2023年2月电工技术学报Vol.38No.4第38卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211588GIS局部放电检测天线本体和巴伦共面柔性小型化特高频天线传感器研究张国治1,2,3韩景琦1刘健犇4陈康1张硕1（1.湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉4300682.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉4300743.武汉大学动力与机械学院武汉4300724.电网环境保护国家重点实验室（中国电力科学研究院有限公司）武汉430074）摘要针对变电站气体绝缘组合电器（GIS）绝缘缺陷局部放电（PD）高灵敏监测需求，以及现有刚性基底特高频（UHF）天线传感器内置安装的复杂工艺和内置后存在破坏设备内部电场分布的风险问题，该文提出柔性特高频传感技术。设计了一款柔性UHF螺旋天线传感器，采用正弦波加载的方式以及提高天线本体间隙比的方式实现了天线本体小型化，同时巴伦与天线本体共面，大幅减小了天线整体体积，设计的柔性天线直径为150mm，较未小型化径向距离缩小了25%。仿真和网分实测结果表明：在610MHz～3GHz频带范围内，柔性天线在弯曲半径为0mm、100mm、200mm时的电压驻波比（VSWR）≤3.5；在790MHz～1.8GHz频段内VSWR≤2。最后利用搭建GIS典型缺陷局部放电模拟试验平台对设计的柔性天线进行PD检测性能实测。结果表明，设计的柔性天线在不同弯曲程度下均能有效检测到PD信号，具有较高的信噪比。关键词：气体绝缘组合电器局部放电特高频柔性天线小型化间隙比中图分类号：TM885;TN823.310引言气体绝缘组合电器（GasInsulatedSubstation,GIS）是电力系统变电站中的两大件之一，具有对高压电路开断和高压配电的作用，由于其占地面积少、安装灵活方便、绝缘性能好等优点，在电力系统获得了广泛的应用[1-3]。GIS的绝缘状态与电力系统的安全稳定运行息息相关。据相关研究表明[4-5]，目前GIS绝缘故障的主要原因是其内部的局部放电（PartialDischarge,PD）引起的各种绝缘缺陷，一旦不及时处理将可能导致严重的设备事故和电网事故[6-8]。PD是导体间绝缘仅部分击穿的电气放电，在PD过程中会辐射出电磁信号[9]，利用天线检测特高频（UltraHighFrequency,UHF，300MHz～3GHz）频段电磁波信号可实现PD绝缘缺陷的有效检测和抑制现场电晕干扰。目前，国内出厂的220kV及以上电压等级GIS均装有UHF监测系统或者预留有UHF监测接口。根据安装方式的不同可将UHF传感器分为外置式和内置式两种：外置式UHF传感...
