高灵敏度UHF传感器与小型化数据采集系统在GIS局部放电检测中的应用

"一种局部放电UHF传感器及数据采集系统的制作方法" 在高压电力系统中，气体绝缘开关设备（GIS）扮演着至关重要的角色。GIS因其紧凑的设计和高绝缘性能被广泛应用于特高压电网。然而，GIS内部的绝缘缺陷可能导致局部放电现象，这对设备的长期稳定运行构成了威胁。局部放电会产生各种效应，包括物理、化学、光、电和磁效应，因此对其进行有效检测至关重要。 现有的局部放电检测方法主要包括耦合电容法、超声波法、超高频法、化学法和光学法。其中，超高频（UHF）法由于能提供高时间分辨率和空间分辨率，成为了GIS局部放电检测的热门技术。在现有技术中，已设计出高灵敏度和抗干扰能力的UHF传感器，并对传感器的频率响应特性进行了深入分析。同时，为了优化电磁耦合和信号传输，研究者开发了新型非线性宽带天线，以适应GIS的局部放电检测需求。此外，基于UHF的包络检波技术也被用来检测局部放电并抑制噪声，例如通过小波变换滤波算法去除白噪声。 尽管如此，传统的UHF传感器，如对数周期天线和阿基米德螺旋天线，往往存在尺寸大、重量重的问题。同样，高速示波器虽能提供高速数据采集，但其体积大、携带不便的缺点限制了实际应用。鉴于此，本发明的目的是提供一种结构紧凑、占用空间小的分形天线设计，以提升UHF传感器的灵敏度。同时，结合这种新型UHF传感器，构建一套高速、大容量的数据采集系统，旨在解决传统设备的局限性，提高局部放电监测的便携性和效率。 该方法的具体实施可能涉及天线设计的创新，比如利用分形几何原理，使得天线能在有限空间内实现宽频带工作。同时，数据采集系统可能采用高速ADC（模数转换器）和嵌入式处理器，以实时捕获和处理高频局部放电信号。存储系统则可能采用大容量固态存储，确保长时间监测的数据保存。此外，系统可能集成信号处理算法，如数字滤波和模式识别技术，以准确识别和定位局部放电源。 通过这种方式，本发明不仅提高了GIS局部放电检测的准确性，还降低了设备的体积和重量，增强了现场应用的灵活性。这对于保障电力系统的安全运行，预防故障发生，以及实现智能电网的实时监控具有重要意义。