基于平面螺旋天線和LabVIEW軟件平臺的超高頻法局部放電研究的開題報(bào)告

基于平面螺旋天線和LabVIEW軟件平臺的超高頻法局部放電研究的開題報(bào)告一、研究背景與意義局部放電是高壓設(shè)備中普遍存在的一種故障，它不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞，還會(huì)給人類帶來生命安全的威脅。因此，對局部放電進(jìn)行研究具有重要的實(shí)用價(jià)值。目前，已有許多研究者在局部放電領(lǐng)域進(jìn)行了深入的探索和實(shí)驗(yàn)，但是局部放電信號的檢測和診斷仍然存在著一定的難度和局限性。超高頻（UHF）法是一種基于無線電波的局部放電檢測方法，它具有高靈敏度、高可靠性、高定位精度等優(yōu)點(diǎn)。目前，基于UHF法的局部放電檢測系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為了一種廣泛應(yīng)用的監(jiān)測手段。然而，UHF法局部放電檢測系統(tǒng)中的接收天線是實(shí)現(xiàn)高靈敏度的關(guān)鍵因素，因此建立一種性能優(yōu)異的接收天線對于UHF法局部放電檢測系統(tǒng)的發(fā)展至關(guān)重要?；谄矫媛菪炀€的局部放電檢測系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，它具有結(jié)構(gòu)簡單、寬帶性好、頻率穩(wěn)定等特點(diǎn)。同時(shí)，基于LabVIEW軟件平臺可以快速建立UHF法局部放電檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)現(xiàn)檢測信號的轉(zhuǎn)換、濾波、分析等功能。因此，在這兩個(gè)方面進(jìn)行綜合研究，對于提高UHF法局部放電檢測技術(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性具有重要的意義。二、研究內(nèi)容和方法本研究旨在建立一種基于平面螺旋天線和LabVIEW軟件平臺的UHF法局部放電檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對高壓設(shè)備中局部放電信號的快速、精確檢測。具體研究內(nèi)容如下：1、設(shè)計(jì)平面螺旋天線。通過分析不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的平面螺旋天線的性能，確定最佳結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)，以滿足系統(tǒng)靈敏度和帶寬的要求。2、建立UHF法局部放電檢測系統(tǒng)。采用高速數(shù)據(jù)采集卡，實(shí)現(xiàn)局部放電信號的快速采集和傳輸。同時(shí)，結(jié)合LabVIEW軟件平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理、濾波、分析、診斷等功能。3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過模擬不同電氣環(huán)境下的局部放電信號，對系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。同時(shí)，進(jìn)行實(shí)際設(shè)備的局部放電檢測和診斷實(shí)驗(yàn)，評估系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。三、研究預(yù)期成果本研究的預(yù)期成果如下：1、設(shè)計(jì)并制作一種性能優(yōu)異的基于平面螺旋天線的UHF法局部放電檢測系統(tǒng)。2、基于LabVIEW軟件平臺，實(shí)現(xiàn)UHF法局部放電檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和分析。提供可視化的監(jiān)測軟件，并具有良好的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。3、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，評估系統(tǒng)的性能和可靠性。并在實(shí)際應(yīng)用中取得一定的效果和經(jīng)驗(yàn)。四、研究進(jìn)度計(jì)劃本研究計(jì)劃分為以下幾個(gè)階段：1、文獻(xiàn)綜述和基礎(chǔ)理論研究。包括局部放電檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、UHF法局部放電檢測技術(shù)的原理和特點(diǎn)、平面螺旋天線的結(jié)構(gòu)和性能、LabVIEW軟件平臺的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用等方面的綜述。2、設(shè)計(jì)和制作平面螺旋天線。通過仿真和實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，采用3D打印等加工手段制作天線，評估其性能和穩(wěn)定性，并與國內(nèi)外同類天線進(jìn)行比較和分析。3、建立UHF法局部放電檢測系統(tǒng)。選擇合適的數(shù)據(jù)采集卡和信號處理方法，結(jié)合LabVIEW軟件平臺建立UHF法局部放電檢測系統(tǒng)。進(jìn)行系統(tǒng)測試和優(yōu)化，開發(fā)出實(shí)用可行的檢測軟件。4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真不同電氣環(huán)境下的局部放電信號，利用實(shí)際設(shè)備進(jìn)行檢測和診斷，評估系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和性能提升。最終撰寫畢業(yè)論文，完善實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和成果報(bào)告。預(yù)計(jì)全過程需要一年左右的時(shí)間，具體進(jìn)度如下表所示：時(shí)間節(jié)點(diǎn)計(jì)劃內(nèi)容第1-2個(gè)月文獻(xiàn)綜述和基礎(chǔ)理論研究第3-5個(gè)月設(shè)計(jì)和制作平面螺旋天線第6-8個(gè)月建立UHF法局部放電檢測系統(tǒng)第9-11個(gè)月進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和性能提升第12個(gè)月撰寫畢業(yè)論文五、參考文獻(xiàn)[1]Y.Wei,X.Li,Z.Liu,H.Sun,Designandoptimizationofbroadbandspiralantenna.IEEEInternationalConferenceonWirelessCommunicationsandSignalProcessing(WCSP),Nov.2017.[2]T.A.C.Jr,E.Matioli,A.D.F.Silvaa,etal.PartialdischargediagnosisbyUHFmethodonhighvoltagepowertransformerswithdifferentlevelsofelectriccharge.ElectricalPowerandEnergyConference(EPEC),Oct.2019.[3]H.S.Safaa,H.C.Kim,S.S.Jeon,Multi-bandplanarspiralantennaforportablewirelessLANdevices.InternationalConferenceonInformationandCommunicationTechnologyConvergence(ICTC),Oct.2018.[4]B.Liu,X.Wang,W.Gao,etal.DesignofsmallsizeUHFantennaforpartialdischargedetectioninhighvoltageequipment.IEEE11thInternationalSymposiumonCommunicationSystems,NetworksandDigitalSignalProcessing(CSNDSP),Jul.2018.[5]N.Ayub,D.Rehman,A.Gulzar,etal.LabVIEW-basedpartialdischargedetectionsystemforHVgenerators.JournalofInstrumentation,vol.15,no.5,pp.1-18,2020.[6]M.Campayo,O.Larruskain,J.M.Martinez-Tarrazona,etal