中试控股技术研究院鲁工为您讲解：同塔多回输电线路参数检测仪（源头大厂）

ZSXL-Y输电线路异频参数测试系统

测量线路间互感和耦合电容(线路直阻采用专门的线路直阻仪进行测量)
DSP数字信号处理器为内核
参考标准： DL/T 741-2010

输电线路异频参数测试系统：集成异频测试电源、测量仪表、数学模型于一体，消除强干扰的影响，保证仪器设备的安全，能极其方便快速、准确地测量输电线路的工频参数。输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。输电线路试验为离线检测和在线检测，运用带电作业或其他作业方式对杆塔本体、基础、架空导地线、绝缘子、金具及接地装置等的运行状态进行检测，可以对线路运行状态及可靠性提供评估依据，对线路状态检修提供可靠的分析数据，对线路事故、故障的原因进行分析判断及提前防范的作用。

提高高压输配电线路质量的措施
首先需仔细勘察高压输配电线路附近的地形、地质情况，根据实际情况及时调整高压输配电线路基础工程的施工方案。目前高压输配电线路的基础通常都是由钢筋混凝土结构浇筑而成，所以，在进行基础工程施工时，首先进行的工作是对该地区附近的岩石环境进行勘探，根据岩石的分布情况合理调整施工方案。

同时，要对施工材料的质量进行检查，确保材料的质量符合相关标准，然后，在施工过程中，要适当应用相关工艺技术，合理运用施工方法，规范施工技巧，并且要在后期施工过程中做好养护工作，为以后工作的开展提供更好的条件。 
其次，要选择刚度和强度都符合标准的杆塔，适当运用杆塔施工技巧，从而，提高杆塔施工的质量。在受力的情况下，只有杆塔的刚度和强度符合标准，才可以确保其形变程度在规定的范围以内。

在施工之前，可以对杆塔进行试验，对齐施加一定的压力，然后，观测其形变程度，做好相关记录，最后，分析记录的数据，看是否符合相关标准。只有在实验结果达标的情况下，杆塔才可以投入使用。 
最后，在架线的过程中，要根据高压输配电线路区域的地形情况合理地设计架线线路，从而，实现线路辐射区域的最大化。架线施工时，首先要选择质量合格的电线，这样才能确保电线能够承受住外界环境的考验。除此之外，要根据我国居民分布的情况，对高压配电线路进行合理的路线设计，这样可以在最大程度上扩大电力辐射的区域。

参数
仪器供电电源 三相，AC380V±10%，15A，50Hz (有效值)
仪器内部异频电源特性 最大输出电压 三相，0～200V(有效值＜±1%)
最大输出电流 5A
输出频率 47.5Hz，52.5Hz (＜±0.1HZ)
有功功率 功率因数在0.1～1.0时，±0.5%读数±1个字
有功功率 47.5Hz，52.5Hz (＜±0.1HZ)
最大输出功率 三相3×3kW(9kW)
具备测量两相线路的功能(包括直流输电线路和电气化铁路牵引线路)
测量范围 电容 0.1～30μF
阻抗 0.1～400Ω
阻抗角 0°～360°
线路长度从0.3km到400km均应能够稳定准确测试
测量分辨率 电容 0.01μF
阻抗 0.01Ω
阻抗角 0.01°
测量准确度 电容 ≥1μF时，±1%读数±0.01μF
＜1μF时，±3%读数±0.01μF
阻抗 ≥1Ω时，±1%读数±0.01Ω
＜1Ω时，±3%读数±0.01Ω
阻抗角 测试条件：电流＞0.1A
±0.3°(电压＞1.0V)，±0.5°(电压:0.2V～1.0V)
影响高压输配电线路运行安全的因素 
人为破坏因素 
人为破坏是造成高压输配电线路损坏的原因之一，其发生的原因主要是未认识到高压输配电线路的重要性。人为破坏大多是间接破坏，包括在高压输配电线路附近植树造林、工程施工等，前者会增加高压输配电线路火灾发生概率，后者则会造成地基破坏，杆塔倒塌引起线路断裂；

此外，也有小部分人为获取私利，盗取地下电缆。 
自然环境因素 
自然环境因素是影响高压输配电线路运行安全的重要因素，尤其在一些恶劣天气下，高压输配电线路容易被损坏

常见的问题有：当遇到冰雪天气时，导线、杆塔上凝结冰霜，增加了导线、杆塔上的垂直荷载，容易造成导线的短路、断裂，严重者会发生杆塔倒塌；当遇到雷电天气时，空旷地洼地区的高压输配电线路易发生雷电现象，引发断电问题。 

电力系统由发电厂（发电机、升压变）、220-500kV高压输电线路、区域变电站（降压变压器）、35-110kV高压配电线路（用户、降压变压器）和6-10kV配电线路以及220V380V低压配电线路组成。

其中高压输电线路、低压配电线路是连接发电、供电、用电之间的桥梁，极其重要！

输电线路工频参数包含线路的正序电容、零序电容、正序阻抗、零序阻抗、线路间的互感电抗和耦合电容测量；

从现有的研究成果来看，这

些技术主要有硬件滤波技术、数字滤波技术和时频联合分析技术。

 

1、硬件去干扰技术

硬件具有软件无法比拟的实时和快速特性，因而被广泛地用作数据采集系统和信号的预

处理。目前己有的硬件去干扰技术主要有：

 

(1)时域开窗法，对一些己知的且相位固定的干扰，运用电子技术不予采集或置零，从

而达到去除干扰的目的，如用于局部放电测试的椭圆显示仪就是在时域开窗的。

 

(2)极性鉴别法，脉冲极性鉴别法最早由Hashimoto提出，1975年由Black最先将其应用

于局部放电测量，该方法的基本原理是局部放电信号在电气设备内部形成的回路中传播

至两个传感器时输出极性相反的脉冲而干扰信号输出时极性相同，这种方法抑制干扰的

关键是要求脉冲通过设备的两个等效回路后波形保持基本相同而且相互无时延，才能取

得显著的抑制效果。

 

(3)差动平衡法，差动平衡法的基本原理同极性鉴别法相似，主要用于抑制共模干扰，

差动系统是否有效的关键是要求两路共模信号的相位、波形完全一致，才可获得好的抑

制比。有研究提出“平衡对”的概念对此法进行改进，对干扰进行抑制的同时可获得局

放脉冲的幅值及个数。上述两种方法的局限性在于模拟延迟和极性鉴别器受外界因素影

响较多，造成电子门的误动作，降低极性鉴别的准确性。

 

(4)定向耦合差动平衡法，德国人Borsi.H的定向祸合法，它用特殊绕制的Rogowski线圈

套在高压套管底部靠近法兰处来耦合局部放电信号，并根据线圈两端电压的大小来判断

是局放信号还是干扰信号，该法把Rogowski线圈的中间抽头与高压套管末屏的测量端子

连接起来，并在末屏测量端子经小电阻接地，可以看成末屏和末屏的对地电容构成电容

分压器的低压臂，经小电阻接地后形成高通滤波器，只有高频成分才能通过。Rogowski

线圈与套管末屏的测量端子一起构成祸合回路。定向祸合差动平衡法是用Rogowski线圈

电流传感器分别从高压套管和套管末屏接地线上同时耦合信号。当外部干扰进入变压器

时，两电流传感器所测得的信号极性相同，而当内部放电信号产生时，两传感器测到极

性相反的信号，利用电流传感器构成差动平衡系统，将两信号分别调相，调幅后送入放

大器，干扰信号互相抵消而得到抑制，局部放电信号相加而得到加强。

 

2、软件去干扰技术

硬件在一定程度上可以抑制某些类型的干扰，但由于干扰的复杂性，单靠硬件滤波远远

不能达到满意的结果。随着现代数字信号处理技术的发展，局放在线监测去干扰的手段

开始向软件的方向发展，软硬件结合进行信号处理，这些数字处理方法有：

 

(1)FFT阈值滤波器，傅立叶分析是现代信号处理的基础，这种方法一般是先把采集到的

含有干扰的局放信号运用快速傅立叶(FFT)技术变换到频域，通过局放信号和干扰信号

的在频域的不同幅度，设置阈值曲线，将干扰成分置零，再将其转换到时域，从而达到

滤波的目的，如快速傅立叶(FFT)阈值曲线法。傅立叶分析的方法仅适用于平稳、缓变

信号的分析，无法反映持续时间远小于时窗宽度的短时突变信号。FFT阈值滤波器存在

着通带选择的不确定性、阈值大小影响着滤波效果等问题。

 

(2)有限冲击响应(FIR)滤波器，有限冲击响应数字滤波器的特点是稳定性好，容易实现

多个阻带，较多地运用于连续的周期性干扰的抑制，但有限冲击响应滤波器抑制能力有

限，在干扰很强的情况下难以达到预期的效果。

 

(3)卡尔曼滤波器，卡尔曼滤波是在递推滤波的同时利用观测数据提供的信息，不断地

由滤波本身在线估计模型参数和噪声的统计特性，提高滤波精度，减小状态估计误差的

一种现代滤波器。

 

(4)自适应滤波器，这种技术能根据信号特征的变化自动调节滤波系数，从而达到最佳

滤波，对信号和干扰的先验知识要求少。目前研究最多的是最小均方误差(LMS)自适应

滤波器，但自适应滤波本质上是对局放信号和噪声去相关来提高信噪比的，其系数如时

延、收敛因子的选择对滤波器的影响很大，滤波效果不稳定。局放信号为非平稳信号，

其自协方差矩阵的特征值的分散度很大，有时难以收敛。

 

(5)二阶级联无限冲击响应(IIR)格型滤波器，通过对各种数字滤波器的综合比较和评判

，指出自适应滤波器稳定性差，提出了一种信号失真小、抑制能力强、滤波时间短的非

自适应滤波器结构：无限冲击响应(IIR)非自适应格型陷波器，用于抑制连续的周期性

干扰效果非常明显。

 

(6)相关消去法，对周期性脉冲干扰而言，它们是在电压周波的固定相位处发生的周期

信号，其周期就是工频周期。这种干扰在频域内同局部放电信号严重重叠，因此，只有

在时域内设法去除。信号x(t)和y(t)的相关函数反映了x(t)和y(t)的相似程度，把某一

族周波内的脉冲信号同不含局放信号的参考周波的信号求相关，可得一族相关函数，从

而确定周期性干扰的位置，即检测到了脉冲性干扰。将检测到的周期脉冲建立模型，然

后在输入信号中减去模型数据，从而达到去除干扰的目的。

 

(7)基于人工神经网络(ANN)结构与算法的滤波技术。人工神经网络具有良好的非线形和

自适应性，可以处理环境信息十分复杂、背景不清楚的问题，类似一个“黑匣子”。基

于人工神经网络的滤波是通过大量的样本来训练网络，使其输出为输入的某种非线形映

射，保留其中的有用信号，去除噪声。显然，样本的质量直接决定了滤波效果的好坏。

人工神经网络在局部放电在线监测中目前较多地用于放电模式的识别，在去干扰方面只

起辅助性作用。

 

数字信号处理技术能够有效地去除在线监测中的干扰，从理论上来说，这些方法大多属

于时域分析或频域分析。近年来随着对傅立叶分析的发展和深入研究，出现了联合时域

频域分析的思想，如短时傅立叶变换、Wigner分析及小波变换等。联合时频分析的特点

是对信号分析提供了时频局部化的能力，特别适用于非平稳信号的分析和处理，这很符

合局部放电信号的非平稳性，因而，联合时频分析被广泛用来去除局部放电在线监测的

去干扰，尤其是小波分析，己成为研究的一大热点。在局部放电模式识别中，直接对放

电模式进行识别实际上是很困难的，因此提取局部放电特征是一项非常重要的工作。局

部放电是一个快速暂态的随机过程，测得的局部放电信号有很大的随机性，所以通过统

计学的观点来研究局部放电现象己成为近年来的发展趋势。