基于柔性馈电螺旋天线和硅光电倍增管的GIS局部放电联合传感技术

由于现场干扰和系统噪声的影响,通过常规电学方法检测气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)内的局部放电(partial discharge,PD)容易造成漏检与误检的情况.为提高局部放电检测的准确率,并进一步探究 GIS 中不同缺陷的放电特性差异,该文提出基于粒子群优化算法的四臂螺旋天线优化流程,设计适配的柔性功分馈电网络,并与荧光光纤加载的硅光电倍增管结合,形成基于特高频(ultra high frequency,UHF)天线和硅光电倍增管结合的局部放电光-电联合传感技术.在此基础上,通过联合传感器对GIS典型缺陷放电信号进行侦测并作统计分析.结果表明,柔性功分网络加载的四臂螺旋天线在 0.5～2.0GHz范围内增益均高于5.0dBi,具有高增益与小型化特性;联合传感器的光信号与特高频信号均与放电量保持线性关系;光电联合传感对于电晕放电、沿面放电和气隙放电具有不同的感知效率,不同缺陷类型的局部放电间隔时间也具有不同的特征.使用光-电联合检测技术能够为GIS中的局部放电检测提供新的、可靠的解决方案.