一種開關柜局部放電監測用超高頻天線制造技術

本實用新型專利技術涉及放電監測技術領域，提供了一種開關柜局部放電監測用超高頻天線，包括電介質層、天線輻射層、接地層、饋電探針、同軸電纜、金屬安裝件；本實用新型專利技術天線為平板結構，安裝時僅需貼在被監測開關柜內底板或側板上，體積較小，不會給電氣設備帶來新的絕緣隱患；采用螺栓或釹鐵硼永久磁鐵與開關柜底板或側板連接，方式靈活、簡便；天線輻射層為2階分形圖形，使得天線輻射層表面感應電流彎曲流動，具有更低的諧振頻率，有效地降低了天線的尺寸；檢測準確度高；天線增益高能接收到局部放電微弱的超高頻信號，有較高的信噪比和靈敏度，能及時發現電氣設備中存在的局部放電；結構簡單、合理、市場應用前景廣。

【技術實現步驟摘要】
一種開關柜局部放電監測用超高頻天線
本技術涉及放電監測
，特別涉及一種開關柜局部放電監測用超高頻天線。
技術介紹
開關柜內部空間狹小、零件繁多、結構復雜，絕緣距離小，因此比其它電力設備更容易出現絕緣缺陷，如氣泡間隙、雜質、尖刺等；在強電場作用下，設備絕緣內部的電場分布不均勻，在缺陷部位的電場強度增大，從而容易導致該部位發生未貫穿整個絕緣的放電，即局部放電。局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿，但是卻會導致絕緣介質的局部損壞。若其長期存在，則會在一定條件下造成絕緣裝置電氣強度的破壞，最終造成設備絕緣擊穿。因而對于開關柜而言，其內部電氣設備發生局部放電現象是導致其絕緣老化或劣化甚至損壞從而引發設備損毀及電力系統事故的重要原因之一，同時局部放電也是設備絕緣完整性退化的標志。因此對開關柜電氣設備的局部放電進行在線監測是評估設備絕緣狀況的重要手段，也是發現設備潛伏性故障，最終實現故障預警，避免故障發生的有效措施之一。超高頻天線作為接收局部放電所產生的電磁波信號的傳感器，是超高頻監測系統的主要組成部分，其性能的好壞也直接決定了超高頻信號后期提取和識別的難易程度，而性能較好的超高頻天線傳感器應當具有頻帶寬、駐波比小、增益大、方向性好的特點。現有的監測開關電氣設備的局部放電超高頻天線傳感器，一般為外置天線傳感器，感器靈敏度較低，難以捕捉到電氣設備內部微弱的局部放電信號。
技術實現思路
本技術的目的就是克服現有技術的不足，提供了一種用于開關柜局部放電監測用超高頻天線。本技術一種用于開關柜局部放電監測用超高頻天線，包括電介質層、天線輻射層、接地層、饋電探針、同軸電纜、金屬安裝件；所述電介質層的材料為環氧樹脂，形狀為正方形；所述接地層平行設置于所述電介質層下，尺寸與所述電介質層相同，所述電介質層四角分別設置有用于將所述超高頻天線安裝于開關柜底板或側板的金屬安裝件，所述電介質層和所述接地層通過所述金屬安裝件連接；所述天線輻射層敷設在所述電介質層上表面，所述天線輻射層為2階分形圖形，第1階分形圖形為第一橢圓與第一長方形相減所得圖形，所述第一長方形為所述第一橢圓內接長方形縮小0.5-0.7倍后所得；第2階分形圖形為第二橢圓與第二長方形相減所得圖形，所述第二橢圓為所述第一長方形的內切橢圓縮小0.4-0.6倍所得，所述第二長方形為所述第二橢圓內接長方形縮小0.5-0.7倍后所得；所述天線輻射層上設置有饋電點，所述饋電探針一端通過所述饋電點與所述天線輻射層連接，另一端與固定在所述接地層上的所述同軸電纜的中心銅線連接，所述同軸電纜平放在所述接地層上。進一步的，所述金屬安裝件與開關柜底板或側板連接一端設置有釹鐵硼永久磁鐵，所述超高頻天線通過4個所述釹鐵硼永久磁鐵與開關柜底板或側板連接。進一步的，所述金屬安裝件與開關柜底板或側板通過螺栓連接。進一步的，所述電介質層的材料為相對介電常數為3-10的環氧樹脂；邊長為100mm-250mm，厚度為1mm-5mm。進一步的，所述天線輻射層的材料為厚度為5μm-50μm的銅或鋁或銀，在所述天線輻射層的上表面鍍有厚度為3μm～12μm的錫層。進一步的，所述接地層的材料為厚度為1mm～5mm的銅板或鋁板。進一步的，所述超高頻天線的工作頻段為500MHz-1500MHz。進一步的，所述超高頻天線的通帶信噪比小于等于2.5。進一步的，所述超高頻天線的方向性不小于170度。本技術的有益效果為：天線為平板結構，安裝時僅需貼在被監測開關柜內底板或側板上，體積較小，不會給電氣設備帶來新的絕緣隱患；采用螺栓或釹鐵硼永久磁鐵與開關柜底板或側板連接，方式靈活、簡便；天線輻射層為2階分形圖形，使得天線輻射層表面感應電流彎曲流動，具有更低的諧振頻率，有效地降低了天線的尺寸；天線頻帶范圍為500MHz-1500MHz，由于局部放電電磁波高頻分量（大于1GHz）在傳播介質中衰減劇烈，主要放電能量集中于低頻段，本技術能夠有效地接收到電氣設備局部放電產生的超高頻信號，且檢測的準確度高；天線增益高能接收到局部放電微弱的超高頻信號，有較高的信噪比和靈敏度，能及時發現電氣設備中存在的局部放電；結構簡單、合理、市場應用前景廣。附圖說明圖1所示為本技術實施例一種用于開關柜局部放電監測用超高頻天線結構示意圖。圖2所示為圖1的俯視示意圖。其中：1-電介質層、2-天線輻射層、3-接地層、4-饋電點、5-金屬安裝件、6-饋電探針、7-同軸電纜、8-釹鐵硼永久磁鐵、11-第一長方形、12-第一橢圓、13-第二橢圓、14-第二長方形。具體實施方式下文將結合具體附圖詳細描述本技術具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現的相同標號代表相同的特征或者部件，可應用于不同實施例中。如圖1-2所示，本技術一種開關柜局部放電監測用超高頻天線，包括電介質層1、天線輻射層2、接地層3、饋電探針6、同軸電纜7、金屬安裝件5；所述電介質層1的材料為環氧樹脂，形狀為正方形；所述接地層3平行設置于所述電介質層1下，尺寸與所述電介質層1相同，所述電介質層1四角分別設置有用于將所述超高頻天線安裝于開關柜底板或側板的金屬安裝件5，所述電介質層1和所述接地層3通過所述金屬安裝件5連接；所述天線輻射層2敷設在所述電介質層1上表面，所述天線輻射層2為2階分形圖形，第1階分形圖形為第一橢圓12與第一長方形11相減所得圖形，所述第一長方形11為所述第一橢圓12內接長方形縮小0.5-0.7倍后所得；第2階分形圖形為第二橢圓13與第二長方形14相減所得圖形，所述第二橢圓13為所述第一長方形11的內切橢圓縮小0.4-0.6倍所得，所述第二長方形14為所述第二橢圓13內接長方形縮小0.5-0.7倍后所得；所述天線輻射層2上設置有饋電點4，所述饋電探針6一端通過所述饋電點4與所述天線輻射層2連接，另一端與固定在所述接地層3上的所述同軸電纜7的中心銅線連接，所述同軸電纜7平放在所述接地層3上。金屬安裝件5與開關柜底板或側板可通過2種方式連接，第一種為：金屬安裝件5一端設置有釹鐵硼永久磁鐵8，所述超高頻天線通過4個所述釹鐵硼永久磁鐵8與開關柜底板或側板連接；第二種為：金屬安裝件5與開關柜底板或側板通過螺栓連接。所述電介質層1的材料為相對介電常數為3-10的環氧樹脂；邊長為100mm-250mm，厚度為1mm-5mm。所述天線輻射層2的材料為厚度為5μm-50μm的銅或鋁或銀，在所述天線輻射層2的上表面鍍有厚度為3μm～12μm的錫層；所述接地層3的材料為厚度為1mm～5mm的銅板或鋁板。所述超高頻天線的工作頻段為500MHz-1500MHz；所述超高頻天線的通帶信噪比小于等于2.5；所述超高頻天線的方向性不小于170度。在實際使用中，接地層3可通過任何公知的方式實現可靠接地（附圖1中沒有示出具體接地方式），接地層3平行設置于電介質層1與開關柜底板或背板之間，電介質層1和接地層3之間形成空氣間隙，由于空氣具有極低的相對介電常數，使得天線輻射層2和接地層3之間的總體介電常數降低，有利于擴寬天線頻帶；同時有效改善天線的方向性。本技術的有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種開關柜局部放電監測用超高頻天線，其特征在于，包括電介質層、天線輻射層、接地層、饋電探針、同軸電纜、金屬安裝件；所述電介質層的材料為環氧樹脂，形狀為正方形；所述接地層平行設置于所述電介質層下，尺寸與所述電介質層相同，所述電介質層四角分別設置有用于將所述超高頻天線安裝于開關柜底板或側板的金屬安裝件，所述電介質層和所述接地層通過所述金屬安裝件連接；所述天線輻射層敷設在所述電介質層上表面，所述天線輻射層為2階分形圖形，第1階分形圖形為第一橢圓與第一長方形相減所得圖形，所述第一長方形為所述第一橢圓內接長方形縮小0.5?0.7倍后所得；第2階分形圖形為第二橢圓與第二長方形相減所得圖形，所述第二橢圓為所述第一長方形的內切橢圓縮小0.4?0.6倍所得，所述第二長方形為所述第二橢圓內接長方形縮小0.5?0.7倍后所得；所述天線輻射層上設置有饋電點，所述饋電探針一端通過所述饋電點與所述天線輻射層連接，另一端與固定在所述接地層上的所述同軸電纜的中心銅線連接，所述同軸電纜平放在所述接地層上。

【技術特征摘要】
1.一種開關柜局部放電監測用超高頻天線，其特征在于，包括電介質層、天線輻射層、接地層、饋電探針、同軸電纜、金屬安裝件；所述電介質層的材料為環氧樹脂，形狀為正方形；所述接地層平行設置于所述電介質層下，尺寸與所述電介質層相同，所述電介質層四角分別設置有用于將所述超高頻天線安裝于開關柜底板或側板的金屬安裝件，所述電介質層和所述接地層通過所述金屬安裝件連接；所述天線輻射層敷設在所述電介質層上表面，所述天線輻射層為2階分形圖形，第1階分形圖形為第一橢圓與第一長方形相減所得圖形，所述第一長方形為所述第一橢圓內接長方形縮小0.5-0.7倍后所得；第2階分形圖形為第二橢圓與第二長方形相減所得圖形，所述第二橢圓為所述第一長方形的內切橢圓縮小0.4-0.6倍所得，所述第二長方形為所述第二橢圓內接長方形縮小0.5-0.7倍后所得；所述天線輻射層上設置有饋電點，所述饋電探針一端通過所述饋電點與所述天線輻射層連接，另一端與固定在所述接地層上的所述同軸電纜的中心銅線連接，所述同軸電纜平放在所述接地層上。2.如權利要求1所述的超高頻天線，其特征在于，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐玉龍，徐云水，楊和剛，沈龍，陳宏，李銳，張碧輝，孫成龍，
申請(專利權)人：云南電網有限責任公司昭通供電局，
類型：新型
國別省市：云南,53