PDF《电力电缆局部放电的高频与特高频联合检测》

40 匝, 积分电阻为

120 Ω;

磁心材料选用 Mn - Zn800 铁氧体磁心, 其起始磁导 率为

600 ~

1 000, 适用频率

1 MHz, 截止频率

6 MHz. 通过试验研究可得出局部放电高频传感器的灵敏度 为2.

7 mV/mA, 其频响特性如图

3 所示. 由图

3 可看出传感器在

20 kHz ~

5 MHz 频带内 有良好的频率响应特性, 带宽内增益为 8.

5 dB.

0 4 电机与控制学报第17 卷15

10 5

0 -5 -10 1%10%100%%%%%%%%1000%%%%%10000%%%%%100000 频率 /kHz 增益 /dB 图3电流传感器的幅频特性 Fig.

2 Magnitude- frequency characteristic of current sensor

3 UHF 传感器 XLPE 电缆局部放电产生的放电脉冲具有很短 的上升时间, 可激发出频率达 GHz 数量级的电磁 波, 虽然电缆本体有良好的屏蔽层, 但是特高频电磁 波可以从电缆终端或中间接头的屏蔽断开处辐射出 来.本文研制了自补型阿基米德螺旋天线传感器, 用来接收局部放电辐射到空间的电磁波, 天线原理 图和实物图如图

4 所示.

90 270

0 180 Q B A P P2 ( a)原理图 ( b)实物图 图4天线原理图和实物图 Fig.

4 Schematic and Photo of the antenna 从实用角度出发, 特高频天线不仅要有一定的 响应带宽, 同时要求其具有较小的驻波比和较高的 灵敏度.考虑到现场干扰信号频带特点并结合上述 要求, 本文设计的天线工作频带最终选取在

500 ~

1500 MHz 范围内, 以避开绝大部分低频干扰.根据 文献[ 10] 中的设计原则, 计算得到的天线参数为: 外径 D =

180 mm, 内径 r0 =

5 mm, 螺旋线圈数

10 圈, 螺旋 增长率a=0. 3,带线宽度等于缝隙宽度W = S = 3.

24 mm. 阿基米德螺旋天线的特性阻抗理论值为188.

5 Ω, 为了防止传输过程中能量的反射和波形的畸变, 需 要对天线和

50 Ω 馈线进行阻抗匹配和平衡转换, 本 为采用微带线 Balun 实现阻抗匹配和平衡转换, 如图5所示. Z0

1 Z1 x ( a)阻抗匹配器示意 y x w h 导体

1 导体

2 ( b)微带线结构图 图5特高频天线的阻抗匹配 Fig.

5 Impedance matching of UHF antenna 微带线采用指数渐变形, 蚀刻于 FR -4 环氧玻璃 布基板上, 基板介电常数 εr =4. 6, 板厚 h =1.

5 mm.用AV3620 型网络分析仪对特高频天线传感器进行测 试, 结果如图

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