變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，包括：環(huán)線微帶天線面板1、屏蔽盒2、BNC接頭3；環(huán)線微帶天線面板1設(shè)置在屏蔽盒2中；BNC接頭3連接環(huán)線微帶天線面板1；環(huán)線微帶天線面板1包括：環(huán)形微帶金屬貼片101、圓形介質(zhì)基板102；環(huán)形微帶金屬貼片101附著在圓形介質(zhì)基板102的一側(cè)；環(huán)形微帶金屬貼片101上開設(shè)有沿其徑向方向延伸的槽。本發(fā)明基于環(huán)線天線理論，設(shè)計了一款應(yīng)用于變電站局放檢測的傳感器，該傳感器頻帶覆蓋了局放信號能量的主要分布頻率范圍，具有檢測靈敏度高、頻段響應(yīng)合理、尺寸小、便于攜帶和安裝等特點，可以滿足變電站局部放電檢測和定位的要求。
【專利說明】變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及局放檢測領(lǐng)域，具體地，涉及變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]特高頻(ultra high frequency, UHF)法以其靈敏度高、覆蓋范圍廣、能夠識別并定位放電源等優(yōu)點，成為近二十年來國內(nèi)外局放檢測領(lǐng)域研究的重點和熱點。目前常用的變電站局部放電檢測傳感器的頻帶范圍為300MHz?1.5GHz的超寬帶天線。該頻段不光包含了手機信號頻段等干擾信號，且寬頻天線的尺寸一般較大，不便于攜帶和安裝。如何減少局放測量中的干擾信號，減小傳感器的尺寸是局放傳感器研究的一個熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器。
[0004]根據(jù)本發(fā)明提供的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，包括:環(huán)線微帶天線面板1、屏蔽盒2、BNC接頭3 ；
[0005]環(huán)線微帶天線面板I設(shè)置在屏蔽盒2中；
[0006]BNC接頭3連接環(huán)線微帶天線面板I。
[0007]優(yōu)選地,環(huán)線微帶天線面板I包括:環(huán)形微帶金屬貼片101、圓形介質(zhì)基板102 ；
[0008]環(huán)形微帶金屬貼片101附著在圓形介質(zhì)基板102的一側(cè)；
[0009]環(huán)形微帶金屬貼片101上開設(shè)有沿其徑向方向延伸的槽；
[0010]環(huán)形微帶金屬貼片101的兩端由圓形介質(zhì)基板102上的金屬通孔引至圓形介質(zhì)基板102的另一側(cè)形成饋電點103 ；
[0011]饋電點103通過饋線連接至BNC接頭3。
[0012]優(yōu)選地，環(huán)形微帶金屬貼片101的尺寸規(guī)格為:
[0013]r=5cm,
[0014]a=4cm，
[0015]b=lcm，
[0016]其中，r為環(huán)形微帶金屬貼片101所構(gòu)成天線的半徑，a為槽的深度，b為槽的寬度。
[0017]優(yōu)選地，BNC接頭3為50歐姆BNC型接頭。
[0018]優(yōu)選地，圓形介質(zhì)基板102采用FR4材料，其相對介電常數(shù)為4.3。
[0019]優(yōu)選地，圓形介質(zhì)基板102的厚度為0.1cm。
[0020]優(yōu)選地，還包括:傳感器防水罩，其中，環(huán)線微帶天線面板1、屏蔽盒2、BNC接頭3均位于傳感器防水罩內(nèi)。
[0021 ] 優(yōu)選地，傳感器防水罩采用高硅氧玻璃纖維材料制成。[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0023]本發(fā)明基于環(huán)線天線理論，設(shè)計了一款應(yīng)用于變電站局放檢測的傳感器，該傳感器頻帶覆蓋了局放信號能量的主要分布頻率范圍，具有檢測靈敏度高、頻段響應(yīng)合理、尺寸小、便于攜帶和安裝等特點，可以滿足變電站局部放電檢測和定位的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1為本發(fā)明提供的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明提供的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器中環(huán)線微帶天線面板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為反射系數(shù)曲線；
[0028]圖4、圖5為仿真計算的傳感器在500MHz的E面(Χ0Ζ平面)和H面(Χ0Υ平面)的方向圖(請見虛線)；
[0029]圖6為靈敏度曲線。
[0030]圖中:
[0031]I為環(huán)線微帶天線面板；
[0032]101為環(huán)形微帶金屬貼片；
[0033]102為圓形介質(zhì)基板；
[0034]103為饋電點；
[0035]2為屏蔽盒；
[0036]3 為 BNC 接頭。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0038]常用的變電站局部放電特高頻傳感器為頻段范圍在300MHz?1.5GHz的超寬帶天線，該頻段內(nèi)包含諸手機等通信信號的干擾，不同類型局放的特高頻信號能量的頻率分布是不同的，根據(jù)不同頻段內(nèi)的能量分布可以實現(xiàn)放電類型的識別。據(jù)此，為提高檢測靈敏度，提高檢測信號信噪比，本發(fā)明根據(jù)環(huán)形天線原理設(shè)計了變電站局部放電檢測與定位用多頻段特高頻窄帶傳感器。傳感器諧振頻段設(shè)定在480MHz-530MHz，800MHz-850MHz和100MHz-1200MHz三個范圍；通過參數(shù)測試研究了所設(shè)計傳感器的性能；使用傳感器對電暈放電、沿面放電、自由金屬微粒放電等典型局部放電模型產(chǎn)生的放電信號進行了測量，分析了測量信號的功率譜。參數(shù)測試及試驗應(yīng)用結(jié)果，該傳感器頻段響應(yīng)合理，靈敏度高，滿足變電站局部放電檢測和定位的要求。
[0039]具體地，變電站內(nèi)電氣設(shè)備局部放電信號的能量一般集中在400MHz-500MHz, 600MHz-750MHz和1100MHz_1200MHz三個范圍，本發(fā)明基于環(huán)線天線理論，
設(shè)計了一款應(yīng)用于變電站局放檢測的傳感器，該傳感器頻帶覆蓋了局放信號能量的主要分布頻率范圍，靈敏度高，尺寸小，便于攜帶和安裝。
[0040]1、變電站局放檢測用特高頻傳感器的性能要求
[0041]對變電站局放特高頻信號進行檢測的關(guān)鍵是接收傳感器的性能，由于局放信號頻率成分高達數(shù)GHz，且信號在傳播過程中存在衰減，因此要求檢測傳感器有足夠的帶寬范圍和很高的靈敏度，同時由于放電源方位是未知的，需要傳感器具有全向檢測性能，因此，為了實現(xiàn)變電站放電源的檢測和定位，采用的特高頻傳感器設(shè)計時需要考慮如下幾個方面的要求:
[0042]1.1、反射系數(shù)
[0043]反射系數(shù)S11是衡量天線與饋線匹配情況的指標，其定義為:
【權(quán)利要求】
1.一種變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，包括:環(huán)線微帶天線面板(I)、屏蔽盒(2)、BNC接頭(3)； 環(huán)線微帶天線面板(I)設(shè)置在屏蔽盒(2)中； BNC接頭(3 )連接環(huán)線微帶天線面板(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，環(huán)線微帶天線面板(I)包括:環(huán)形微帶金屬貼片(101)、圓形介質(zhì)基板(102)； 環(huán)形微帶金屬貼片(101)附著在圓形介質(zhì)基板(102)的一側(cè)； 環(huán)形微帶金屬貼片(101)上開設(shè)有沿其徑向方向延伸的槽； 環(huán)形微帶金屬貼片(101)的兩端由圓形介質(zhì)基板(102)上的金屬通孔引至圓形介質(zhì)基板(102)的另一側(cè)形成饋電點(103)； 饋電點(103)通過饋線連接至BNC接頭(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，環(huán)形微帶金屬貼片(101)的尺寸規(guī)格為:
r=5cm,
a=4cm,
b=lcm, 其中，r為環(huán)形微帶金屬貼片(101)所構(gòu)成天線的半徑，a為槽的深度，b為槽的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，BNC接頭(3)為50歐姆BNC型接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，圓形介質(zhì)基板(102)采用FR4材料，其相對介電常數(shù)為4.3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，圓形介質(zhì)基板(102)的厚度為0.1cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，還包括:傳感器防水罩，其中，環(huán)線微帶天線面板(I)、屏蔽盒(2)、BNC接頭(3)均位于傳感器防水罩內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所 述的變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器，其特征在于，傳感器防水罩采用高硅氧玻璃纖維材料制成。
【文檔編號】G01R31/12GK103777121SQ201410029625
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】胡岳, 葉海峰, 湯林, 曹靈鈺, 江秀臣 申請人:上海交通大學(xué)