破局电力通信瓶颈：高压放大器如何赋能高压监测技术革新

实验名称：高压放大器在电力线载波通信及高压监测中的应用

实验方向：高压监测、电力线载波通信、卷积神经网络

实验设备：ATA-2161高压放大器、信号发生器、“电容器内LED”器件、示波器、硅雪崩光电探测器、电脑

实验目的：采用信号发生器+功率放大器输出交流高压，实现“电容器内LED”器件的无线点亮，通过采集LED的发光特性反推高压源的电压参数（幅度频率），并实现“电容器内LED”器件的无线点亮，通过采集LED的发光波形实现电力线载波通信。

实验过程：

1、采用信号发生器+高压放大器输出频率幅度固定的交流高压信号，该信号在导线周围产生相应分布的电场；

2、将具有外金属极板1/内金属极板1-LED-内金属极板2/外金属极板2结构的“电容器内LED”器件置于导线下方，利用电磁感应的方式“无线”驱动LED发光；

3、采用硅雪崩光电探测器接受LED的亮度信号并转换成电压信号并实时显示在示波器上，电脑同步处理采集的波形，实现高压源的电压参数的检测及电力线载波通信

实验结果：

提出的“电容器内LED”在不需要外部电源的情况下，可以将高压线上的高压转换成光脉冲，从而实现自供电的高压检测。该方法可以灵敏地提取高压幅值，拟合优度高达0.99967。此外，来自器件产生的光脉冲波形可以精准反映高压线上的谐波污染，从而导致输出光脉冲的分裂。

建立了一个1D-CNN，能够识别高压线路上的谐波污染，正确率为94.53%。此外，由于器件对电势变化率的高灵敏度，能够准确地解调高压线路上携带的信息，并将其应用于电力线载波通信中。

实验中用到的ATA-2161高压放大器的参数指标：

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审核编辑 黄宇