梯度線。頭的寬度不同，連接同軸電纜，端子的寬度逐漸均衡，天線的臂連接。線平行梯度線平衡 - 不平衡變換器結構在圖3中示出。

　　于螺旋天線阿基米德平面的輸入阻抗相同，所以它從輸入端子傳遞到圖3的端子。作頻段的輸出。平衡端的線寬可以作為微帶線寬度的函數(shù)來計算[10]。據(jù)唯一性定理和鏡像原理，特征阻抗大約是與微帶線端口相同寬度的阻抗的兩倍。據(jù)上面的計算方法，獲得了平衡 - 不平衡變換器的參數(shù)，[11]。
　　真結果根據(jù)XLPE電纜的局部放電特性，Ansoft HFSS高頻電磁仿真軟件對螺旋對數(shù)天線和阿基米德螺旋天線進行了仿真分析。細分析如下進行。線的介電基板選自環(huán)氧樹脂板，其介電常數(shù)和介電基板的厚度。VSWR駐波比的駐波比率通常用于表征天線與出發(fā)之間的充足性。

　　算公式為：式中：是反射損耗的反射系數(shù)。與傳輸特性阻抗的關系是：其中：天線的輸入阻抗;傳輸?shù)奶卣髯杩埂６菪炀€電壓波如圖2所示。4中示出了阿基米德螺旋天線電壓駐波。5.增益天線增益是一個綜合測量天線能量和方向特性的參數(shù)：通常，天線在最大輻射方向上的增益被認為是增益。天線的方向和天線在最大輻射方向上的方向系數(shù)作為天線的方向性系數(shù)。線在特定方向上的增益G是天線在該方向上的輻射強度與天線的輻射強度之間的比率，該天線以相同的輸入功率均勻地朝向空間輻射。：其中U是天線在某個方向上的輻射強度; 12。基米德螺旋天線的三維增益圖如圖6所示。數(shù)螺旋天線的三維增益圖如圖7所示。據(jù)仿真結果，天線阿基米德螺旋的尺寸較小。益最大，結構簡單，易于安裝和使用。此，設計采用阿基米德螺旋結構實現(xiàn)天線并進行現(xiàn)場測試，天線仿真方案8和物理方案9如下：結論根據(jù)天線的局部放電特性交聯(lián)聚乙烯電纜，Ansoft HFSS高頻電磁仿真軟件對數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進行了仿真分析，仿真結果表明兩種天線均具有較高的靈敏度和優(yōu)越的性能。

　　效工作頻率范圍從400 MHz到1 GHz，可以響應不同的性能指標。求并設計了適用于XLPE電纜上PD檢測的UHF天線，天線的中心頻率為700 MHz，天線在Z軸正方向上具有最大增益值。線平行梯度線巴倫通過同軸電纜供電50.該天線具有超寬帶特性。過模擬和測量，在400MHZ 1GHZ的全有效頻段內(nèi)駐波比小于2，增益更高。且靈敏度高，可以更好地接收信號，并能在現(xiàn)場抑制干擾信號，輕松實現(xiàn)阻抗匹配，測試符合要求?；椎侣菪炀€具有以下優(yōu)點：體積小，增益大，結構簡單，用于檢測XLPE電纜的超高頻局部放電信號。天線具有無接觸檢測部分電纜放電的功能。具有高靈敏度和良好的方向性，可以滿足各種性能指標的要求，但也可以隔離工頻信號，避免空間環(huán)和周期脈沖信號的干擾。
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