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中試控股技術研究院魯工為您講解：變頻技術輸電線路異頻參數測試裝置（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；

，當直流線路發生故障時，從故障點到兩端換流站會分別反射不同的故障電壓、電流行

波，據此可以檢測故障。行波保護動作時，將起動直流線路故障恢復順序控制（整流側

），即按預先設定的次數，按一定的去游離時間，全壓起動或降壓起動故障的直流極；

若經重起動后仍不成功，將閉鎖兩端閥組。

同時，高壓直流線路保護采用低電壓保護（low voltage protection）、斜率保護

（derivative and level protection）、縱差保護(longitudinal differential 

protection)等作為行波保護的后備保護。

2 迄今為止，國內外學者提出了基于多種原理的行波保護，按照有無通道分，主要有兩

類：有通道保護和無通道保護，如表1所示： 

目前，高壓直流輸電正處于大力發展階段。我國和世界上其它許多國家一樣，正在現有

的建設和運行經驗的基礎上，積極開展直流輸電技術的研究和發展工作。由于高壓直流

輸電技術所涉及的問題非常廣泛，為了突出重點，下面簡要介紹直流輸電的幾個主要發

方向以及研究課題：

1）輸電參數越來越高。目前民辦上運行參數最高的巴西伊泰普（Itapu）直流輸電工程

的運行參數已經達到：±600KV，3150MW，783km。

2）基于串聯電容換相的換流器技術。

3）基于電壓源換流器的輕型直流輸電系統。

4）研制高參數大容量可控硅元件，改進換流閥的機、電、熱各方面的結構，以進一步

降低換流器的造價和可靠性。

5）研究交、直流的并列（或并聯）運行和調節，以提高輸送功率的極限。

6）研制直流斷路器和發展多端直流系統。

7）緊湊型換流站的設計和應用。

8）應用新技術縮短直流線路的保護動作時間和提高保護動作的可靠性。

3 結論　　本文對高壓直流輸電的故障特征及其線路保護進行了一些探討，可得出以下

結論：

1）高壓直流輸電的故障特征和對線路保護的要求決定了行波保護作為線路保護主保護

的地位。

2）基于現有的CT、PT的傳變特性，可采用前述的檢測電壓下降率，行波突變量以及地

模波極性的方法來作為行波保護判據，其動作性能具有一定的可靠性。

3）隨著光CT、光PT、高速數據采集技術、數字信號處理技術以及GPS的應用，基于小波

變換的行波距離保護作為一種高速可靠的行波保護方案，已具有實用性。

 一、檢測方法

    中試控股電力講解在輸電線路絕緣子串中，一旦出現不良絕緣子，該絕緣子串就與

完好絕緣子串在電氣性能、溫度分布等方面出現差異。若采取科學方法辨識這些差異，

就可以測出不良絕緣子。

不良絕緣子與完好絕緣子的差異歸納起來主要有以下幾方面。

 (一)不良絕緣子分擔的電壓降低

圖4—8給出了完好絕緣子串和不良絕緣子的絕緣子串的電壓分布瞳線。由圖4—8可見，

當絕緣子串中有不良絕緣子時，不良絕緣子上分擔的電壓降低，降低的程度決定于不良

絕緣子所處的位置及其絕緣電阻的大小等。因此，測量絕緣子串的電壓分布，可以檢出

不良絕緣子。根據這個原理研究的測量方法有火花間隙法、靜電電壓表法、音響脈沖法

等

圖4—8沿串中絕緣子的電壓分布(220kV)

    1一完好絕緣子串；2—#10絕緣子； 3—#4絕緣子

 (二)不良絕緣子的絕緣電阻降低

中試控股電力講解良好絕緣子的絕緣電阻一般在2000MΩ左右，規程規定，當絕緣子的

絕緣電阻低于30MΩ時，應判定為不良絕緣子。絕緣電阻愈低，說明其劣化愈嚴重。根

據這個原理提出的測量方法有兆歐表法等。

 (三)泄漏電流引起絕緣子表面發熱

由上述可知，當絕緣子絕緣良好時，其絕緣電阻極高，泄漏電流僅沿其表面流過，且很

小(為微安級)不足以引起絕緣子表面發熱。

對不良絕緣子而言，由于其體積絕緣電阻很低，其泄漏電流不僅沿絕緣子表面流過，而

且也沿其內部流過。體積泄漏電流的大小決定于絕緣子的劣化程度。當絕緣子為零值時

，其體積泄漏電流最大，而表面泄漏電流趨于零。顯然，絕緣子表面不會發熱。由于零

值絕緣分擔的電壓趨于零，所以使絕緣子串中良好絕緣子分擔的電壓增大，導致其泄漏

電流增大，使絕緣子溫度升高，造成良好絕緣子與零值絕緣子間的溫度差異。根據這個

原理提出的測量方法有變色涂料法、紅外線測溫法等。

 (四)不良絕緣子存在的微小裂紋引起局部放電而產生電磁超聲波和雜音電流

在不良絕緣子存在裂紋，進入氣體后，電場分布將發生畸變，所以氣體分擔的場強高。

又由于氣體的絕緣強度比絕緣子低，因而易在氣體中發生局部放電，并產生電磁波、超

聲波和雜音電流。根據這個原理研究出的檢測方法主要有超聲波檢測法。

上述諸方法雖能檢出不良絕緣子，但存在著準確性差、勞動強度大、效率低等缺點。

特別是隨著電壓等級提高，線路愈來愈長，絕緣子串中的片數愈來愈多，探索新的檢測

方法對從事線路維護、管理的電力工作者來說，就愈加突出和重要了。

二、檢測不良絕緣子的新方法

國內外不斷探索檢測不良絕緣子的新方法，有的已研制出新的儀器并用于現場，有的尚

處于試驗室研究階段，這些方法主要有以下幾種。

(一)自爬式不良絕緣子檢測器

圖4—9所示用于500kV超高壓線路的自爬式不良絕緣子檢測器的檢測系統框圖，這主要

由自爬驅動機構和絕緣電阻測量裝置組成。檢測時用電容器將被測絕緣子的交流電壓分

量旁路，并在帶電狀態下測量絕緣子的絕緣電阻。根據直流絕緣電阻的大小判斷絕緣子

是否良好。當絕緣子的絕緣電阻值低于規定的電阻值時，即可通過監聽擴音器確定出不

良絕緣子，同時還可以從盒式自動記錄裝置再現的波形圖中明顯地看出不良絕緣子部位

。當檢測V型串和懸垂串時，可借助于自重沿絕緣子下移，不需特殊的驅動機構。

(二)電暈脈沖式檢測器   

中試控股電力講解這是一種專門在地面上使用的檢測器，它既可用于檢測平原地區線路

，也可用于檢測山區線路，其特點是：

(1)重量輕，體積小，電源為1號電池，使用方法安全。

(2)不用登桿，在地面即可檢測。

(3)先以鐵塔為單元粗測，若判定該鐵塔有不良絕緣子時，再逐個絕緣子細測。

(4)采用微機系統進行邏輯分析、處理，檢測效率較高。

在輸電線路運行中，絕緣子串的連接金具處會產生電暈，并形成電暈脈沖電流通過鐵塔

流入地中。電暈電流與各相電壓相對應，只發生一定的相位范圍內。若把正負極性的電

流分開，則同極性各相的脈沖電流相位范圍的寬度比各相電壓間的相位差還小。采用適

當的相位選擇方法便可以分別觀測各相脈沖電流ika、ikb、ikc，

ea、eb、ec一a、b、c三相的對地電壓

對各相電暈脈沖分別進行計數，并選出最大最小的計數值，取兩者的比值(最大／最小)

即不同指數，作為差別依據。當同一桿塔的三相絕緣子串無不良絕緣子時，各相電暈脈

沖處于平衡狀態，此時比值接近于1；當有不良絕緣子時，則各相電暈脈沖處于不平衡

狀態，該比值將與1有較大偏差。電暈脈沖式檢測器就是根據此原理研制的。

圖4—11檢測器檢測系統框圖

圖4-11示出該檢測器的檢測系統框圖，它由四部分組成：

(1)電暈脈沖信號形成回路。

(2)周期信號形成回路。

(3)各相電暈脈沖計數回路。

(4)各鐵塔不同指數的計算和顯示回路。

    (三)電子光學探測器

    電子光學探測器是應用電子和離子在電磁場中的運動與光在光學介質中傳播的相似

性的概念和原理[即帶電粒子(電子、離子)在電磁場中(電磁透鏡)可聚焦、成像與偏轉]

制造的。

    架空輸電線路絕緣子串中每片絕緣子的電壓分布是不均勻的，離導線最近的幾片絕

緣子上電壓降最大。當出現零值絕緣子時，沿絕緣子串的電壓將重新分布，離導線最近

的幾片絕緣子上的電壓將急劇升高，會引起表面局部放電或者增加局部放電的強度。而

根據表面局部放電時產生光輻射的強度，就可知道絕緣子串的絕緣性能。

    如圖4—12所示，被監測的絕緣子表面局部放電、電暈放電和絕緣子的光影像，通

過物鏡輸入亮度增強器的光陰極、電子由光陰極逸出，形成電子電流，依據電子電流密

度的平面分布可顯示出原有光影像的亮度分布。焦距調節系統電子加速，從而使亮度增

強器熒光屏發光。這樣，原來形成的光影像中途經過電子影像，又重新變為光影像。在

影像傳遞過程中，磁場系統將電子加速，使原有光影像的亮度增加(可達105倍)。亮度

增強器可以實現由地面遠距離(5～50m)測量輸電線路的懸式絕緣子串上的表面局部放電

時的微弱光亮。

  圖4—12懸式絕緣子串用的電子光學探測器結構示意圖

G一受監測絕緣子；J一照相膠卷；H一物鏡光圈；Ol、O2一輸入(輸出)  物鏡(目鏡)；R

一可調電阻；Vt一光電三極管；O3一透鏡；CL一濾光器；ΦK一光陰極；L一焦距調節系

統；D一電源；P一亮度增強熒光屏

    當在夜間進行探測時，為了區別絕緣瓷件表面局部放電和其他外界光源的干擾(月

光和照明)，提高信噪比，可采用脈沖電源對亮度增強器供電。因為表面局部放電是發

生在絕緣子所施加交流電壓的最大值附近，其頻率為100Hz，而外界光輝強度與電網頻

率無關。當絕緣瓷件在僅出現表面局部放電時(1～6ms)，按接近于100Hz的頻率將亮度

增強器投入，將會使背景微弱爆光和外界干擾光輝減弱。在電子光學探測器的熒光屏上

，將觀察到與電網頻率和亮度增強器合拍的表面局部放電的亮區脈動。此脈動可將表面

局部放電的光強與減弱的不脈動外界干擾光輝區別開來。實際檢測中，有缺陷的絕緣子

串中表面局部放電的光輻射強度超過平均光輻射強度。