超小型内置柔性宽频带UHF单极子天线传感技术

作     者：张国治 陈康 田晗绿 鲁昌悦 李晓涵 张晓星 ZHANG Guozhi;CHEN Kang;TIAN Hanlu;LU Changyue;LI Xiaohan;ZHANG Xiaoxing

作者机构：湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2023年第49卷第4期

页      面：1475-1485页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52107144) 湖北省教育厅科技项目(Q20211401)~~ 

主　　题：电气设备 局部放电 特高频 柔性单极子天线 小型化 

摘      要：特高频(ultra high frequency,UHF)法是电力设备局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷常用的检测方法，在内置安装空间受限的情况下保证UHF天线具有良好的PD高频电磁波信号感知性能至关重要，基于聚亚酰胺(polyimide,PI)柔性基底设计了一种小型化UHF单极子天线，尺寸仅为58 mm×36.8 mm×0.3 mm，相较于传统单极子天线结构缩小了50.4%，并且通过对辐射区镂空和弯折处理改善了天线的低频性能。仿真和实测表明，设计的柔性天线在绝缘油和SF6绝缘气体中的有效带宽分别达到360 MHz～2.35 GHz与440 MHz～1.78 GHz，可全向接收PDUHF信号且弯曲形变后天线能保持良好的辐射性能。最后，搭建220kV真型气体绝缘组合电器和变压器PD模拟实验平台，对柔性天线在不同绝缘缺陷下的PD检测性能进行实测。结果表明，柔性天线内置后能有效检测到低放电量下的PD UHF信号，具有较高的灵敏度，可满足电力设备PD检测需求。