圆盘形电容耦合传感器简介及应用领域

1.结构及特点

分单极板圆盘传感器和双极板圆盘传感器，示意图如图18-15a～d所示。

圆盘电极与GIS接地法兰之间距离小，可视为一种圆形微带天线。馈电杆联结圆盘电极与高频同轴输出线（采用N型接头），作为传感器的信号正极。高频同轴线的屏蔽层与GIS外壳相连，作为信号输出的接地端。

在单极板圆盘传感器基础上发展的双极板圆盘传感器，有可能获得更好的接收性能（如：较宽的频带和较高的U₂/U₀输出）。

圆盘形电容耦合传感器的频率响应特性（见图18-11b）比较平坦[56]。国外一些公司对此都进行了研究并有工程适用的研究成果[57]，国内如西安西电开关电气有限公司也将它用于一些GIS工程。

圆盘形传感器的频率响应随板半径R而变化（见图18-11b），因此应对圆盘的不同半径R值通过计算优化设计，以得到在较宽频带内有尽可能高的U₂/U₀输出值。

2.传感器阻抗

天线有最大输出功率的条件是回路阻抗为共轭匹配，如18.3.6.2款所述，条件是R_g+jX_g=R_in+jX_n。

了解天线内阻抗Z_g才能使其与输入阻抗Z_in实现匹配，以获得最大功率输出：

圆盘形电容耦合传感器内阻抗Z_g：(www.zuozong.com)

计算示例：

当R=70mm（0.07m），在f=1.5GHz时，有

该传感器在f=1.5GHz时的特性阻抗为：

图18-15 圆盘形传感器

3.传感器引线阻抗Z_d

传感器中有一小段馈电杆与GIS外壳支筒壁构成一段长L_d的同轴传输线，参考文献[55]、[56]指出：在L_d=13～60mm时，Z_d=200～250Ω，可供研究参考。