[实用新型]基于Peano-Gosper分形的GIS局部放电检测特高频传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于Peano‑Gosper分形的GIS局部放电检测特高频传感器，包括金属贴片、介质基板、金属屏蔽盒、同轴线和N型转换接头，所述金属贴片包括设置于介质基板表面的Peano‑Gosper分形结构，Peano‑Gosper分形结构主要由一条在介质基板上表面空间内以Peano‑Gosper曲线分布的连续导线组成。本实用新型的特高频传感器采用Peano‑Gosper分形结构，改善了天线的阻抗匹配特性，进一步减小了传感器天线面板的尺寸，实现了传感器的小型化、多频段和可集成化。

技术领域

本实用新型涉及变电站局部放电检测技术领域，特别是涉及一种基于Peano-Gosper分形的GIS局部放电检测特高频传感器。

背景技术

电力设备的局部放电检测已经有几十年的研究基础，特别是近30年来提出的特高频(ultra high frequency，UHF)检测方法、声电联合检测方法因可实施不停电的带电检测，可检测电力设备内部绝缘缺陷，可对电力设备绝缘故障进行预警。

气体绝缘金属封闭开关（GAS insulated SWITCHGEAR，GIS）是电力系统重要的开关设备，其具有于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强等优点，在电网输变电领域得到广泛应用。GIS内部绝缘发生局部放电时，会激发出UHF电磁波。电磁波在GIS内部传播时，会通过GIS的盆式绝缘子向外泄漏。通过在GIS的盆式绝缘子处安装UHF传感器，可以对经绝缘子泄漏的局部放电UHF信号进行检测，即可实现对GIS内部局部放电的监测，进而达到判断GIS绝缘状态的目的。

目前GIS内部局部放电UHF电磁波的频率成分主要分布在300-3000MHz，但是GIS的盆式绝缘子处安装空间有限，因此需要对UHF传感器的小型化、多频段等综合性能加以更多的研究。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于Peano-Gosper分形的GIS局部放电检测特高频传感器，其通过在介质基板上设置具有Peano-Gosper分形结构的微带天线，有效改善传感器的阻抗匹配，实现传感器的小型化、多频段和可集成化。

为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于Peano-Gosper分形的GIS局部放电检测特高频传感器，其特征在于：包括金属贴片、介质基板、金属屏蔽盒、同轴线和N型转换接头，所述金属贴片包括设置于介质基板表面、用作信号接收单元的Peano-Gosper分形结构， Peano-Gosper分形结构主要由一条在介质基板上表面空间内以Peano-Gosper曲线分布的连续导线组成，导线的两个端点分别设置贯穿介质基板的导电过孔；所述介质基板为绝缘介质材料，介质基板设有安装孔，通过安装孔将介质基板固定在金属屏蔽盒内，同轴线的一端的线芯和屏蔽层设置在介质基板的另一面、且分别与两个导电过孔焊接，同轴线另一端连接N型转换接头，N型转换接头安装在金属屏蔽盒的侧壁上。

具体地，所述金属贴片采用的是多阶Peano-Gosper分形结构。

具体地，所述金属贴片采用的是三阶Peano-Gosper分形结构。

具体的，所述金属贴片采用单独的金属片贴附到介质基板上表面制成，或采用印刷电路的方法直接印刷在介质基板上表面。

具体地，所述同轴线和N型转换接头的特征阻抗均为50欧姆。

具体的，所述介质基板采用绝缘介质材料，材料的相对介电常数在2.0至13.0之间。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果：

(1)、传感器的金属贴片采用了Peano-Gosper分形结构，改善了天线的阻抗匹配特性，减小了传感器天线面板的尺寸，实现了传感器的小型化；