GIS局部放电检测的有源外置UHF传感器设计.pdf

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1、2015年第34卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)113DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)03--0113--03GIS局部放电检测的有源外置UHF传感器设计申晨，汪讽，何荣涛。(1．湖南大学电气与信息工程学院。湖南长沙410082；2．许继(厦门J智能电力设备股份有限公司。福建厦门361000)摘要：针对传统无源外置局部放电超高频(UHF)传感器频带窄、增益低、容易引入噪声的问题，研究并设计了基于有源集成天线

2、(AIA)技术的有源外置传感器。传感器通过宽频带天线接收局部放电产生的电磁波信号，在天线介质板上直接由有源对数检波器放大信号进行包络检波，省去了传统设计中的平衡不平衡转换与射频传输线，降低天线前端的匹配损耗，改善传感器的频带、噪声和增益。测试结果表明：传感器中心频率为900MHz，驻波比小于2的频带为730MHz—1．05GHz，传感器输出信号峰值为5V，频率为2—10MHz。该传感器抗干扰能力强，增益高，适合GIS局部放电的检测。关键词：气体绝缘开关装置；局部放电；超高频检测；有源集成天线；外置传感

3、器中图分类号：TM835．4文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)03-0113-03DesignofactiveoutersensorforGISpartialdischargedetectionSHENChen，WANGFeng，HERong．tao(1．CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2．Xuji(Xiamen)IntelligentSwitchge

4、arManufacturingCoLtd，Xiamen361000，China)Abstract：AimingatproblemthattraditionalpassiveouterUHFpa~ialdischargesensorhasnalTowband，lowgainandeasytointroducenoise，soanactiveoutersensorisdesignedbasedonactiveintegratedantenna(AIA)technology．Sensorreceivesel

5、ectromagneticwavesignalsbywidebandantenna，amplifysignaldirectlybyactivelogarithmicdetectoronadielectricplate．OmittingthebalunandRFtransmissionlineintraditionaldesign，andlossofantennaisreduced，band，signaltonoiseratioandgainareimproved．Testresultsshowstha

6、tthesensorhas900MHzcenter~equency，thebandis760MHz一1．05GHzwhenVSWRislessthan2，peakvalueofsensoroutputsignalis5Vwithfrequencyof2～10MHz．Thesensorhasstrongantijammingcapabilityandhighgain，whichissuitableforGISpartialdischargedetection．Keywords：GIS；partialdi

7、scharge；UHFdetection；activeintegratedantenna；outersensor0引言收到的信号弱，噪声大；3)传感器体积大，不利于安装。气体绝缘开关装置⋯(gasinsulatedswitchgear，GIS)结近年来，随着微波集成电路和空间功率合成技术的日构复杂、制造质量要求高，虽然其较少发生故障，但是故障益成熟，有源集成天线因其频带宽、增益大、噪声小的特点一旦发生，检修工作繁杂，检修时间长，停电影响范围引起了广泛的关注。大．3J。研究表明，局部放电是引起高压GIS

8、绝缘事故的本文针对GIS局部放电监测，对有源集成天线技术进主要诱因MJ，因此，局部放电在线监测是GIS状态监测的行了研究，设计了外置有源传感器。本文设计主要具有以重要内容，对GIS的安全稳定运行具有重要意义’。下4个优点：1)有利于减小传感器尺寸，便于现场安装；2)现有的GIS局部放电传感器有以下几个缺点：1)内置通过有源放大，达到高增益、宽频带的要求；3)降低传感器传感器虽然噪声较低，但是因为改变了GIS的结构而对运系统整体噪声，其灵敏度高；4)改善平