[发明专利]一种适用于电缆终端局部放电监测传感器设计方法

说明书

本发明提供一种适用于电缆终端局部放电监测传感器设计方法，涉及电磁场局部放电监测技术领域，包括电磁偶合传感器，所述电磁偶合传感器内部设置紧密球形天线；采用表面法和细线法中不同的矩量法MoM对紧凑天线进行建模，获得在频域和时域内有用的信息，在频域公式中，MoM用于获得球形天线的离散数值模型；通过傅里叶变换DFFT对瞬态响应进行计算；采用内置紧密球形天线技术的电磁波法检测电缆终端的局部放电情况，实现了对电缆终端局部放电信号的真实检测，能够降低干扰，测得不失真的局部放电信号，更具有准确性；避免了停电检测造成的财务损失具有经济性，能够无接触进行检测，更具有安全性。

技术领域

本发明涉及电磁场局部放电监测技术领域，具体为一种适用于电缆终端局部放电监测传感器设计方法。

背景技术

当电缆终端中产生局部放电时，会伴随产生电脉冲、超声波、电磁辐射等，可以根据这些特性对局部放电进行监测，然而电力电缆局部放电检测试验大多都仅局限于实验室里完成,其主要原因是：1、外界强电磁场干扰源很多,单纯依赖硬件技术实现剔除和防止外界电磁干扰难度很大；2、采集的信号量微弱,幅值很小,极易被背景噪声淹没；3、宽频带滤波器和高倍数的放大器使得采集到的信号的原始波形畸变,容易导致误判；4、缺乏电缆绝缘局部放电信号的识别技术,缺乏局部放电脉冲信号波形、频率及幅值的识别判断技术；5、缺乏电力电缆绝缘劣化的评价基础和运行状态判据等实际运行经验的积累。

根据IEEE的相关文献，内部放电的频率主要集中在80MHz以内(当然全频段都会有，但是较小不易捕捉)，所以要想有效地检测中电缆系统中的所有可能缺陷放电，应在充分收集到所有信号的前提下才能有可能发现完整的有效放电信号；所以检测设备的检测频宽应不小于80MHz，从而确保所检测的局部放电信号的完整性，实现对电缆终端局部放电状态的可靠诊断。

由于联邦通信委员会(FCC)将多个频段分配给了UWB，因此紧密型超宽带(UWB)天线研究最近受到了极大的关注。超宽带(UWB)天线增强了无线通信、雷达和地理定位系统的功能。因此，通过将这一特性与宽频带和全向电磁(EM)特性相结合，设计出一种新型电磁耦合传感器来在线检测电缆终端的局部放电。

本发明内容

本发明的目的是提出一种适用于电缆终端局部放电监测传感器，以解决电缆终端所检测的局部放电信号的真实性、完整性，实现对电缆终端局部放电状态的可靠诊断。

本发明的目的是下述技术方案来实现的：

一种适用于电缆终端局部放电监测传感器设计方法，所述适用于电缆终端局部放电监测传感器包括电磁偶合传感器，所述电磁偶合传感器内部设置紧密球形天线；其特征在于，设计方法包括：

对紧密球形天线进行建模，用于获得紧密球形天线的离散数值模型；

对矩量法MoM表面法进行仿真，用于获得导纳在高频VHF上限频率范围内的幅值和相位分布；

对紧密球形天线的瞬态响应进行评估测试,频率范围能够达到300MHz；

绘制矩量法MoM细线法模型，用于保持频率高达VHF范围的瞬态电磁脉冲的形状；

结论：根据紧密球形天线的特性，可实现对0～100MHz带宽的接收天线的设计和制作；0～100MHz带宽的紧密球形天线可实现对真实电缆终端局部放电信号的测量。

进一步地，所述通过表面法和细线法对紧密球形天线进行建模。

进一步地，所述通过在球体与圆盘之间的间隙处输入导纳达到甚高频VHF的上限，获得导纳在甚高频VHF上限频率范围内的幅值和相位分布。

进一步地，所述通过表面法和细线法中不同的矩量法MoM对紧密球形天线进行建模，用于获得内置紧密球形天线在频域和时域公式内的数据信息。