CN113871840A - 信号检测天线、方法、系统、装置、检测设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种信号检测天线、方法、系统、装置、检测设备及存储介质。该信号检测天线包括：非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件。信号检测天线中的非对称构件和信号检测构件可以辅助雪花形辐射器检测来自各个方向电力设备辐射的电磁波信号，并且降低下限截止频率提高检测带宽、增大了信号检测天线的增益，使得该信号检测天线可以同时满足带宽、体积、增益和保真度等性能参数的需求。

Description

信号检测天线、方法、系统、装置、检测设备及存储介质

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种信号检测天线、方法、系统、装置、检测设备及存储介质。

背景技术

局部放电对绝缘的破坏作用是一个缓慢发展过程，长期的局部放电会破坏绝缘结构，造成绝缘老化，绝缘失效区域由小变大、由局部扩大到整体，最终发展成贯穿性击穿或沿面闪络而引起突发性绝缘故障。目前，局部放电在线监测方法主要有超声波法和特高频法。其中，特高频法具有灵敏度高和抗干扰能力强的优点，在特高频法局部放电检测系统中，特高频天线是核心部件，其优良性能是成功检测局部放电信号的基本保障。

传统技术中，特高频天线按照形状和原理，大致分为圆盘耦合器、螺旋天线、环形天线、分形天线、Vivaldi天线、微带单极子天线和立体结构天线。但是，这些天线不能同时满足检测过程中对带宽、体积、增益和保真度等性能参数的需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种信号检测天线、方法、系统、装置、检测设备及存储介质。

一种信号检测天线，所述信号检测天线包括：非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件；

所述非对称构件和所述信号传输构件分别设置于所述雪花形辐射器的两端，所述信号传输构件和所述信号检测构件相背设置，所述雪花形辐射器的边界为Koch向外分形曲线结构。

在其中一个实施例中，所述非对称构件为非对称铜条，所述雪花形辐射器为雪花形铜片，所述信号传输构件为信号传输铜条，所述信号检测构件为信号检测铜片。

在其中一个实施例中，所述非对称铜条包括第一铜条和第二铜条，所述第一铜条和第二铜条之间首尾垂直相连，其中，所述第二铜条的一端与所述第一铜条的一端垂直相连，所述第二铜条的另一端与所述雪花形铜片的上端连接。

在其中一个实施例中，所述第一铜条和所述第二铜条的形状均为矩形，且所述第一铜条的长度大于第二铜条的长度，所述第一铜条的宽度小于所述第二铜条的宽度。

在其中一个实施例中，所述信号传输铜条的形状为矩形，且所述信号传输铜条的宽度小于所述第一铜条的宽度和所述第二铜条的宽度。

在其中一个实施例中，所述信号检测天线还包括绝缘板，所述非对称铜条、所述雪花形铜片和所述信号传输铜条均设置于所述绝缘板的正面，所述信号检测铜片设置于所述绝缘板的下部背面。

在其中一个实施例中，所述绝缘板的表面积大于所述非对称铜条、所述雪花形铜片、所述信号传输铜条和所述信号检测铜片的表面积之和。

在其中一个实施例中，所述绝缘板的形状为正方形，且材质为聚四氟乙烯。

一种信号检测方法，所述方法包括：

获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，所述特高频天线为上述任一实施例中的信号检测天线；

对所述电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号。

在其中一个实施例中，所述将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号，包括：

若所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征一致，则将所述电磁波信号确定为所述局部放电信号。

一种信号检测系统，其特征在于，所述系统包括：特高频天线、变压器以及检测设备；

所述特高频天线，用于检测所述变压器辐射的电磁波信号，并将所述电磁波信号发送至所述检测设备，所述特高频天线为上述任一实施例中的信号检测天线；

所述检测设备，用于执行上述信号检测方法中的任一实施例。

一种信号检测装置，所述装置包括：

电磁波信号获取模块，用于获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，所述特高频天线为上述任一实施例中的信号检测天线；

分析处理模块，用于对所述电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

比较模块，用于将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号。

一种检测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，所述特高频天线为上述任一实施例中的信号检测天线；

对所述电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号。

一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，所述特高频天线为上述任一实施例中的信号检测天线；

对所述电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号。

上述信号检测天线、方法、系统、装置、检测设备及存储介质，信号检测天线包括非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件，信号检测天线中的非对称构件和信号检测构件可以辅助雪花形辐射器检测来自各个方向电力设备辐射的电磁波信号，并且降低下限截止频率提高检测带宽、增大了信号检测天线的增益，使得信号检测天线可以同时满足带宽、体积、增益和保真度等性能参数的需求。

附图说明

图1为一个实施例中信号检测天线结构示意图；

图2为一个实施例中信号检测天线的回波损耗仿真结果和实测结果对比图；

图3为一个实施例中信号检测天线的增益仿真结果和实测结果对比图；

图4为一个实施例中信号检测天线的俯仰角和辐射方向图；

图5为一个实施例中信号检测方法的流程示意图；

图6为另一个实施例中信号检测装置的流程示意图；

图7为一个实施例中检测设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的模体进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

通常，利用特高频天线在实验室或者现场检测电力设备的局部放电信号时，特高频天线应该同时满足以下要求：

(1)天线结构简单、平面结构、便于制作、几何尺寸尽可能小、重量尽可能轻，便于移动、安装和调试；

(2)电力设备的背景噪声和电晕脉冲干扰一般在300MHz以下，而局部放电信号能量主要集中的频带范围为300MHz～3GHz，该频带范围以外也会存在局部放电信号能量，只是相对较少，并且300MHz以下会存在比较多的干扰信号，因此，为提高抗干扰能力，天线的下限截止频率应在300MHz以上，并在天线几何尺寸允许或者不增大天线几何尺寸的前提下，尽可能降低天线的下限截止频率，使之能够检测到局部放电信号中更多的低频成分；天线的带宽越宽，可检测到的频率成分就越丰富，获取局部放电信息就越完整，可为后续的缺陷类型识别、严重程度评估、局部放电源定位和放电量标定等提供准确的信息，因此，为了扩大监测带宽，天线的上限截止频率应超过3GHz；

(3)天线在-10dB带宽内应具有稳定的辐射方向图，半功率波束宽度尽可能地宽，便于接收来自于正前方各个方向的局部放电信号；天线增益在工作频带内应尽可能地高，有利于提高天线的灵敏度，从而检测到幅值较小的局部放电脉冲；

(4)局部放电脉冲具有极宽的频率成分和极短的持续时间，属于时域瞬态信号，局部放电检测天线在任何一个频率信号的失真都会导致接收波形的失真，结果是无法不失真地获取局部放电源激励出的原始波形，因此，对特高频天线时域特性的要求是具有良好的局部放电脉冲保形能力，也即高保真度。针对上述特高频天线的四点要求，本实施例提供了一种信号检测天线，详细说明请见具体实施例。

图1为一实施例提供的一种信号检测天线结构示意图，该信号检测天线包括：非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件；非对称构件和信号传输构件分别设置于雪花形辐射器的两端，信号传输构件和信号检测构件相背设置，雪花形辐射器的边界为Koch向外分形曲线结构。

具体的，信号检测天线可以由非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件组成，非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件均可以为金属材料或者复合材料，金属材料如铜、铝、铁等等。非对称构件、信号传输构件和信号检测构件的形状均可以为任意矩形、圆形、椭圆形、畸形等等。

上述非对称构件和信号传输构件分别设置于雪花形辐射器的两端，可以理解为非对称构件和信号传输构件设置于雪花形辐射器的对端处，或者可以理解为非对称构件和信号传输构件设置于雪花形辐射器的任意两端点处。若将非对称构件设置于雪花形辐射器周围任意一位置处，则在雪花形辐射器周围非对称构件所处位置的对端位置处可以设置信号传输构件。雪花形辐射器的边界为对多边形辐射器的边界进行多阶Koch向外分形处理，得到雪花形辐射器的边界为Koch向外分形曲线结构。信号传输构件的背面和信号检测构件的背面可以相对设置，即相背设置。

在本实施例中，上述非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件均可以为平面结构。其中，雪花形辐射器可以检测电力设备辐射的电磁波信号。电力设备可以为发电设备和供电设备，发电设备可以包括变压器、发电机等等，供电设备可以为输电线路、互感器、接触器等等。在本实施例中，可以将电力设备确定为变压器对信号检测天线的实现方式进行解释说明。

其中，上述非对称构件对电磁波信号的上限截止频率影响甚微，可以极大降低下限截止频率，延长天线的有效电流路径，增加天线的电长度，实现天线小型化，有利于保持天线的宽带性能；信号传输构件可以向检测设备传输电磁波信号；信号检测构件可以辅助雪花形辐射器检测来自各个方向的电磁波信号，方向性强，将能量集中在特定角度的能力强，工频带高，增益大灵敏度较好，使得信号检测天线具有稳定的辐射方向图。信号检测天线检测到的电磁波信号具有良好的脉冲保形能力，即高保真度。上述天线小型化可以理解为信号检测天线与传统天线的体积相同时，信号检测天线可以同时满足带宽、体积、增益和保真度等性能参数的需求。

上述信号检测天线包括非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件，信号检测天线中的非对称构件和信号检测构件可以辅助雪花形辐射器检测来自各个方向电力设备辐射的电磁波信号，并且降低下限截止频率提高检测带宽、增大了信号检测天线的增益，使得信号检测天线可以同时满足带宽、体积、增益和保真度等性能参数的需求；同时，信号检测天线的结构简单，重量轻，便于制作、移动和调试，并且通过改变天线尺寸可以降低下限介质频率，提高检测带宽，能够满足电力设备局部放线在线检测超高频检测的要求；另外，信号检测天线还可以在体积保持不变的情况下，能够同时满足特高频天线的多种需求，从而实现了特高频天线的小型化；还有，信号检测天线中的信号传输铜条可以将雪花形铜片检测到的电磁波信号传输至外部检测设备，通过外部检测设备以确定电磁波信号是否为电力设备的局部放电信号，从而在电力设备存在局部放电的情况时，能够及时采取相应措施对电力设备进行检测处理，以提高电力设备的安全性。

作为其中一个实施例，非对称构件为非对称铜条，雪花形辐射器为雪花形铜片，信号传输构件为信号传输铜条，信号检测构件为信号检测铜片。

在本实施例中，为了增加电导率，信号检测天线中的非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件的材料均可以为金属铜，对应的形状可以片状形，也可以为条状形，但是在本实施例中，非对称构件可以为非对称铜条，雪花形辐射器为雪花形铜片，信号传输构件可以为信号传输铜条，信号检测构件可以为信号检测铜片。信号检测铜片的形状可以为矩形、圆形、椭圆形等等，但在本实施例中，可以为矩形铜片。

可以理解的是，上述雪花形铜片是在多边形铜片的基础上制作的。以12边形铜片为例说明雪花形铜片的制作过程，对12边形铜片进行多阶Koch分形，使12边形铜片的表面积增加。在本实施例中，可以对12边形铜片进行二阶Koch分形。

其中，一阶Koch分形的过程可以理解为，将12边形铜片的每个边等分成三份，以中间份为边向12边形铜片的外部方向做等边三角形，增加12边形铜片的表面积，得到一阶Koch分形铜片，即为完成第一次Koch曲线分形迭代，其中，12边形铜片增加的表面积可以等于每个等边三角形的面积之和，等边三角形的边长可以为12边形铜片每个边的边长的1/3；二阶Koch分形的过程可以理解为，将一阶Koch分形铜片的每个边等分成三份，以中间份为边向一阶Koch分形铜片的外部方向做等边三角形，增加一阶Koch分形铜片的表面积，得到二阶Koch分形铜片，即为完成第二次Koch曲线分形迭代。此时信号检测天线产生的辐射方向图将在E面和H面相同，信号检测天线后向辐射将为零。通过Koch分形后，能够使得信号检测天线具有更宽的阻抗带宽和稳定的方向图。上述E面是电磁场中的电场，H面是电磁场中的磁场。

另外，信号检测天线采用雪花形铜片这一渐变结构设置可以使得天线表面吸收的电磁波信号更加平滑而不容易被反射，有利于天线的阻抗匹配，还可以有效扩展带宽。其中，由于雪花形铜片的结构，使得信号检测天线的阻抗主要与自身结构和工作方式有关，其阻抗值在不同频率下也可以不同，因此，可以使信号检测天线要求的天线频带内尽可能的恒定并与外部连接电路阻抗匹配，从而达到最佳的功率传输。

还可以理解的是，信号检测天线中的接地层可以设置较低的介电常数，以便有利于扩展带宽和改善方向特性。其中，上述辐射层可以为雪花形铜片，接地层可以理解为信号检测天线的外壳。

上述信号检测天线包括非对称铜条、雪花形铜片、信号传输铜条和信号检测铜片，信号检测天线中的非对称铜条和信号检测铜片可以辅助雪花形铜片检测来自各个方向电力设备辐射的电磁波信号，并且降低下限截止频率提高检测带宽、增大了信号检测天线的增益，使得信号检测天线可以同时满足带宽、体积、增益和保真度等性能参数的需求；同时，信号检测天线中的信号传输铜条可以将雪花形铜片检测到的电磁波信号传输至外部检测设备，通过外部检测设备以确定电磁波是否为电力设备的局部放电信号，从而在电力设备存在局部放电的情况时，能够及时采取相应措施对电力设备进行检测处理，以提高电力设备的安全性。

作为其中一个实施例，非对称铜条包括第一铜条和第二铜条，第一铜条和第二铜条之间首尾垂直相连，其中，第二铜条的一端与第一铜条的一端垂直相连，第二铜条的另一端与雪花形铜片的上端连接。

可以理解的是，非对称铜条可以通过两个铜条组成，即第一铜条和第二铜条，第一铜条和第二铜条的形状可以类似，均可以为矩形、圆形或者椭圆形等等，但是第一铜条和第二铜条的尺寸可以不同。若第一铜条和第二铜条的形状为矩形时，第一铜条和第二铜条的尺寸可以通过长度和宽度描述，若第一铜条和第二铜条的形状为圆形时，第一铜条和第二铜条的尺寸可以通过半径或者直径描述，若第一铜条和第二铜条的形状为椭圆形时，第一铜条和第二铜条的尺寸可以通过长轴或者短轴描述。

其中，上述第一铜条和第二铜条之间具体连接方式可以为首尾相连。第一铜条和第二铜条相连后两者之间的夹角可以为任意值，对此可以不做限定。将第一铜条和第二铜条相连后组成的非对称结构的任意一端可以与雪花形铜片连接。上述连接方式可以为螺栓连接、铆钉连接、焊接或者粘接等方式。上述第二铜条和第一铜条的命名可以交换设置，对此不做限定。

在本实施例中，第一铜条和第二铜条之间可以设置为首尾垂直相连，也就是，第一铜条和第二铜条相连后两者之间的夹角为90°。第二铜条的一端与第一铜条的一端垂直相连，第二铜条的另一端与雪花形铜片的上端可以连接。在本实施例中，信号检测天线中两两结构之间的连接方式可以为两两结构的端点相挨，或者相叠放在一起的方式，这种连接方式也可以使得两两结构之间导通，并且不需要用其它辅助材料或者组件连接，使得信号检测天线的制作简单。

还可以理解的是，将雪花形铜片周围任意一点可以设定为雪花形铜片的上端，且雪花形铜片周围该点的对端点处可以理解为雪花形铜片的下端，雪花形铜片的上端可以下端的位置并不固定，但是，只要一端固定，另外一端也可固定。

上述信号检测天线中的非对称铜条可以极大降低下限截止频率，延长天线的有效电流路径，增加天线的电长度，实现天线小型化，有利于保持天线的宽带性能，使其能够适用于局部放电高频检测。

作为其中一个实施例，第一铜条和第二铜条的形状均为矩形，且第一铜条的长度大于第二铜条的长度，第一铜条的宽度小于第二铜条的宽度。

在本实施例中，上述第一铜条和第二铜条的形状可以均为矩形。第一铜条和第二铜条的尺寸可以不同，本实施例固定第一铜条的长度大于第二铜条的长度，第一铜条的宽度小于第二铜条的宽度。其中，可以将第一铜条的长度设定为60mm，第一铜条的宽度设定为5mm，第二铜条的长度设定为24mm，第二铜条的宽度设定为12mm，但是，第一铜条、第二铜条的长度和宽度也可以设置为其它大小，只要长度和宽度的比例相同即可。若第一铜条和第二铜条设置为上述尺寸，则生成雪花形铜片的原始铜片的每个边的边长可以设定为20mm，原始铜片为12边形铜片，原始铜片的每个边可以称为单极子。

其中，信号传输铜条的形状为矩形，且信号传输铜条的宽度小于第一铜条的宽度和第二铜条的宽度。

在本实施例中，信号传输铜条可以为细长形状，也可以理解为矩形形状，信号传输铜条的长度可以设定为50.7mm，宽度可以设定为3mm，信号传输铜条的长度和宽度也可以设置为其它大小，只要长度和宽度的比例相同即可。信号传输铜条的任意一端可以与雪花形铜片的下端连接，信号传输铜条的另一端可以连接外部检测设备。

本实施例中的信号检测天线可以包括信号传输铜片，信号传输铜条可以将雪花形铜片检测到的电磁波信号传输至外部检测设备，通过外部检测设备以确定电磁波是否为电力设备的局部放电信号，从而在电力设备存在局部放电的情况时，能够及时采取相应措施对电力设备进行检测处理，以提高电力设备的安全性。

上述信号检测天线中，通过第一铜条和第二铜条组成非对称铜条，可以极大降低下限截止频率，延长天线的有效电流路径，增加天线的电长度，实现天线小型化，有利于保持天线的宽带性能。

作为其中一个实施例，信号检测天线还包括绝缘板，非对称铜条、雪花形铜片和信号传输铜条均设置于绝缘板的正面，信号检测铜片设置于绝缘板的下部背面。

在本实施例中，信号检测天线还可以包括绝缘板，绝缘板可以设置于信号传输铜条和信号检测铜片的中间位置，且雪花形铜片和信号传输铜条可以设置在绝缘板的同一面。绝缘板的形状可以为圆形、椭圆形和矩形。绝缘板也可以称为电介质层。可选的，绝缘板由绝缘材料制成，如聚碳酸酯、麦拉、尼龙等，可以根据实际情况灵活选用绝缘材料。继续参见图1所示，图1中的白色部分可以为绝缘板的结构示意图。

可以理解的是，绝缘板的表面积可以大于、等于或者小于非对称铜条、雪花形铜片、信号传输铜条和信号检测铜片的表面积之和。为了提高信号检测天线的绝缘性能，通常，绝缘板的表面积大于或者等于非对称铜条、雪花形铜片、信号传输铜条和信号检测铜片的表面积之和。

但是在本实施例中，绝缘板的表面积大于非对称铜条、雪花形铜片、信号传输铜条和信号检测铜片的表面积之和。

另外，在本实施例中，可以将信号检测铜片的长度可以设定为120mm，宽度可以设定为49mm，信号检测铜片的长度和宽度也可以设置为其它大小，只要长度和宽度的比例相同即可。

其中，绝缘板的形状为正方形，且材质为聚四氟乙烯。

在本实施例中，绝缘板可以设置为正方形形状，绝缘板的边长可以设定为120mm，绝缘板的边长也可以设置为其它大小，只要各边长相等即可。为了使绝缘有更好的物理化学性能，绝缘板采用聚四氟乙烯材料。

在本实施例中，上述信号检测天线的几何尺寸可以根据需求制作成任意尺寸，频带范围可以为0.65GHz到3.2GHz，以便有效接收电力设备局部放电时产生的超高频信号，有较高的信噪比，信噪比可以小于3，方向性可以大于等于180度，这样可以及时发现局部放电问题。在对信号检测天线设置上述参数的基础上对信号检测天线进行仿真实验，获取到信号检测天线的增益可以为3.76dBi，辐射效率可以为94.5％，信号检测天线的仿真回波损耗和实测回波损耗可以通过图2所示(图中S11表示回波损耗)，信号检测天线的仿真增益和实测增益可以通过图3所示，将信号检测天线的频率设置为2.0GHz时的辐射方向图可以通过图4所示。图4中最大的圆圈可以表示0°-360°之间的辐射方向角，图中的0、-10、-20、-30和-40表示信号检测天线的增益，两条闭合虚曲线可以表示接收信号检测天线的俯仰角，最大的圆圈内部的闭合实曲线表示接收信号检测天线的方位角，从而可得，信号检测天线的辐射方向图具有近似的对称性，图4表示信号检测天线的俯仰角分量在2.0GHz频率时较为稳定，呈类“8”字形。根据以上仿真结果可得，信号检测天线的性能较高。

上述信号检测天线还包括绝缘板，并且将绝缘板的尺寸和材料设置成最佳尺寸和材料，可以极大程度上提高信号检测天线的绝缘性能。

图5为一实施例提供的信号检测方法的流程示意图，以该方法应用于检测设备为例进行说明，包括以下步骤：

S100、获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，特高频天线为上述图1对应实施例中的信号检测天线。

具体的，信号检测天线可以检测电力设备辐射的电磁波信号，并将检测到的电磁波信号通过信号传输铜条传输至检测设备，检测设备接收该电磁波信号。进一步检测设备可以对电磁波信号进行一系列处理，以确定电磁波信号是否为电力设备的局部放电信号。上述电力设备可以为发电设备和供电设备，发电设备可以包括变压器、发电机等等，供电设备可以为输电线路、互感器、接触器等等，在本实施例中，可以将电力设备确定为变压器对信号检测天线的实现方式进行解释说明。

S200、对电磁波信号进行分析处理，得到分析结果。

具体的，检测设备可以对电磁波信号进行分析处理，得到分析结果。在本实施例中，分析处理可以包括检波、放大、滤波、分离、分类等处理，分析处理时，可以对电磁波信号先进行检波、放大、滤波，这三者之间的执行顺序可以相互交换，在此基础上，再对得到的信号进行分离和分类处理，这两者之间，先执行分离处理后执行分类处理。可选的，上述分析结果也可以为分析后的信号。

S300、将分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号。

具体的，检测设备可以将分析后的信号的特征与检测设备数据库中预先存储的标准局部放电谱图的谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号。比较可以理解为特征比对。比较结果可以包括分析结果的特征与标准局部放电谱图特征一致和分析结果的特征与标准局部放电谱图特征不一致。

其中，上述S300中将分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号的步骤，可以包括：若分析结果的特征与标准局部放电谱图特征一致，则将电磁波信号确定为局部放电信号。

在本实施例中，若检测设备比较后，确定分析结果的特征与标准局部放电谱图特征一致，此时，电磁波信号可以确定为局部放电信号。

上述信号检测方法中，获取特高频天线检测到的电磁波信号，对电磁波信号进行分析处理，得到分析结果，将分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号；该方法可以通过特高频天线检测电磁波信号，并能够对电磁波信号进行一系列处理，从而确定电磁波信号是否为局部放电信号，当确定电磁波信号为局部放电信号时，能够及时采取相应措施对电力设备进行检测处理，以提高电力设备的安全性，另外，通过同时满足带宽、体积、增益和保真度等性能参数需求的特高频天线检测全方向的电磁波信号，能够更准确的确定局部放电信号。

另一实施例提供的一种信号检测系统；信号检测系统包括特高频天线、变压器以及检测设备；

特高频天线，用于检测变压器辐射的电磁波信号，并将电磁波信号发送至检测设备，特高频天线为上述图1对应实施例中的信号检测天线；

检测设备，用于执行上述图5对应实施例中的方法。

具体的，由于特高频天线的小型化结构，因此，特高频天线可以适合安装于变压器的箱体内壁上，并且对变压器的安全运行不产生任何影像，可以满足现场检测需求。通常，特高频天线中的信号传输铜条的下端可以引出导线与检测设备连接，进一步使检测设备对电磁波信号进行分析处理。信号传输铜条的下端可以为未连接雪花形铜片的一端。上述检测设备可以包括传感器、放大器、检波器、滤波器、信号分离器、分类器等设备。

本实施例提供的信号检测系统，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种信号检测装置，包括：电磁波信号获取模块11、分析处理模块12和比较模块13，其中：

电磁波信号获取模块11，用于获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，特高频天线为上述图1对应实施例中的信号检测天线；

分析处理模块12，用于对电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

比较模块13，用于将分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号

本实施例提供的信号检测装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，比较模块13具体用于在分析结果的特征与标准局部放电谱图特征一致时，将电磁波信号确定为局部放电信号。

本实施例提供的信号检测装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

关于信号检测装置的具体限定可以参见上文中对于信号检测方法的限定，在此不再赘述。上述信号检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于服务器中的处理器中，也可以以软件形式存储于服务器中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种检测设备，该检测设备内部结构图可以如图7所示。该检测设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该检测设备的处理器用于提供计算和控制能力。该检测设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该检测设备的数据库用于存储电磁波信号和标准局部放电谱图。该检测设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种信号检测方法。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的服务器的限定，具体的服务器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种检测设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，特高频天线为上述图1对应实施例中的信号检测天线；

对电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

将分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号。

在一个实施例中，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，特高频天线为上述图1对应实施例中的信号检测天线；

对电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

将分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定电磁波信号为局部放电信号。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种信号检测天线，其特征在于，所述信号检测天线包括：非对称构件、雪花形辐射器、信号传输构件和信号检测构件；

所述非对称构件和所述信号传输构件分别设置于所述雪花形辐射器的两端，所述信号传输构件和所述信号检测构件相背设置，所述雪花形辐射器的边界为Koch向外分形曲线结构。

2.根据权利要求1所述的信号检测天线，其特征在于，所述非对称构件为非对称铜条，所述雪花形辐射器为雪花形铜片，所述信号传输构件为信号传输铜条，所述信号检测构件为信号检测铜片。

3.根据权利要求2所述的信号检测天线，其特征在于，所述非对称铜条包括第一铜条和第二铜条，所述第一铜条和第二铜条之间首尾垂直相连，其中，所述第二铜条的一端与所述第一铜条的一端垂直相连，所述第二铜条的另一端与所述雪花形铜片的上端连接。

4.根据权利要求3所述的信号检测天线，其特征在于，所述第一铜条和所述第二铜条的形状均为矩形，且所述第一铜条的长度大于第二铜条的长度，所述第一铜条的宽度小于所述第二铜条的宽度。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的信号检测天线，其特征在于，所述信号传输铜条的形状为矩形，且所述信号传输铜条的宽度小于所述第一铜条的宽度和所述第二铜条的宽度。

6.根据权利要求1所述的信号检测天线，其特征在于，所述信号检测天线还包括绝缘板，所述非对称铜条、所述雪花形铜片和所述信号传输铜条均设置于所述绝缘板的正面，所述信号检测铜片设置于所述绝缘板的下部背面。

7.根据权利要求6所述的信号检测天线，其特征在于，所述绝缘板的表面积大于所述非对称铜条、所述雪花形铜片、所述信号传输铜条和所述信号检测铜片的表面积之和。

8.根据权利要求7中任一项所述的信号检测天线，其特征在于，所述绝缘板的形状为正方形，且材质为聚四氟乙烯。

9.一种信号检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，所述特高频天线为上述权利要求1-8中任一项所述的信号检测天线；

对所述电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号，包括：

若所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征一致，则将所述电磁波信号确定为所述局部放电信号。

11.一种信号检测系统，其特征在于，所述系统包括：特高频天线、变压器以及检测设备；

所述特高频天线，用于检测所述变压器辐射的电磁波信号，并将所述电磁波信号发送至所述检测设备，所述特高频天线为上述权利要求1-8中任一项所述的信号检测天线；

所述检测设备，用于执行权利要求9-10中任一项所述的方法。

12.一种信号检测装置，其特征在于，所述装置包括：

电磁波信号获取模块，用于获取特高频天线检测到的电磁波信号；其中，所述特高频天线为上述权利要求1-8中所述的信号检测天线；

分析处理模块，用于对所述电磁波信号进行分析处理，得到分析结果；

比较模块，用于将所述分析结果的特征与标准局部放电谱图特征进行比较，并根据比较结果确定所述电磁波信号为局部放电信号。

13.一种检测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求9-10中任一项所述方法的步骤。

14.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求9-10中任一项所述方法的步骤。

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