整個20世紀(jì)，電能已經(jīng)變得無處不在，成為了日常生活的必需品。不難想象，如今支持我們每天的電能需求的電力網(wǎng)絡(luò)極為復(fù)雜。人們需要處理多種問題，如維護(hù)或替換老舊的系統(tǒng)、連接舊設(shè)施和新的綠色發(fā)電解決方案、支持和應(yīng)對能源需求的波動、長距離傳輸能源、擁擠地區(qū)的輸配電和對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以及保證客戶的整體滿意度。

　　在過去的幾十年里，電力服務(wù)中斷一直是人們關(guān)注的焦點，并推動了監(jiān)測、預(yù)測和預(yù)防設(shè)備問題的研究。

　　一種被稱為局部放電(PD)的物理現(xiàn)象已經(jīng)被用于檢測這些問題。

　　本文將簡要介紹局部放電的概念和優(yōu)點，以及不同的捕捉技術(shù)，著重介紹超高頻 (UHF)系統(tǒng)，特別是其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，介紹構(gòu)建這種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解決方案。

　　局部放電概念

　　局部放電是發(fā)生在電氣設(shè)備(電纜、開關(guān)設(shè)備、斷路器等)絕緣層的放電。由于這種放電沒有完全連接兩個導(dǎo)電端子，因此被稱為局部放電。

　　為何檢測局部放電

　　局部放電可能發(fā)生在電網(wǎng)的許多部分，通常是傳輸高壓并被某種絕緣介質(zhì)(固體、液體、空氣)包圍的地方。由于局部放電的局部性和重復(fù)性，隨著時間的推移將導(dǎo)致變壓器、電力線纜和附件的絕緣損壞。

　　人們可以通過局部電網(wǎng)的中斷盡早發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行預(yù)防性更換，對電力用戶產(chǎn)生最小的影響。此外，通過確定局部放電的位置，有助于快速發(fā)現(xiàn)和解決問題。這對于地下部分特別有用，因為挖掘的成本高昂，還會產(chǎn)生如道路封閉等其他的影響。

　　如何檢測并定位局部放電

　　原則上，UHF局部放電檢測器可監(jiān)測產(chǎn)生的短放電脈沖(通常持續(xù)幾納秒)。由于脈沖時間非常短，放電信號的頻率范圍可從直流跨越到幾GHz。使用信號的UHF部分有很多優(yōu)點。這個頻段受干擾的影響小，且更容易采取減少干擾的措施。

　　此外，采用最新的UHF傳感器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)可實現(xiàn)高靈敏度，而且UHF檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)更好的定位精度和默認(rèn)模式識別。對于電網(wǎng)監(jiān)視，這意味著能更好地找出故障發(fā)生的位置，并評估它的影響。

　　UHF 采集系統(tǒng)是檢測性能的關(guān)鍵

　　采集系統(tǒng)的目標(biāo)是準(zhǔn)確捕獲包含局部放電信息的局部放電傳感器的模擬輸出。經(jīng)過信號調(diào)理環(huán)節(jié)后，模擬信號被轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，然后被處理，以判斷是否發(fā)生局部放電，并獲取局部放電的位置和任何其他感興趣的參數(shù)。

　　采集系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件之一是ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)， 用于將傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成主機(jī)PC能夠處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。由于局部放電的脈沖特性，其UHF分量可達(dá)到1ns以下的瞬態(tài)時間。為了準(zhǔn)確捕獲脈沖，需要考慮ADC的多個參數(shù)：

　　·-3dB模擬輸入帶寬

　　·分辨率：可理解為垂直(電壓)分辨率

　　·采樣速度：可理解為水平(時間)分辨率

　　·通道數(shù)：可理解為可用采集通道的數(shù)量

　　成熟的產(chǎn)品方案解決商

　　Teledyne面向局部放電設(shè)備制造商提供兩種解決方案：

　　Teledyne SP Devices開發(fā)高性能數(shù)字采集卡(數(shù)字化儀)。位于瑞典的Teledyne SP Devices在過去的15年里一直致力于開發(fā)高速數(shù)字化儀，專注于高速解決方案及其靈活性，使客戶能根據(jù)特定的應(yīng)用情況優(yōu)化數(shù)字化儀。

　　Teledyne e2v開發(fā)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。位于法國的Teledyne e2v在過去的25年里一直致力于開發(fā)高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，并一直在高速四通道ADC技術(shù)上保持業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。Teledyne e2v行業(yè)經(jīng)驗豐富，為客戶提供頂級信號處理解決方案和微處理器產(chǎn)品。

　　此外，Teledyne SP Devices和Teledyne e2v在硬件或元器件層面提供滿足高速采集系統(tǒng)要求的COTS產(chǎn)品，幫助客戶設(shè)計中高性能的UHF局部放電設(shè)備。

　　
附帶介紹相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品白皮書

　　三種調(diào)整處理器系統(tǒng)功耗的方法

　　Teledyne e2v作為高可靠性微處理器的領(lǐng)導(dǎo)者，多年來一直致力于提高超越標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)的定制處理器的核心競爭力，使系統(tǒng)設(shè)計師能夠增加系統(tǒng)安全的余量，并優(yōu)化SWaP (尺寸，重量和功耗)。

　　白皮書將介紹Teledyne e2v為系統(tǒng)設(shè)計師提供的定制方案，以調(diào)整高可靠性處理器系統(tǒng)的功耗。

　　Teledyne e2v的

　　四核ARM? Cortex? -A72 耐輻射微處理器

　　從軍事，到氣象，到地球觀測，再到電信(特別是隨著5G網(wǎng)絡(luò)的全球發(fā)展)，一個技術(shù)問題貫穿始終 —— 如何選擇和實現(xiàn)一款快速、可靠的宇航級微處理器。其基本要求包括計算能力/速度、尺寸、重量、功耗和成本，以滿足耐輻射太空/衛(wèi)星發(fā)展的挑戰(zhàn)和適應(yīng)性。

　　Teledyne e2v的"LS1046-Space" 四核ARM? Cortex? -A72微處理器將為未來幾十年的太空/衛(wèi)星發(fā)展的密集計算需求帶來革命性的變化。白皮書將介紹相關(guān)技術(shù)特性。

　　Teledyne e2v通過最新的微波數(shù)字轉(zhuǎn)換器

　　推動無線電軟件化

　　隨著過去10年數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的復(fù)雜敏捷無線電系統(tǒng)和相關(guān)的應(yīng)用，如即將到來的5G移動無線終端。但是，若不仔細(xì)規(guī)劃、設(shè)計網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，則難以保證未來通訊系統(tǒng)的流暢度。關(guān)鍵的數(shù)據(jù)需要在機(jī)器和機(jī)器(M2M)之間交換，如自動售貨機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及自動駕駛和交通管理系統(tǒng)等，使得系統(tǒng)對吞吐量和延遲的壓力越來越大。

　　Teledyne e2v計劃研發(fā)的直接射頻轉(zhuǎn)換采樣器預(yù)計-3dB模擬輸入帶寬高達(dá)微波Ka波段(即在26.5到40GHz之間)。此外， 預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來推出高靈活性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器片上系統(tǒng)(SiP)模塊。

　　Teledyne e2v的四通道ADC為

　　5G NR ATE和現(xiàn)場測試系統(tǒng)的自動校準(zhǔn)測試測量

　　無線技術(shù)在過去的20年里快速從3G發(fā)展到4G，現(xiàn)在已到了5G的時代。有一個技術(shù)問題一直貫穿這一發(fā)展的過程，即高頻器件的自動校準(zhǔn)測試。RF ATE和現(xiàn)場測試系統(tǒng)面臨的最困難的挑戰(zhàn)是校準(zhǔn)、可重復(fù)性和測試結(jié)果的關(guān)聯(lián)度。未來的無線技術(shù)的發(fā)展需要5G NR器件。

　　Teledyne e2v的四通道多輸入端口ADC利用非并行片上高頻交叉點開關(guān)輸入電路技術(shù)，使用戶可在RF ATE和/或現(xiàn)場測試環(huán)境中使用自動校準(zhǔn)和測量技術(shù)。白皮書將具體介紹產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)特性。

　　一體化封裝的高級系統(tǒng)讓射頻直接轉(zhuǎn)換成為可能

　　隨著ADC和DAC的性能規(guī)格、形狀參數(shù)和新的傳感器 技術(shù)(Rx和Tx)的不斷發(fā)展，RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)正在發(fā)生快速變化。

　　現(xiàn)在，隨著高級的SiP(系統(tǒng)級封裝)組裝技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的設(shè)計正逐步從硬件中心向軟件中心轉(zhuǎn)變。

　　Teledyne e2v的SiP設(shè)計、發(fā)展和組裝的專業(yè)技術(shù)革新了系統(tǒng)級設(shè)計，可實現(xiàn)最大的靈活性并支持多任務(wù)的應(yīng)用。利用最先進(jìn)的技術(shù)(倒裝芯片、有機(jī)封裝等)開發(fā)的RF混合信號數(shù)字處理應(yīng)用可用于工業(yè)、醫(yī)療、航空電子、儀器、電信、軍事和宇航等應(yīng)用。白皮書將具體介紹產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)特性。