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Bioinspired Ultrahigh Frequency Antenna for Partial Discharge Detection in High-Voltage Equipment
Indexado
WoS WOS:001270330900004
Scopus SCOPUS_ID:85197555216
DOI 10.1109/TIM.2024.3421437
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



The detection of partial discharges (PDs) is vital to evaluate the condition of the insulation systems in high-voltage equipment. Although various methods exist to measure the presence of PD, ultrahigh frequency (UHF) approaches have been widely adopted due to their ease of application and their ability to perform measurements without the need for direct galvanic contact with the equipment under test. One of the main challenges with these measurement methods is having sensors with adequate dimensions, bandwidth, and gain, to efficiently measure, in any environment, the electromagnetic (EM) emissions that propagate from the PD pulses even if they are of very low magnitude. This article presents the development of a new bioinspired antenna based on the structural characteristics of the antennae of the Antheraea Polyphemus moth. The bioinspired parameters of the proposed antenna were carefully adjusted to obtain a portable antenna (27.4 x 14.4 cm), with an average gain of 3.07 dBi (between 1.36 and 4.45 dBi) and a bandwidth that covers the entire frequency spectrum, where the most important spectral power contents of PD are emitted (1750 MHz below -10 dB). The results obtained confirm that the proposed antenna is more sensitive than others, such as the Vivaldi antenna or the monopole antenna, commonly used in UHF PD measurements, since it allows accurate temporal and spectral differentiation of the PD pulses, even when the PD is of low magnitude.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Instruments & Instrumentation
Engineering, Electrical & Electronic
Scopus
Electrical And Electronic Engineering
Instrumentation
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Ardila-Rey, Jorge Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 Figueroa Karmelic, Daniel - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 Pizarro, Francisco Hombre Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile
4 Govindarajan, Suganya - Kings College of Engineering - India
5 Albuquerque de Castro, Bruno Hombre Sao Paulo State Univ UNESP - Brasil
Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho" - Brasil
6 Schurch, Roger Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondef
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Universidad Técnica Federico Santa María
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) through Fondecyt regular
Fondef ID22I10153

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported by Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) through Fondecyt regular 1230135 and 1242037 and Fondef ID22I10153.
This work was supported by Agencia Nacional de Investigaci\u00F3n y Desarrollo (ANID) through Fondecyt regular 1230135 and 1242037 and Fondef ID22I10153; (Corresponding Author: Jorge Alfredo Ardila-Rey) Jorge Alfredo Ardila-Rey, Daniel Figueroa and Roger Schurch are with Department of Electrical Engineering, Universidad T\u00E9cnica Federico Santa Mar\u00EDa, Av. Vicu\u00F1a Mackenna 3939, Santiago de Chile 8940000, Chile. (Email: jorge.ardila@usm.cl).

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