[发明专利]一种基于分形理论的局部放电检测用新型特高频天线

说明书

本发明涉及一种基于分形理论的局部放电检测用新型特高频天线，其技术特点是：包括绝缘介质基板、多阶金属辐射贴片、微带线和接地极板，所述多阶金属辐射贴片逐级缩小并且同心安装在绝缘介质基板的正面，所述微带线安装在多阶金属辐射贴片外侧并与其相连接，所述接地极板安装绝缘介质基板的背面。本发明设计合理，其采用分形理论将逐级缩小的多阶环状结构金属辐射贴片同心安装在绝缘介质基板上，可以在530MHz～1040MHz整个频段产生良好的宽带特性和方向特性，并且天线整体结构紧凑、尺寸较小、易于制作与安装，能够较好地满足特高频检测需要，对局部放电检测和电力设备的整体安全性、可靠性有重要的价值和意义。

技术领域

本发明属于高压设备领域，涉及局部放电检测设备，尤其是一种基于分形理论的局部放电检测用新型特高频天线。

背景技术

随着电网规模不断增大，传输容量逐步提升，对气体绝缘全封闭组合电器(GIS)等电力设备的可靠性和安全性要求也越来越高。上述电力设备在运行过程中会发生击穿放电现象，局部放电是引发电力设备绝缘失效的主要因素，局部放电的检测有助于对电力设备进行绝缘状态评估。

局部放电产生时会伴随有许多物理和化学变化，常用的检测方法有脉冲电流法、超声波法、特高频(UHF)检测法、化学检测法及光学检测法等。其中特高频检测法以其较高的灵敏度和较强的抗干扰能力使其在各类检测方法中脱颖而出。由于电气设备发生局部放电时，会产生一定频率的特高频信号并通过电气设备上非金属屏蔽部件传播到外部空间中，因此可以使用特高频天线检测局部放电信号，来判断电气设备是否发生局部放电。特高频法的核心是UHF天线，UHF天线的性能将对局部放电检测结果产生直接的影响。

现有UHF天线主要包括螺旋天线和微带天线，螺旋天线的工作带宽符合特高频检测要求，但是其尺寸较大，不易制作和安装；微带天线等天线尺寸较小，易加工，但是带宽较窄，不满足特高频检测要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、结构紧凑且能够满足特高频检测需要的基于分形理论的局部放电检测用新型特高频天线。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于分形理论的局部放电检测用新型特高频天线，包括绝缘介质基板、多阶金属辐射贴片、微带线和接地极板，所述多阶金属辐射贴片逐级缩小并且同心安装在绝缘介质基板的正面，所述微带线安装在多阶金属辐射贴片外侧并与其相连接，所述接地极板安装绝缘介质基板的背面。

进一步，所述多阶金属辐射贴片包括从外至内逐级缩小的零阶金属辐射贴片、一阶金属辐射贴片、二阶金属辐射贴片和三阶金属辐射贴片，所述多阶金属辐射贴片贴装在绝缘介质基板上。

进一步，所述零阶金属辐射贴片、一阶金属辐射贴片、二阶金属辐射贴片和三阶金属辐射贴片均为圆形内接一个正六边形所得到的环状结构，所述正六边形的边长与圆形的半径之比为0.6。

进一步，所述多阶金属辐射贴片的逐级缩小因子为0.5至0.7。

进一步，所述微带线贴装在多阶金属辐射贴片外侧的正下方，所述接地极板贴装在绝缘介质基板的背面正下方。

进一步，所述绝缘介质基板采用介电常数为4～4.5、损耗角正切为0.015～0.03的FR4介质基板。

进一步，所述微带线为矩形结构，其宽度为2.5mm至3.5mm，高度为29mm至30mm。

进一步，所述接地极板为矩形结构，其宽度为180mm至210mm，高度为26mm至29mm。

本发明的优点和积极效果是：