實(shí)驗(yàn)名稱：ATA-2161高壓放大器在無接觸型高壓檢測(cè)裝置中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在本工作中提出了一種抗干擾能力強(qiáng)的自供電高壓監(jiān)測(cè)器件，即麥克斯韋位移電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（MDC-LED）所產(chǎn)生的光信號(hào)判斷高壓信號(hào)的變化。通過仿真與實(shí)驗(yàn)證明了MDC-LED可以重組電力線附近的電場(chǎng)，產(chǎn)生近似均勻的電場(chǎng)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。由于MDC-LED對(duì)交變電場(chǎng)的高度敏感性，設(shè)計(jì)了2D-CNN模型來識(shí)別高壓線路上的污染，準(zhǔn)確率為94.67%。同時(shí)，設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)電力線的振動(dòng)頻率和振幅。

研究方向：自供電光電器件

測(cè)試設(shè)備：ATA-2161高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器，高壓產(chǎn)生器，雪崩二極管，示波器等。

實(shí)驗(yàn)過程：

MDC-LED放置在高壓線下，外部電極和高壓線之間沒有電接觸。第二電極/LED/第三電極夾在第一電極和第四電極之間，空氣作為間隙介質(zhì)。此外，LED的電致發(fā)光特性對(duì)于監(jiān)控高壓信號(hào)的結(jié)果非常重要。當(dāng)?shù)皖l電信號(hào)通過高壓線傳輸時(shí)，在高壓線和地之間產(chǎn)生交變電場(chǎng)。該電場(chǎng)被第一電極和第四電極重構(gòu)為近勻強(qiáng)電場(chǎng)，并且LED在麥克斯韋位移電流的驅(qū)動(dòng)下周期性發(fā)光。由于LED對(duì)動(dòng)態(tài)電位差的高度敏感性，高壓線上的電壓直接反映在光信號(hào)中。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

電力系統(tǒng)多樣化和復(fù)雜化的趨勢(shì)導(dǎo)致大量具有非線性和不平衡運(yùn)行特性的設(shè)備/負(fù)載被整合到電網(wǎng)中，從而導(dǎo)致電力污染，顯著降低電源效率。為了證明MDC-LED檢測(cè)電信號(hào)污染的能力，我們將四次、六次和八次諧波(被認(rèn)為是高頻小信號(hào))引入高壓信號(hào)中，以觀察發(fā)光波形的變化。當(dāng)沒有諧波污染引入時(shí)，只能觀察到一個(gè)EL脈沖。然而，隨著諧波的引入，原始發(fā)光脈沖分裂成多個(gè)子脈沖。子脈沖的數(shù)量、寬度和峰值都隨電污染的類型而變化。

室外架設(shè)的輸電線路除了諧波污染外，還不可避免地會(huì)受到外界振動(dòng)的干擾，比如大風(fēng)、人為晃動(dòng)等引起的干擾。在實(shí)驗(yàn)中使用振動(dòng)器在0Hz至4Hz的頻率范圍內(nèi)誘發(fā)高壓線振動(dòng)。然后，通過使用算法將實(shí)際振動(dòng)頻率與預(yù)測(cè)振動(dòng)頻率進(jìn)行比較，對(duì)EL輸出的包絡(luò)進(jìn)行量化，可以以97.98%的準(zhǔn)確度正確地區(qū)分振動(dòng)頻率。此外，開發(fā)了一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)來提取高壓線的振動(dòng)幅度和頻率，并允許設(shè)置合理的閾值來警告異常工作狀態(tài)。

功率放大器推薦：ATA-2161高壓放大器

圖：ATA-2161高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇