架空线电晕放电的高频测量天线电磁仿真设计

发布时间：2020-06-06 15:49

【摘要】：架空线电晕放电时有发生,一般在架空线上的不同导线之间存在高压,当电荷高压电场的作用下克服空气电阻,导致小电流放电时引起空气发亮便会发生电晕放电现象。电晕放电会造成功率损失、无线电干扰、环境污染等诸多问题。目前为了减小电晕放电现象,一般采用均压环、分裂导线等方法。但这些方法只能减小电晕放电现象,并不能完全避免电晕放电。为了保障电网的安全运行,有必要对架空线电晕放电进行监测。目前电晕放电检测方法中较为广泛使用的有红外热成像法和紫外成像仪法,但都存在缺陷。为了能够改进当前的监测方法,本文基于电晕放电产生脉冲电磁场的原理,探索一种用天线检测放电电磁场的方法,实现架空线电晕放电的远距离检测,具有一定的应用价值。本文的主要工作有:(1)基于希尔伯特黄进行电晕信号的时频特性分析,并确定200-300MHz的频率段做为测量频段;(2)选择螺旋天线和对数周期天线进行结构设计,两种天线均要求圆极化。因此,本文首先对两种天线进行结构参数的理论设计,其中为了实现对数周期天线的圆极化,采用两对对数周期天线正交的方式。最终设计出的圆极化对数周期天线总长度约1.1m,阵子最长为60cm,螺旋天线总长约3m,直径36cm;(3)为了验证两种天线结构的性能,本文采用HFSS软件分别对两种天线的结构进行仿真,分析调整天线模型,对天线辐射方向图,输入回波损耗等进行定量分析,最终得到性能最佳的天线模型;(4)通过比较两种天线模型的仿真结果,验证了这两种模型均能在特定频率200MHz~300MHz段检测信号;(5)出于便携性考虑,本文制作了圆极化对数周期天线进行电晕放电的检测实验。通过在室内完成实验,本文对耐压10kV的复合绝缘子施加电压到26kV时,能检测到明显的脉冲式电晕放电信号。当电压增加到38kV时,检测到的电晕放电信号幅值增加。对电晕放电时域波形做HHT变换得到其频谱,发现电晕放电信号的频率分布在以250MHz为中心的175MHz~300MHz频段范围内。通过实验证实了本文所设计天线的监测效果。本文设计的圆极化对数周期天线能有效的检测架空线电晕放电现象,对于保障电网安全运行,对电晕放电进行远距离检测,具有一定的应用价值。
【图文】：

研究思路结论

电晕脉冲电流的时域特性
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM75

【参考文献】

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本文编号：2699909