本實(shí)用新型屬于電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于外置式GIS局部放電特高頻無線傳感器的多頻微帶天線。

背景技術(shù)：

氣體絕緣組合電器(簡稱GIS)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)工作量小、檢修周期長等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。但是，在GIS中因各種原因所產(chǎn)生的絕緣缺陷在強(qiáng)電場的作用下將引發(fā)局部放電(簡稱PD)，GIS發(fā)生PD時，將伴隨產(chǎn)生高頻電磁波信號，因而在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用特高頻法檢測GIS局部放電。

由于GIS局放信號的頻率范圍可達(dá)300MHz～1.5GHz，頻率高且?guī)拸V，作為特高頻傳感器的關(guān)鍵組件的天線根據(jù)安裝方式可分為內(nèi)置式和外置式。內(nèi)置天線可獲得較高的靈敏度，但考慮到對GIS的電場畸變和絕緣影響，部分電氣設(shè)備廠商對GIS內(nèi)置天線技術(shù)的興趣并不高，所以只能通過外置式特高頻傳感器進(jìn)行GIS局部放電監(jiān)測。

微帶天線具有剖面低、體積小、易與終端設(shè)備集成等特點(diǎn)，將天線印刷在介質(zhì)基板上的辦法可借助介電常數(shù)有效縮短天線尺寸，通過優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)，加載技術(shù)，匹配網(wǎng)絡(luò)等來實(shí)現(xiàn)天線的小型化與多頻帶設(shè)計，目前是外置式局放特高頻傳感器的主要技術(shù)途徑之一。例如，名為“一種用于電力設(shè)備局部放電檢測的共面雙指數(shù)型漸變線特高頻傳感器”的201420704214.2號實(shí)用新型專利公開了共面雙指數(shù)型漸變線特高頻傳感器，包括固定在介質(zhì)基板上的兩片雙指數(shù)型漸變線形狀的金屬貼片；再如名為“變電站局部放電檢測及定位用多頻段特高頻窄帶傳感器”的201410029625.0號中國專利披露了基于環(huán)線微帶天線，其中設(shè)計了一款應(yīng)用于變電站局放檢測的傳感器；名為“GIS局部放電在線檢測外置多頻帶特高頻傳感器”的201410249474.X號中國專利介紹了采用矩形貼片與回形貼片嵌套的辦法實(shí)現(xiàn)多頻帶檢測。

外置式GIS局放傳感器需要信號回傳和通信，無線通信在靈活組網(wǎng)、安裝部署等方面均具有優(yōu)勢，但現(xiàn)有的研究重點(diǎn)并非無線傳感，往往只考慮移動通信 對特高頻信號的干擾問題。在電力生產(chǎn)實(shí)際條件下，需要通過無線傳感器或傳感網(wǎng)實(shí)現(xiàn)GIS局部放電的在線監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種用于外置式GIS局部放電特高頻無線傳感器的多頻微帶天線，實(shí)現(xiàn)GIS局部放電、無線通信兩個不同頻段的響應(yīng)，使天線同時支持GIS局部放電信號的采集與傳感數(shù)據(jù)的無線回傳，能夠滿足在電力生產(chǎn)中對GIS局部放電的在線監(jiān)測要求。

本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種用于外置式GIS局部放電特高頻無線傳感器的多頻微帶天線，其特征在于，該天線包括介質(zhì)基板、輻射貼片、地板、饋線和連接器，所述介質(zhì)基板的兩面分別附有輻射貼片和地板；所述饋線分別與輻射貼片和連接器相連。

優(yōu)選的，所述輻射貼片可實(shí)現(xiàn)GIS局部放電和無線通信兩個不同頻段的響應(yīng)，使天線同時支持GIS局部放電信號的采集與無線通信。

優(yōu)選的，所述輻射貼片為介質(zhì)基板上蝕刻的完全對稱開路雙矩形環(huán)貼片，介質(zhì)基板的背面附有作為地板的矩形金屬薄層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型能夠用于氣體絕緣組合電器(GIS)的外置式局部放電特高頻傳感器，可以同時支持GIS局部放電信號的采集與傳感數(shù)據(jù)的無線回傳，便于實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)；并有利于減小外置式GIS局放無線特高頻傳感器的體積。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的組成框圖。

圖2為本實(shí)用新型中輻射貼片示意圖。

圖3為本實(shí)用新型中微帶天線剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。需要說明的是， 下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。

如附圖1所示，一種用于外置式GIS局部放電特高頻無線傳感器的多頻微帶天線，由介質(zhì)基板1、輻射貼片2、地板3、饋線4、連接器5組成，輻射貼片2是在介質(zhì)基板1上蝕刻出的完全對稱的開路雙矩形環(huán)貼片，介質(zhì)基板1背面覆蓋地板3，饋線4與輻射貼片2和連接器5相連，饋線4可采用50Ω的微帶線，連接器可采用SMA型同軸連接器。

為了能夠使外置式GIS局部放電特高頻無線傳感器同時支持GIS局部放電信號的采集與無線通信，基于微帶天線理論進(jìn)行設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)彎折線技術(shù)是多頻微帶天線常見的實(shí)現(xiàn)技術(shù)之一，利用天線諧振長度和諧振頻點(diǎn)處波長的對應(yīng)關(guān)系，通過若干彎折帶條可實(shí)現(xiàn)多頻微帶天線。雙矩形環(huán)天線的工作原理是采用不同長度的貼片激勵出兩個諧振頻率，如圖2所示，通過矩形環(huán)開路的大小、矩形環(huán)疊加的位置，使微帶天線工作于典型的GIS局放頻段(500MHz)和工業(yè)無線通信頻段(WirelessHART，2.4GHz)，便于實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)。

微帶天線具有剖面低、體積小、易與終端設(shè)備集成等特點(diǎn)，在通用的介質(zhì)基板1上蝕刻制得輻射貼片2，可借助介電常數(shù)有效縮短天線尺寸，有利于減小外置式GIS局放無線特高頻傳感器的體積。如圖3所示，介質(zhì)基板1可選用相對介電常數(shù)為4.4，厚度為1.6mm的環(huán)氧樹脂板，輻射貼片2是在介質(zhì)基板1正面上蝕刻出的完全對稱的開路雙矩形環(huán)，介質(zhì)基板1的背面附有矩形金屬薄層作為地板3。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用于說明本申請的技術(shù)方案而非對其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對本申請進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請后依然可對申請的具體實(shí)施方式進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請?zhí)嘏臋?quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。