[发明专利]一种PCB天线及用于GIS绝缘缺陷检测的外置式声电复合传感器

说明书

本发明公开了一种PCB天线，其包括基板和设于基板表面的天线，所述基板具有分别位于其两侧面的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有并联连接的第一圆环天线和第二圆环天线，所述第二表面上设有串联连接的第三圆环天线和第四圆环天线，其中第四圆环天线具有向其内凹进的内凹部。此外，本发明还公开一种用于GIS绝缘缺陷检测的外置式声电复合传感器，包括：金属壳体、金属盖板、上述的PCB天线、接触式超声传感器、第一线缆、第二线缆以及第一金属线缆压座和第二金属线缆压座。所述的PCB天线通过采用异面结构从而使得PCB天线包括两个不同的检测主频带，以适用于不同放电信号的检测。

技术领域

本发明涉及一种天线以及包括该天线的传感器，尤其涉及一种可以用于绝缘缺陷检测的天线以及包括该天线的传感器。

背景技术

随着国民经济的不断发展和我国电力系统规模的不断增加，对电网运行的安全性和可靠性要求日益提高。电网的安全运行，主要取决于高压电气设备的安全运行，而电气设备的运行可靠性在很大程度上依赖于电气设备制造和安装的质量以及设备的检修、运行维护和必要的预防性试验等。

气体绝缘开关设备(Gas-Insulated-Switchgear,GIS)因其可靠性高，占地面积小、维护简单、检修周期长等优点而在电网中得到了广泛的应用。研究表明，GIS设备设计、制造、运输、安装过程中的一些偶然因素会造成一些先天性局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮导电质点和毛刺等。这些缺陷会造成GIS设备某些区域电场强度过高，当高于绝缘介质的击穿场强时就会发生局部放电。局部放电既是表征GIS设备绝缘状况的特征量，又是引起绝缘劣化的主要原因。通过局部放电检测，可及时发现GIS设备内部存在的绝缘缺陷，避免设备发生突发性绝缘击穿事故，这对保证GIS设备及电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

局部放电检测方法通常包括：脉冲电流法、超声波法、化学检测法、光学检测法、特高频(Ultra High Frequency)法。其中，特高频法和超声波法是目前现场GIS设备主要采用的带电检测方法。特高频(UHF)法以其灵敏度高，覆盖范围大，抗干扰能力强等优点，近年来已成为GIS设备局部放电检测的主要手段。超声波法检测的声音信号，不受电磁干扰的影响，在抗干扰方面具有明显的优势，此外，由于超声波的传播速度慢，在精确定位方面具有明显的优势。

若是可以将特高频和超声波两种检测方法结合起来，则可以大幅提高现场带电检测结果的可靠性和定位的精确度。但考虑到将特高频与超声波两种方法结合起来，需要同时检测特高频信号和超声波信号，也就是说同时使用特高频传感器和超声波传感器，在安装及使用上均非常不便，且会涉及使用两套完全不同的系统，信号同步困难，对声电信号联合定位不利。基于此，期望获得一种用于GIS局部放电带电检测的外置式声电复合传感器。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种PCB天线，该PCB天线通过采用异面结构从而使得PCB天线包括两个不同的检测主频带，以适用于不同放电信号的检测。

基于上述目的，本发明提出了一种PCB天线，其包括基板和设于基板表面的天线，其中，所述基板具有分别位于其两侧面的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有并联连接的第一圆环天线和第二圆环天线，所述第二表面上设有串联连接的第三圆环天线和第四圆环天线，其中第四圆环天线具有向其内凹进的内凹部。

对于本发明所述的PCB天线而言，通过设计异面结构从而使得PCB天线包括两个不同的检测主频道，以适用于不同放电信号的检测。具体来说，第一表面上设有并联连接的第一圆环天线和第二圆环天线，可用于检测放电信号中的频率较高的部分，例如1.3-1.5GHz，而第二表面上设有串联连接的第三圆环天线和第四圆环天线，其中第四圆环天线具有向其内凹进的内凹部，内凹部的设置是为了通过对称弯曲改进，从而增加天线的有效长度来降低谐振频率。此外，第三圆环天线和第四套圆环天线所在的第二表面与第一圆环天线和第二圆环天线所在的第一表面处于不同的平面，因而，谐振频率也不相同，第二表面可用于检测放电信号中的频率较低的部分，例如400-600MHz。