部分电缆放电检测是诊断XLPE电缆早期故障的有效方法。电缆部分放电时，其在超高频带中具有丰富的频率分量，宽带扁平螺旋天线是用于检测超高频的局部放电信号的非常有效的传感器。用Ansoft HFSS高频电磁仿真软件对螺旋对数天线和阿基米德螺旋天线进行仿真分析，仿真结果表明两种天线均具有较高的灵敏度和优越性。效工作400 MHz 1GHZ。能，能够满足各种性能指标的要求。于其体积小，增益大，结构简单，易于安装，阿基米德螺旋天线用于检测XLPE电缆局部放电过程中的超高频信号。于Ansoft HFSS天线的PD电缆Augenna扁平天线简介XLPE电缆线在城市电网中发挥着极其重要的作用。X LPE电缆的正常运行对于整个电气系统的稳定性至关重要：如果发生故障，将导致其能力范围内的大量停电，这将增加经济和社会影响[1] ]。部放电是电缆绝缘早期失效的主要形式，是绝缘退化的主要原因之一，也是其表征的主要特征。缆局部放电的检测是定量分析绝缘退化程度的有效方法之一[2]。
分电缆放电检测是诊断XLPE电缆早期故障的有效方法。部放电检测方法主要包括声学测量方法和温度测量方法等非电测量方法，差分方法，电磁耦合方法等电测量方法，电容耦合方法，定向耦合传感器和超高频方法。高频法是近年来发展起来的一项新技术，其原理是利用安装的天线传感器接收由有线电视台激发和传播的超高频电磁波来检测局部放电信号。
主要优点是：高抗低频干扰能力，定位PD源的能力，取决于被测信号的频谱，区分不同类型的缺陷和长期现场监测的可能性，灵敏度适应技术限制[3]。UHF方法中使用的传感器大致分为两种类型：集成型和外部型。置传感器可以实现更高的灵敏度，但对制造和安装有更高的要求，最常见的是电容耦合传感器。部传感器的灵敏度低于内置式传感器的灵敏度，但安装灵活，不影响设备的运行，并提供高安全性。常用的天线传感器是[4，5]。
电缆部分放电时，其在超高频带中具有丰富的频率分量，宽带扁平螺旋天线是用于检测超高频的局部放电信号的非常有效的传感器。此，通过比较阿基米德螺旋天线和对数螺旋天线的两个平面螺旋天线，制造出工作频率范围为400 MHz至1 GHz的阿基米德螺旋天线。用Ansoft HFSS高频电磁仿真软件。对数螺旋天线和阿基米德螺旋天线进行了仿真分析，仿真结果表明，两种天线在400MHZ Z 1GHZ的有效工作频段内具有高灵敏度和优越性能，不同的业绩指标。用平面线圈天线设计性能要求为了使天线能够准确地收集XLPE电缆局部放电所激发的电磁波信号，必须满足以下条件：可以更好地接收信号，并且可以抑制场干扰信号;带宽和中心频率必须合适，结构简单，尺寸小，易于使用和安装，固定波电压比小于2，它提供更高的增益和灵敏度，很容易实现阻抗适应[6]。线设计具有等距螺旋天线的等距天线是频率独立天线，其形状由具有相同参数的普通等角螺旋组成。线具有由平衡馈线供电的两个臂，螺旋的等角臂形成在同一平面上。线表面的非导电中间部分的形状和尺寸与螺旋等长臂的形状和尺寸相同。正常情况下，天线应具有1.5~3，具体取决于所需的带宽[7]。
旋的极坐标是：螺旋的直径，极坐标中的旋转角度，力矩的起始半径，螺旋率，其决定螺旋开口的速度。线的最小工作频率和最高工作频率可以如下计算：螺旋臂起始点与原点之间的距离，从臂末端到臂的距离原点螺旋，波长对应上工作频率，波长对应低工作频率。Ansoft HFSS软件制作的天线的辐射表面如图1所示。数螺旋天线的各自尺寸如下：匝数= 1.5。基米德螺旋天线平面的方程是：极坐标原点曲线上任意点的距离是方位角，即起始角，这是螺旋线起点和原点之间的距离，这是一个称为螺旋增长率的常数。算天线参数的方法是：天线的外径，即天线的内径，
矿用电缆其对应于与较高工作频率相对应的波长。对应于较低工作频率的波长处。旋的曲率半径越小，曲率半径越小。相同的外径条件下，螺旋的总长度越大，端部效应越小，并且胶带保持性能越好。是太小，转弯太多，传输损耗会增加，通常每臂约20转。旋宽度较大，输入阻抗较低。互补结构的理论输入阻抗，结构的实际输入阻抗是左右。果螺旋的宽度大于间隙的宽度，则输入阻抗可以减小[8]。用Ansoft HFSS软件制作的天线辐射面如图2所示。基米德螺旋天线的各个尺寸为：，，匝数= 22.8。伦设计平面中的螺旋天线是平衡对称结构，其进给模式是均衡饮食。线传输线使用同轴电缆。是，虽然同轴线属于超宽带充电器并具有良好的宽带特性，但其电源模式是不平衡电源，因此有必要增加均衡饮食和不平衡饮食之间的转换。设备是巴伦。伦一般分为五种类型：同轴线巴伦，双面微带线巴伦，共面线微带，三线巴伦和商用巴伦。本文中，两线指数梯度并行微带巴伦用于满足宽带平面螺旋天线的宽带和平衡功率要求。行双线分别表示微带线和相应的底板。微带线的底板和微带线本身呈指数级并转换为相同的宽度时，来自其末端的不平衡馈电然后产生平衡的双线并联馈电结构，并在该变换期间进行阻抗变换。种指数梯度线结构平衡 - 不平衡变压器因此可以获得阻抗匹配和非平衡变换。衡[9]。衡 - 不平衡转换器分为两侧，两侧均为微带梯度线。头的宽度不同，连接同轴电缆，端子的宽度逐渐均衡，天线的臂连接。线平行梯度线平衡 - 不平衡变换器结构在图3中示出。
于螺旋天线阿基米德平面的输入阻抗相同，所以它从输入端子传递到图3的端子。作频段的输出。平衡端的线宽可以作为微带线宽度的函数来计算[10]。据唯一性定理和镜像原理，特征阻抗大约是与微带线端口相同宽度的阻抗的两倍。据上面的计算方法，获得了平衡 - 不平衡变换器的参数，[11]。
真结果根据XLPE电缆的局部放电特性，Ansoft HFSS高频电磁仿真软件对螺旋对数天线和阿基米德螺旋天线进行了仿真分析。细分析如下进行。线的介电基板选自环氧树脂板，其介电常数和介电基板的厚度。VSWR驻波比的驻波比率通常用于表征天线与出发之间的充足性。
算公式为：式中：是反射损耗的反射系数。与传输特性阻抗的关系是：其中：天线的输入阻抗;传输的特征阻抗。定螺旋天线电压波如图2所示。4中示出了阿基米德螺旋天线电压驻波。5.增益天线增益是一个综合测量天线能量和方向特性的参数：通常，天线在最大辐射方向上的增益被认为是增益。天线的方向和天线在最大辐射方向上的方向系数作为天线的方向性系数。线在特定方向上的增益G是天线在该方向上的辐射强度与天线的辐射强度之间的比率，该天线以相同的输入功率均匀地朝向空间辐射。：其中U是天线在某个方向上的辐射强度; 12。基米德螺旋天线的三维增益图如图6所示。数螺旋天线的三维增益图如图7所示。据仿真结果，天线阿基米德螺旋的尺寸较小。益最大，结构简单，易于安装和使用。此，设计采用阿基米德螺旋结构实现天线并进行现场测试，天线仿真方案8和物理方案9如下：结论根据天线的局部放电特性交联聚乙烯电缆，Ansoft HFSS高频电磁仿真软件对数螺旋天线和阿基米德螺旋天线进行了仿真分析，仿真结果表明两种天线均具有较高的灵敏度和优越的性能。
效工作频率范围从400 MHz到1 GHz，可以响应不同的性能指标。求并设计了适用于XLPE电缆上PD检测的UHF天线，天线的中心频率为700 MHz，天线在Z轴正方向上具有最大增益值。线平行梯度线巴伦通过同轴电缆供电50.该天线具有超宽带特性。过模拟和测量，在400MHZ 1GHZ的全有效频段内驻波比小于2，增益更高。且灵敏度高，可以更好地接收信号，并能在现场抑制干扰信号，轻松实现阻抗匹配，测试符合要求。基米德螺旋天线具有以下优点：体积小，增益大，结构简单，用于检测XLPE电缆的超高频局部放电信号。天线具有无接触检测部分电缆放电的功能。具有高灵敏度和良好的方向性，可以满足各种性能指标的要求，但也可以隔离工频信号，避免空间环和周期脉冲信号的干扰。
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