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气体绝缘组合开关(GIS-Gas Insulated switchgear)在电力系统中已广泛应用,然而GIS的运行有诸多不稳定因素,局部放电是引起GIS故障的主要原因之一。近年来,特高频(UHF-Ultra high frequency)局部放电检测法以其检测灵敏度高、不易受外部因素影响等优点,成为判断GIS故障的重要手段。作为特高频检测法的传感部件,特高频微带天线直接影响检测准确性和灵敏度,其设计与性能分析也成为研究热点。本文主要研究了GIS孔缝对检测天线的影响。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS,建立微带天线检测GIS的仿真模型,对外置检测天线在GIS结构外部不同位置处的性能进行分析研究,并对仿真结果进行实验验证。本文首先介绍了局部放电的产生机理和研究意义,简述了检测局部放电特高频检测天线的发展现状,并对特高频检测天线的基本参数和设计原理进行了简单的介绍。基于实际应用的GIS结构,利用电磁仿真软件Ansoft HFSS,建立一个用微带天线来检测GIS局部放电的仿真模型,对天线与GIS缝隙之间的前后距离、左右距离和上下距离进行仿真,分析了特高频微带天线的谐振频率、带宽、谐振频率上的S11等参数。最后根据仿真模型用矢量网络分析仪对微带天线检测GIS模型进行实验测量,对实验结果进行分析,得出实验结果与仿真结果变化趋势基本一致。根据仿真和实验结果,可以得出以下结论:随着天线与GIS缝隙前后距离的增大,天线的带宽不断增大,最后趋于稳定;天线的谐振频率不断减小,最后趋于1.5GHz;天线谐振频率上的S11不断减小。随着天线与GIS缝隙左右距离的不断增大,天线的带宽先增大后减小;天线的谐振频率先增大后减小;天线谐振频率的S11先增大后减小。随着天线与GIS缝隙上下距离的增大,天线的谐振频率不断减小;天线的带宽先增大后减小。