宽动态范围的有源集成传感系统的研究与设计

摘要

针对窄带采集检测到的局部放电缺陷种类少的问题,宽动态范围的有源集成传感系统的研究很有必要。首先,在同轴波导模型下,通过对GIS内局放电磁传播的衰减分析和HFSS仿真,得到较长GIS中有效检测PD信号至少需要40 dB的动态范围;其次,通过对比分析,确定通过对数域变换来增加系统的动态范围,选择蝶形天线作为局部放电检测用天线并对尺寸进行优化,其在730 MHz~1.05 GHz频率范围驻波比小于2;最后,设计宽动态范围的降频模拟电路,开发对数检波技术用于GIS局部放电检测。该文实现了天线、检波电路、信号调理以及发射高度集成的UHF局放检测传感系统,其不仅具有优秀的信噪比并且极大地降低了整套采集系统的成本,这对局部放电的检测和精准运维具有现实意义。