古幣式天線試驗(yàn)

1、3.5開關(guān)柜內(nèi)天線最優(yōu)檢測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)研究由表2.4數(shù)據(jù)可以得，在同一個(gè)平面上的各檢測(cè)點(diǎn)其場(chǎng)強(qiáng)幅值相差很小，檢 測(cè)效果相近。因此，重復(fù)驗(yàn)證每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在不同放電源下的檢測(cè)效果意義不大。 基于此，本節(jié)綜合考慮表2.4中各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)總體檢測(cè)效果和檢測(cè)波動(dòng)性，在每一 個(gè)面上選取一個(gè)檢測(cè)效果最好的檢測(cè)點(diǎn)作為試驗(yàn)驗(yàn)證點(diǎn)，即C、F、I、K四個(gè)點(diǎn) (表2.4中灰色區(qū)域的檢測(cè)點(diǎn))。試驗(yàn)接線圖如圖3.17所示，放電缺陷模型分別采用與仿真對(duì)應(yīng)的四種放電模 型，超高頻天線傳感器頻帶為前文設(shè)計(jì)的微帶天線傳感器，數(shù)字示波器同3.5小 節(jié)。本試驗(yàn)每次設(shè)置一個(gè)放電源，一個(gè)檢測(cè)傳感器。為保證相同放電源下每次試 驗(yàn)的放電情況相同，在相

2、同放電源下，除了保證施加電壓值相同外，還通過觀察 羅氏線圈傳感器的波形幅值，保持每次放電的放電量相同。首先加壓達(dá)到設(shè)定電 壓值，5分鐘以后開始采集數(shù)據(jù)，考慮到放電的不穩(wěn)定性，每隔5分鐘采集一次 數(shù)據(jù)，每次采集100組數(shù)據(jù)，一共采集3次，最后得出一共300組樣本數(shù)據(jù)的波 形幅值的平均值作為最終結(jié)果。然后將波形幅值平均值按2.6節(jié)進(jìn)行歸一化處理， 將處理后的結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。電流互感器內(nèi)部氣隙放電(O1)的試驗(yàn)驗(yàn)證將固體內(nèi)氣隙放電模型放置在B相電流互感器附近，將超高頻天線分別放置 于仿真模型中C、F、I、K檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，保證每次的加壓值和羅氏線圈電 流傳感器的波形幅值相同，進(jìn)行局部放電試

3、驗(yàn)，四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的超高頻天線波形時(shí) 域圖如圖3.18所示，波形幅值及其歸一化結(jié)果如表3.2所示，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié) 果對(duì)比如圖3.19所示。圖3.17驗(yàn)證試驗(yàn)接線圖0246時(shí)間(ps)(a)C 點(diǎn)(a)Point Clom .00 0 2 0 2 4 2 1 12 對(duì)m值幃-心 o o o 4 2 0 2 4 144 沏m值峰-Fig.3.17 Verification test circuit0246時(shí)間(：s)(b)F 點(diǎn)(b) Point F(c)Point I(d) Point K圖3.18放電點(diǎn)O1的各檢測(cè)點(diǎn)局部放電時(shí)域波形圖Fig.3.18 PD time-domain wavefor

4、ms of each detecting point under discharge point q 表3.2放電點(diǎn)O1的各檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)幅值Tab.3.2 Amplitude values of signals in each detecting point under discharge point O1檢測(cè)點(diǎn)CFIK信號(hào)幅值/mV80.139.6170.196.9信號(hào)幅值(歸一化值)0.4710.23310.57圖3.19放電點(diǎn)O1的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比Fig.3.19 Comparison charts of test results and emulational ones under d

5、ischarge point q從以上結(jié)果可得，當(dāng)放電源為電流互感器內(nèi)部氣隙放電時(shí)，各檢測(cè)點(diǎn)波形幅 值的試驗(yàn)值的相對(duì)大小略高于仿真值，4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)之間的波形幅值的差異沒有仿 真時(shí)明顯，但總體變化趨勢(shì)和仿真結(jié)果一致。斷路器支撐絕緣子沿面放電(O2)的試驗(yàn)驗(yàn)證將沿面放電模型放置在A相斷路器支撐絕緣子附近，將超高頻天線分別放置 于仿真模型中C、F、I、K檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，保證每次的加壓值和羅氏線圈電 流傳感器的波形幅值相同，進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的超高頻天線波形時(shí) 域圖如圖3.20所示，波形幅值及其歸一化結(jié)果如表3.3所示，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié) 果對(duì)比如圖3.21所示。圖3.20放電點(diǎn)O2的各檢測(cè)點(diǎn)

6、局部放電時(shí)域波形圖Fig.3.20 PD time-domain waveforms of each detecting point under discharge point 02 表3.3放電點(diǎn)O2的各檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)幅值Tab.3.3 Amplitude values of signals in each detecting point under discharge point O檢測(cè)點(diǎn)CFIK信號(hào)幅值/mV35.58.526信號(hào)幅值(歸一化0.530.1270.359值)671(a)Point C(b) Point F60 40V 20 m 0 幅-20 -40 -6002460246時(shí)間

7、(ps)(c)I 點(diǎn)(c)Point I時(shí)間(ps)(d)K 點(diǎn)(d) Point K圖3.21放電點(diǎn)O2的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比Fig.3.21 Comparison charts of test results and emulational ones under discharge point q從以上結(jié)果可得，當(dāng)放電源為斷路器支撐絕緣子沿面放電時(shí)，C、I兩檢測(cè)點(diǎn) 波形幅值的試驗(yàn)值的相對(duì)大小略小于仿真值，其余兩檢測(cè)點(diǎn)的試驗(yàn)波形幅值與仿 真值吻合度較高，但總體變化趨勢(shì)和仿真結(jié)果一致。斷路器自由金屬微粒放電(O3)的試驗(yàn)驗(yàn)證將自由金屬微粒放電模型放置在C相斷路器支撐絕緣子附近，將超高頻天線 分別

8、放置于仿真模型中C、F、I、K檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，保證每次的加壓值和羅氏線圈電流傳感器的波形幅值相同，進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的超高頻天 線波形時(shí)域圖如圖3.22所示，波形幅值及其歸一化結(jié)果如表3.4所示，試驗(yàn)結(jié)果 與仿真結(jié)果對(duì)比圖如3.23所示。0 0 0 0006 4 2-22-6o o oo 00 64(2q-2-4-6 對(duì)m值置：表3.4放電點(diǎn)O3的各檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)幅值Tab.3.4Amplitude values of signals in each detecting point under discharge point q檢測(cè)點(diǎn)CFIK信號(hào)幅值/mV35.98.752.958.3

9、信號(hào)幅值（歸一化值）0.750.150.981246時(shí)間(Ms)(a)C 點(diǎn)(a)Point C246時(shí)間(Ms)(a)I 點(diǎn)(a)Point I0 0000 6 4 2 1-2-46 vmtt(m0000006 4 2-226*值幅：0246時(shí)間(Ms) (b)F 點(diǎn)(b) Point F0246時(shí)間(Ms) (b)K 點(diǎn)(b) Point K圖3.22放電點(diǎn)O3的各檢測(cè)點(diǎn)局部放電時(shí)域波形圖Fig.3.22 PD time-domain waveforms of each detecting point under discharge point O3圖3.23放電點(diǎn)O3的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比

10、Fig.3.20 Comparison charts of test results and emulational ones under discharge point q從以上結(jié)果可得，當(dāng)放電源為斷路器附近的自由金屬微粒放電時(shí)，各檢測(cè)點(diǎn) 的波形幅值的相對(duì)大小情況比仿真值有一定偏差，這是由于自由金屬微粒放電是 一種極不穩(wěn)定的放電，金屬微粒會(huì)在電場(chǎng)作用下發(fā)生位移，局部放電量隨時(shí)發(fā)生 劇烈變化，無法保證每次試驗(yàn)的放電量相等。雖然在該放電源下試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)于仿真時(shí)有一定偏差，但各檢測(cè)點(diǎn)波形幅值的變化趨勢(shì)和仿真結(jié)果還是比較一致。后柜上部套管沿面放電(O4)的試驗(yàn)驗(yàn)證將沿面放電模型放置在后柜上部C相穿屏

11、套管附近，將超高頻天線分別放置 于仿真模型中c、F、I、K檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，保證每次的加壓值和羅氏線圈電 流傳感器的波形幅值相同，進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的超高頻天線波形時(shí) 域圖如圖3.24所示，波形幅值及其歸一化結(jié)果如表3.5所示，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié) 果對(duì)比圖如3.25所示。(c)Point I(d) Point K圖3.24放電點(diǎn)O4的各檢測(cè)點(diǎn)局部放電時(shí)域波形圖Fig.3.24 PD time- domain waveforms of each detecting point under discharge point O4表3.5放電點(diǎn)O4的各檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)幅值Tab.3.5 Amplit

12、ude values of signals in each detecting point under discharge point O檢測(cè)點(diǎn)CFIK信號(hào)幅值/mV52.59.44信號(hào)幅值(歸一化、0.9460.17值)3555.50.631圖3.25放電點(diǎn)O4的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比Fig.3.25 Comparison charts of test results and emulational ones under discharge point O4從以上結(jié)果可得，當(dāng)放電源為后柜穿屏套管表面的沿面放電時(shí)，各檢測(cè)點(diǎn)的 波形幅值的相對(duì)大小情況比仿真值偏小，但是位于前柜門的I點(diǎn)，其檢測(cè)波形的

13、歸一化值相對(duì)于仿真時(shí)偏小了 35.7%，這是由于I點(diǎn)位于前柜門，距離該放電源 最遠(yuǎn)，而且I點(diǎn)和后柜的套管之間存在著各種復(fù)雜的組件。在仿真建模時(shí)，某些 比較小的組件沒有進(jìn)行建模，這些尺寸較小的單個(gè)組件雖然對(duì)電磁波傳播的影響 較小，但多個(gè)組件對(duì)電磁波疊加的影響就會(huì)嚴(yán)重影響仿真結(jié)果。但總體來說，各 檢測(cè)點(diǎn)波形幅值的變化趨勢(shì)和仿真結(jié)果比較一致。后柜下部電纜接頭針板放電(O5)的試驗(yàn)驗(yàn)證將針板放電模型放置在后柜下部B相電纜接頭附近，將超高頻天線分別放置 與仿真模型中C、F、I、K檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，保證每次的加壓值和羅氏線圈電 流傳感器的波形幅值相同，進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的超高頻天線波形時(shí) 域圖如

14、圖3.26所示，波形幅值及其歸一化結(jié)果如表3.6所示，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié) 果對(duì)比圖如3.27所示。30 20V 10 m0 值10 幅-10 幅-20-3030-3020V 10 m 0 幅-20 -20時(shí)間(a)C 點(diǎn)(a)Point C(b) Point F624時(shí)間(ps)(c)I 點(diǎn)(c)Point IV m 值 幅302010-10-20-30624時(shí)間(出0(d)K 點(diǎn)(d) Point K00圖3.26放電點(diǎn)O5的各檢測(cè)點(diǎn)局部放電時(shí)域波形圖Fig.3.26 PD time- domain waveforms of each detecting point under dischar

15、ge point O5 表3.6放電點(diǎn)O5的各檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)幅值Tab.3.6 Amplitude values of signals in each detecting point under discharge point O檢測(cè)點(diǎn)CFIK信號(hào)幅值/mV3.628.92.033.24信號(hào)幅值（歸一化值）0.12510.070.112圖3.27放電點(diǎn)05的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比Fig.3.27 Comparison charts of test results and emulational ones under discharge point O5 從以上結(jié)果可得，當(dāng)放電源為后柜下部電纜接頭處的針

16、板放電時(shí)，各檢測(cè)點(diǎn)的歸一化波形幅值與仿真結(jié)果十分吻合。前柜下部套管內(nèi)部氣隙放電(O6)的試驗(yàn)驗(yàn)證將固體內(nèi)氣隙放電模型放置在后柜下部B相電纜接頭附近，將超高頻天線分 別放置于仿真模型中C、F、I、K檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，保證每次的加壓值和羅氏 線圈電流傳感器的波形幅值相同，進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的超高頻天線 波形時(shí)域圖如圖3.28所示，波形幅值及其歸一化結(jié)果如表3.7所示，試驗(yàn)結(jié)果與 仿真結(jié)果對(duì)比圖如3.29所示。00 00 420 24 2 1 -1 -2 甘值晝-00 00 4 2 0 2 4 2 1 -1 -2值峰-表3.7放電點(diǎn)O6的各檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)幅值Tab.3.7 Amplitude

17、values of signals in each detecting point under discharge point Q檢測(cè)點(diǎn)CDIK信號(hào)幅值/mV195.668.473.449.2信號(hào)幅值(歸一化值)10.350.3750.2520246時(shí)間(ps)(a)C 點(diǎn)(a)Point C240V 120 值0 幅-120-24002460246時(shí)間(ps)(b)F 點(diǎn)(b) Point F時(shí)間Ss)(d)K 點(diǎn)(d) Point K圖3.28放電點(diǎn)O6的各檢測(cè)點(diǎn)局部放電時(shí)域波形圖Fig.3.28 PD time- domain waveforms of each detecting po

18、int under discharge point R圖3.29放電點(diǎn)O6的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比Fig.3.29 Comparison charts of test results and emulational ones under discharge point O從以上結(jié)果可得，當(dāng)放電源為前柜下部套管內(nèi)的氣隙放電時(shí)，除了位于后 柜底板的I檢測(cè)點(diǎn)其歸一化波形幅值相比仿真值略小外，其余各點(diǎn)歸一化幅值與 仿真值較吻合，總體來說，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的歸一化波形幅值的相對(duì)小大與仿真結(jié)果 一致。3.6本章小結(jié)本章分別介紹了兩種分形天線的設(shè)計(jì)及其性能測(cè)試，并得出以下結(jié)論：所設(shè)計(jì)的寬帶超寬帶天線頻帶為565MHz850MHz，而超寬帶超寬帶天 線的電壓駐波比（VSWR）帶寬為0.4-1G