基于平面螺旋天线和LabVIEW软件平台的超高频法局部放电研究的开题报告

基于平面螺旋天线和LabVIEW软件平台的超高频法局部放电研究的开题报告一、研究背景与意义局部放电是高压设备中普遍存在的一种故障，它不仅会导致设备的损坏，还会给人类带来生命安全的威胁。因此，对局部放电进行研究具有重要的实用价值。目前，已有许多研究者在局部放电领域进行了深入的探索和实验，但是局部放电信号的检测和诊断仍然存在着一定的难度和局限性。超高频（UHF）法是一种基于无线电波的局部放电检测方法，它具有高灵敏度、高可靠性、高定位精度等优点。目前，基于UHF法的局部放电检测系统已经逐渐成为了一种广泛应用的监测手段。然而，UHF法局部放电检测系统中的接收天线是实现高灵敏度的关键因素，因此建立一种性能优异的接收天线对于UHF法局部放电检测系统的发展至关重要。基于平面螺旋天线的局部放电检测系统已经在国内外得到了广泛的应用，它具有结构简单、宽带性好、频率稳定等特点。同时，基于LabVIEW软件平台可以快速建立UHF法局部放电检测系统的数据处理程序，实现检测信号的转换、滤波、分析等功能。因此，在这两个方面进行综合研究，对于提高UHF法局部放电检测技术的可靠性和准确性具有重要的意义。二、研究内容和方法本研究旨在建立一种基于平面螺旋天线和LabVIEW软件平台的UHF法局部放电检测系统，实现对高压设备中局部放电信号的快速、精确检测。具体研究内容如下：1、设计平面螺旋天线。通过分析不同结构、不同尺寸的平面螺旋天线的性能，确定最佳结构和尺寸参数，以满足系统灵敏度和带宽的要求。2、建立UHF法局部放电检测系统。采用高速数据采集卡，实现局部放电信号的快速采集和传输。同时，结合LabVIEW软件平台，实现数据预处理、滤波、分析、诊断等功能。3、进行实验验证。通过模拟不同电气环境下的局部放电信号，对系统进行验证和优化。同时，进行实际设备的局部放电检测和诊断实验，评估系统的可靠性和准确性。三、研究预期成果本研究的预期成果如下：1、设计并制作一种性能优异的基于平面螺旋天线的UHF法局部放电检测系统。2、基于LabVIEW软件平台，实现UHF法局部放电检测系统的数据处理和分析。提供可视化的监测软件，并具有良好的实时性和稳定性。3、通过实验验证，评估系统的性能和可靠性。并在实际应用中取得一定的效果和经验。四、研究进度计划本研究计划分为以下几个阶段：1、文献综述和基础理论研究。包括局部放电检测技术的发展现状、UHF法局部放电检测技术的原理和特点、平面螺旋天线的结构和性能、LabVIEW软件平台的基础知识和应用等方面的综述。2、设计和制作平面螺旋天线。通过仿真和实验优化设计参数，采用3D打印等加工手段制作天线，评估其性能和稳定性，并与国内外同类天线进行比较和分析。3、建立UHF法局部放电检测系统。选择合适的数据采集卡和信号处理方法，结合LabVIEW软件平台建立UHF法局部放电检测系统。进行系统测试和优化，开发出实用可行的检测软件。4、进行实验验证。仿真不同电气环境下的局部放电信号，利用实际设备进行检测和诊断，评估系统的可靠性和准确性，同时进行实验优化和性能提升。最终撰写毕业论文，完善实验数据和成果报告。预计全过程需要一年左右的时间，具体进度如下表所示：时间节点计划内容第1-2个月文献综述和基础理论研究第3-5个月设计和制作平面螺旋天线第6-8个月建立UHF法局部放电检测系统第9-11个月进行实验验证和性能提升第12个月撰写毕业论文五、参考文献[1]Y.Wei,X.Li,Z.Liu,H.Sun,Designandoptimizationofbroadbandspiralantenna.IEEEInternationalConferenceonWirelessCommunicationsandSignalProcessing(WCSP),Nov.2017.[2]T.A.C.Jr,E.Matioli,A.D.F.Silvaa,etal.PartialdischargediagnosisbyUHFmethodonhighvoltagepowertransformerswithdifferentlevelsofelectriccharge.ElectricalPowerandEnergyConference(EPEC),Oct.2019.[3]H.S.Safaa,H.C.Kim,S.S.Jeon,Multi-bandplanarspiralantennaforportablewirelessLANdevices.InternationalConferenceonInformationandCommunicationTechnologyConvergence(ICTC),Oct.2018.[4]B.Liu,X.Wang,W.Gao,etal.DesignofsmallsizeUHFantennaforpartialdischargedetectioninhighvoltageequipment.IEEE11thInternationalSymposiumonCommunicationSystems,NetworksandDigitalSignalProcessing(CSNDSP),Jul.2018.[5]N.Ayub,D.Rehman,A.Gulzar,etal.LabVIEW-basedpartialdischargedetectionsystemforHVgenerators.JournalofInstrumentation,vol.15,no.5,pp.1-18,2020.[6]M.Campayo,O.Larruskain,J.M.Martinez-Tarrazona,etal