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中試控股技術研究院魯工為您講解：輸電線路故障測試裝置（實力品牌）

ZSXL-Y輸電線路異頻參數測試系統

測量線路間互感和耦合電容(線路直阻采用專門的線路直阻儀進行測量)
DSP數字信號處理器為內核
參考標準： DL/T 741-2010

輸電線路異頻參數測試系統：集成異頻測試電源、測量儀表、數學模型于一體，消除強干擾的影響，保證儀器設備的安全，能極其方便快速、準確地測量輸電線路的工頻參數。輸電線路是用變壓器將發電機發出的電能升壓后，再經斷路器等控制設備接入輸電線路來實現。結構形式，輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。輸電線路試驗為離線檢測和在線檢測，運用帶電作業或其他作業方式對桿塔本體、基礎、架空導地線、絕緣子、金具及接地裝置等的運行狀態進行檢測，可以對線路運行狀態及可靠性提供評估依據，對線路狀態檢修提供可靠的分析數據，對線路事故、故障的原因進行分析判斷及提前防范的作用。

參數
儀器供電電源 三相，AC380V±10%，15A，50Hz (有效值)
儀器內部異頻電源特性 最大輸出電壓 三相，0～200V(有效值＜±1%)
最大輸出電流 5A
輸出頻率 47.5Hz，52.5Hz (＜±0.1HZ)
有功功率 功率因數在0.1～1.0時，±0.5%讀數±1個字
有功功率 47.5Hz，52.5Hz (＜±0.1HZ)
最大輸出功率 三相3×3kW(9kW)
具備測量兩相線路的功能(包括直流輸電線路和電氣化鐵路牽引線路)
測量范圍 電容 0.1～30μF
阻抗 0.1～400Ω
阻抗角 0°～360°
線路長度從0.3km到400km均應能夠穩定準確測試
測量分辨率 電容 0.01μF
阻抗 0.01Ω
阻抗角 0.01°
測量準確度 電容 ≥1μF時，±1%讀數±0.01μF
＜1μF時，±3%讀數±0.01μF
阻抗 ≥1Ω時，±1%讀數±0.01Ω
＜1Ω時，±3%讀數±0.01Ω
阻抗角 測試條件：電流＞0.1A
±0.3°(電壓＞1.0V)，±0.5°(電壓:0.2V～1.0V)
保護功能護功能 儀器具有過流、過壓、接地等保護功能。 儀器面板帶有三相保險，過流過壓都是通過保險保護儀器安全和操作人員安全(前提是按照高壓試驗安全操 作要求，將儀器大地端子可靠接地)，不會燒壞儀器。
波形畸變率 正弦波，畸變率＜2%。
絕緣性能、抗震性能   絕緣電阻(MΩ)
電源輸入端 大于10 MΩ
電流輸出端 大于10 MΩ
電壓測量端 大于10 MΩ
耐壓強度 1.5kV，1min，無擊穿飛弧；滿足長途、惡劣路面運輸,試驗室做0.5m跌落試驗后能可靠穩定測試
抗干擾參數 抗干擾電流 線路首末兩端短接接地時不小于50A。 能在儀器輸出信號與干擾信號之比為1：10的條件下穩定準確完成測試。 具有二相線路工頻參數測試的功能。
重量 主機65Kg
輸電線路異頻參數測試系統使用環境 使用環境：環境溫度：-15℃～40℃；相對濕度：≤90%
外形尺寸 550*440*585mm3
重量 61kg

輸配電線路運行管理及維護方法
通過調查發現，當前在輸配電線路運行管理中還存在很多問題，例如不同地區影響因素不同，受到天氣、氣候、地域、海拔的影響，以及經濟的快速發展，用電需求急劇增加，再加上配電范圍廣、管理人員不足，在管理中不能進行細致化、集約化的管理；

因此管理維護中容易出現故障，導致局部地區電力中斷，影響居民的日常用電，下面就綜合對這些問題進行分析，從中總結出有效的管理措施，提高我國的用電管理水平，為以后這方面技術的發展奠定基礎。 
輸配電管理中面臨的問題和難點 
受到地理環境的影響 
在對輸配電線路進行管理和維護過程中，由于不同地區的地理環境，自然氣候不同，因此管理和維護的重點也不同。我國地域遼闊，不僅有高原、高海拔地區，同時也有酷暑、苦寒等地區，這些地方的地理環境，天氣情況都不同，直接影響輸配電管理工作。

如果在設計時不對這些影響因素加以考慮和分析，那么在日后的維護管理中肯定會面臨很多問題。因此工作人員在日常維護工作中，一定要對設備缺陷進行記錄，根據其受到破壞情況的不同，對受損情況做具體的分類，然后在后期進行審查；

將所有的安全隱患都排除掉，避免線路在運行中出現故障，造成局部的停電。 
電能供應量加大 
隨著我國的改革開放，逐漸發展出了很多大中型城市，這些城市在發展中，以后后期的運行中，都依賴電源，再加上工商業的繁榮，我國對電能的需求量加大，這樣對于供電企業而言，在這方面會面臨很大的壓力。

如果日常維護管理不到位，出現了長時間超負荷運行，那么就可能出現短路、線路中斷、線路起火等問題，針對這些情況，要求工作人員在日常維護中，必須加大對電力設備的檢查力度，對于發生過重大安全事故的設備，要做重點的檢查，避免故障的再次發生。 
發生故障的主觀原因 
由于電力工程質量不合格，后期運行不到位，再加上整體規劃設計不合理，導致故障頻發。第一，出現短路問題，在山丘中安裝輸配電線路，如果樹木和線路之間的安全距離沒有控制好，那么二者就容易連接，經常發生短路故障；

第二，線路在正常運行時，如果在日常檢查過程中，工作人員沒有嚴格按照流程操作，對線路下生長的草木沒有及時清理，對樹木沒有修整，就會出現短路甚至是跳閘故障；

第三，對于輸配電線路而言，如果線路中的線對線平行度出現問題，導致各自線路的安全距離不夠，在強電流作用下，就會出現打連火災，直接影響用戶的用電安全。 
對客觀因素的分析 
一般設計輸電線路時，盡可能都遠離城市中心和農村，這些地方是野外、郊區，因此在很大程度上會受到自然因素的影響。

例如雷擊比較嚴重，據不完全統計，雷擊導致的線路問題占到12%，除此之外，雷雨、暴風雪也會有影響，這些自然因素是不能控制的，但是在設計中一定要安裝避雷針，除此之外，相關的配套設施也要進行配置安裝，將自然因素對線路的影響降到最低。 

相關規程標準:
《 DL/T 1119-2010 輸電線路參數測試儀通用技術條件 》
《 110千伏及以上送變電基本建設工程啟動驗收規程 》
《 DL/T 559-94  220-500kV電網繼電保護裝置運行整定規程 》
《 GB 50150 - 2016 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準 》

電力系統由發電廠（發電機、升壓變）、220-500kV高壓輸電線路、區域變電站（降壓變壓器）、35-110kV高壓配電線路（用戶、降壓變壓器）和6-10kV配電線路以及220V380V低壓配電線路組成。

其中高壓輸電線路、低壓配電線路是連接發電、供電、用電之間的橋梁，極其重要！

輸電線路工頻參數包含線路的正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、線路間的互感電抗和耦合電容測量；

1 設計方案

針對某地區110kV 輸電線路復合絕緣子安裝方式設計了4種并聯間隙方案，包括3種直線

串方案和1種耐張串方案。直線串方案一參照已有運行經驗的角形招弧角進行改動，保

留復合絕緣子原有的均壓環；直線串方案二采用環形招弧角替代原有的均壓環，招弧角

同時起均壓作用。直線串方案一和方案二都需更換改制的碗頭和球頭，直線串方案三不

必更換改制的球頭、碗頭，采用角形招弧角直接固定在絕緣子上，為增大工頻電流通流

能力，上、下電極均采用引流線。耐張串并聯間隙的安裝需利用三角連板操作孔，但不

必解開耐張串，縮減了現場安裝的工作量。

2 可見電暈和無線電干擾試驗

輸電線路安裝的各種金具，其可見電暈和無線電干擾特性是一項重要指標。對于輸電線

路用并聯間隙裝置，其設計也應滿足可見電暈和無線電干擾特性要求。直線串方案二和

方案三不采用復合絕緣子的均壓環，為驗證電極的均壓效果，本次分別對這2種型式的

并聯間隙進行了可見電暈和無線電干擾特性試驗。

2．1 試驗方法

2．1．1 可見電暈試驗

試驗時，升高電壓至用夜視儀能觀察到試品出現可見電暈，維持 5min，此電壓即為“

電暈起暈電壓”; 然后緩慢降低電壓使電暈消失，再維持5min，記下此時的電壓，即為

“電暈熄滅電壓”。上述過程重復5次，并取平均值。

2．2．2 無線電干擾電壓試驗

將試驗電壓升至規定值，然后用無線電干擾儀測試試品產生的1mHz的無線電干擾電壓( 

RIV) 。

2．2 試驗結果

當工頻試驗電壓升高到100kV時( 大于規定試驗電壓(87．6kV) ) ，并聯間隙的上、下

電極仍未見可見電暈，說明并聯間隙的可見電暈性能滿足國家標準要求。在2組試驗中

，分別記錄了并聯間隙上的起暈電壓和熄滅電壓，如表1所示。

同時進行了無線電干擾特性試驗。當工頻試驗電壓升高到100kV時( 大于規定試驗電壓

(87．6kV) ，復合絕緣子用并聯間隙在1MHz下的無線電干擾電壓分別為126μV 和141μ

V，小于規定值(1mV) 。可知并聯間隙的無線電干擾性能滿足國家標準要求。

3 雷電沖擊放電電壓及伏秒特性試驗

并聯間隙裝置要保證其雷電沖擊放電發生在并聯間隙裝置上，同時又不會造成線路雷擊

跳閘率明顯升高，為此進行了雷電沖擊50%放電電壓和雷電沖擊伏秒特性試驗，以驗證

并聯間隙裝置的雷電放電性能是否滿足要求。單、雙聯絕緣子的雷電沖擊50%放電電壓

和雷電沖擊伏秒特性相差不大，故只進行雙聯絕緣子安裝并聯間隙的雷電沖擊50%放電

電壓和雷電沖擊伏秒特性試驗。絕緣子串按2種型號考慮，分別為FXBW4－110/100－

1340和 FXBW4－110/100－1240。安裝并聯間隙裝置后，復合絕緣子雷電沖擊50%放電電

壓試驗結果如表2所示。試驗過程中觀察到安裝并聯間隙后，放電路徑均在并聯間隙上

。

從表2可見，復合絕緣子安裝并聯間隙裝置后，雷電沖擊50%放電電壓均低于不安裝并聯

間隙裝置時的數值。2種型號的復合絕緣子，安裝并聯間隙裝置后雷電沖擊伏秒特性均

低于不安裝并聯間隙裝置時的數值。安裝并聯間隙裝置后，雷電沖擊 50% 放電電壓和

雷電沖擊伏秒特性降低了15%～20%。這主要是由于并聯間隙裝置減小了絕緣距離；另外

，中試控股并聯間隙端部為球頭，造成局部電場微小畸變，使放電電壓有所降低。間隙

距離與雷電沖擊50%放電電壓值之間具有較好的線性關系。各并聯間隙的雷電沖擊伏秒

特性曲線均在復合絕緣子的伏秒特性曲線之下，并聯間隙可起到在雷電過電壓下引導雷

電放電保護復合絕緣子的作用。

4 工頻電弧燃弧特性試驗

工頻電弧燃弧特性試驗是為了驗證線路絕緣子雷擊閃絡后，后續的工頻短路電流產生的

電弧是否能被引導到并聯間隙裝置上，且電弧是否能夠固定在并聯間隙裝置的端部燃燒

，使絕緣子串免于灼燒。選擇FXBW4－10/100－1240復合絕緣子，按直線串方案二和方

案三方式安裝并聯間隙進行試驗。試驗條件按110kV系統短路電流水平及繼電保護動作

時間并留有一定裕度后確定為20kA、0．12S。試驗過程和結果借助高速攝像機，電能質

量分析儀 ，結合試驗后電弧在試品(包括絕緣子、并聯間隙、金具和模擬導線)上殘留

的痕跡進行總結和分析。電弧能夠轉移到間隙電極的球頭上。在模擬導線上有電弧燒蝕

的痕跡，說明電弧在電動力的作用下向電源外側運動。試驗結果表明所設計的110kV并

聯間隙裝置滿足要求。

5 工頻大電流通流能力試驗

試驗電流設定為40kA，持續時間為0．2S。對直線串方案三進行試驗，電極和芯棒連接

處有熔焊現象，引流線導線線夾處無熔焊現象。實際110kV系統中，工頻續流一般達不

到40kA，但為保證復合絕緣子的安全運行，建議直線串方案三使用于短路電流不大于

20kA的110kV 線路上。對耐張串方案進行試驗，耐張串用招弧角和三角聯板連接處有輕

微熔焊現象，招弧角電極焊接處正常。表明耐張串用復合絕緣子并聯間隙可耐受40kA、

持續時間0．2S的工頻續流。

6 結束語

( 1) 直線串方案二、直線串方案三雖然未采用復合絕緣子的均壓環，但其可見電暈、

無線電干擾均滿足110kV輸電線路運行要求。

( 2) 安裝并聯間隙裝置后，雷電沖擊50%放電電壓和雷電沖擊伏秒特性降低了約15%～

20%，間隙距離與雷電沖擊50%放電電壓值之間具有較好的線性關系。各并聯間隙的雷電

沖擊伏秒特性曲線均在復合絕緣子的伏秒特性曲線下，并聯間隙可起到在雷電過電壓下

引導雷電放電保護復 合絕緣子的作用。

( 3) 通過大電流燃弧試驗，證明了設計的并聯間隙裝置具備轉移、疏導工頻電弧的能

力。電弧可在很短時間內轉移到間隙電極的球頭上，電弧在電動力作用下向電源外側運

動。

( 4) 大電流通流試驗表明耐張串用復合絕緣子并聯間隙可耐受40kA、持續時間0．2S的

工頻續流。

( 5) 直線串方案三的招弧角電極與絕緣子芯棒在通過40kA大電流時產生局部電弧，發

生熔焊現象，但引流線導線線夾正常。為安全起見，建議直線串方案三使用于短路電流

小于20kA的110kV線路上。下面中試控股詳細介紹輸電線路故障測距的主要方法分為三

類：阻抗法、故障錄波分析法、和行波法。

阻抗法

 阻抗法建立在工頻電氣量的基礎上，通過建立電壓平衡方程，利用數值分析方法求解

得到故障點和測量點之間的電抗，由此可以推出故障的大致位置。根據所使用電氣量的

不同，阻抗法分為單端法和雙端法兩種。