[实用新型]盘锥天线

说明书

技术领域

本实用新型属于电力设备局部放电检测技术领域，特别是涉及一种盘锥天线。

背景技术

电力系统是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能的系统，是国民经济的重要支撑，所以，保持电网的稳定非常重要。对于敞开式变电站，站内的任何高压设备均可能发生局部放电的现象，因此，有效的检测、监控电力设备局部放电从而避免设备故障成为保障电网稳定性的重要手段。

目前，常规的电力设备局部放电检测方法采用脉冲电流法，其基本原理是：电力设备在加压情况下发生局部放电时，两端会产生一个瞬时的电压变化，此时如果经过一个耦合电容耦合到一个检测阻抗上，回路中就会产生一个脉冲电流，将该脉冲电流流经检测阻抗产生的脉冲电压予以采集、放大和显示处理，就可测定局部放电基本量；而脉冲电流法在线监测较困难，灵敏度受运行设备的影响较大。现在较常用到的局部放电检测方法是超高频法，在发生局部放电时绝缘体内气泡放电禅僧的脉冲信号上升时间很短，大约0.35-3ns，脉宽1-5ns，因此局部放电产生的电磁脉冲信号频带应当在数百MHz以上。而变电站中由线路电晕、载波通信、无线电广播等产生的背景噪声频率通常在几MHz左右，基于超高频法的局部放电监测系统带宽可达数百MHz到上GHz，灵敏度高，可以有效避免低频段噪声的影响，且能实现非接触式测量，对一次设备影响较小。

但是，现有的用于检测局部放电的天线主要安装在单台设备的内部或者表面，限制了天线的频带宽度和增益效果，影响了天线的灵敏度。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术限制了天线的频带宽度和增益效果，影响天线灵敏度的缺陷，提供一种盘锥天线。

一种盘锥天线，用于敞开式变电站超高频法局部放电定位，包括：

导体圆盘，以所述导体圆盘为天线辐射体的一极；

导体锥体，呈锥状，以所述导体锥体为天线辐射体的另一极，包括贴片单元及分别设置于所述贴片单元两端的馈电连接单元和高频单元，所述高频单元设置于靠近所述导体圆盘的一侧，且以所述高频单元作为所述导体锥体的顶部，所述贴片单元为圆锥对数螺旋曲线结构，所述高频单元所在面为所述贴片单元的包络面；

绝缘支撑件，支撑所述导体锥体，所述绝缘支撑件一端固定于所述导体圆盘，另一端抵靠所述高频单元；

天线馈线，其一端连接所述高频单元远离贴片单元的一端。

在其中一个实施例中，所述贴片单元为双臂对称对数螺旋曲线结构，且所述双臂对称的对数螺旋曲线结构的偏转角为90度。

在其中一个实施例中，所述对数螺旋曲线的函数表示为：r＝r₀e^aφ，其中，r₀为所述导体锥体螺旋的起始半径，a＝ln(R_Ex)/(2π)，R_Ex为所述对数螺旋曲线的膨胀系数，φ为所述对数螺旋曲线的偏转角。

在其中一个实施例中，所述天线馈线为同轴电缆，包括内导体和外导体，所述内导体的一端连接所述高频单元，并穿过导体圆盘，所述外导体的一端连接所述导体圆盘。

在其中一个实施例中，所述贴片单元包括与高频单元连接的第一端和与馈电连接单元连接的第二端，所述贴片单元第一端的开口半径为5.95毫米，所述贴片单元第二端的开口半径为60毫米，所述贴片单元的高度为92毫米。

在其中一个实施例中，所述绝缘支撑件包括3个相互间隔120度的圆柱结构，所述圆柱一端固定于所述导体圆盘，另一端抵靠所述高频单元。

在其中一个实施例中，所述盘锥天线检测局部放电的超高频频带范围为0.3GHz-1.5GHz。

上述盘锥天线，导体圆盘和导体锥体分别作为天线辐射体的两极，接收和发射无线电波，导体锥体包括贴片单元、馈电连接单元和高频单元，贴片单元设计成圆锥对数螺旋曲线结构，形成垂直极化全向天线，减小了波瓣宽度，增大了增益高度，加宽了频带宽度。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例中盘锥天线的结构示意图；

图2是图1所示盘锥天线导体锥体的另一视角结构示意图；

图3是图1所示盘锥天线驻波比随频率的变化示意图；

图4是图1所示盘锥天线在0.5GHz下的E面辐射增益示意图；

图5是图1所示盘锥天线在1.0GHz下的E面辐射增益示意图；

图6是图1所示盘锥天线在1.5GHz下的E面辐射增益示意图。

附图标记说明：