中试控股技术研究院鲁工为您讲解：DSP输电线路工频参数的变频测量仪（实力大厂）

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。

输配电线路的故障排查及维护
在整个电力系统中，电能的分配以及输送都是通过输配电线路实现的，一旦输配电线路出现运行故障将会对电能的正常供应造成严重影响，同时还可能会引发安全事故，不利于用电安全，所以必须做好输配电线路的故障排查以及维护工作。 
造成输配电线路故障的因素较多，必须进行详细的分析，并制定出有效的解决措施以及维护方法，才能保证线路运行的稳定性和安全性。 

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)
保护功能护功能 仪器具有过流、过压、接地等保护功能。 仪器面板带有三相保险，过流过压都是通过保险保护仪器安全和操作人员安全(前提是按照高压试验安全操 作要求，将仪器大地端子可靠接地)，不会烧坏仪器。
波形畸变率 正弦波，畸变率＜2%。
绝缘性能、抗震性能   绝缘电阻(MΩ)
电源输入端 大于10 MΩ
电流输出端 大于10 MΩ
电压测量端 大于10 MΩ
耐压强度 1.5kV，1min，无击穿飞弧；满足长途、恶劣路面运输,试验室做0.5m跌落试验后能可靠稳定测试
抗干扰参数 抗干扰电流 线路首末两端短接接地时不小于50A。 能在仪器输出信号与干扰信号之比为1：10的条件下稳定准确完成测试。 具有二相线路工频参数测试的功能。
重量 主机65Kg
输电线路异频参数测试系统使用环境 使用环境：环境温度：-15℃～40℃；相对湿度：≤90%
外形尺寸 550*440*585mm3
重量 61kg

输配电线路日常运行的维护措施 
积极对线路进行避雷防护 
如果发生雷击问题，对输配电工程的安全性会造成很大影响，雷击的瞬间电压非常高，因此有关管理人员必须加强施工技术人员的培训，提高防雷专业知识，在此基础上，完善施工过程中的防雷问题。

在现阶段而言，我国的大多数电力企业都利用了国外的防雷技术，然后再分析具体位置的线路分布规律，科学设置输配电工程的规划管理模式。

我国幅员辽阔，有一部分的输配电线路分布在旷野或山区，如果没有有效的防雷措施很容易受到雷击，针对这些情况，在对输配电的设计和规划中，一定要全面考虑输配电的路径，尽量避免选择在山区或峡谷地带，这些地点都是雷电的高发点，除此之外，对于重点的地段要架设地线，同时安装避雷角来进行线路的保护。 
加强对绝缘子的处理 
绝缘子的对线路有很大的影响，如果绝缘子严重被污染、上面有杂质等，就会导致线路出现闪络问题，针对这一情况，在日常维护过程中，要积极进行防水、防灰尘处理，如果当地环境比较好，可以使用一些简单的措施，例如可以在绝缘子外层覆盖一层防水、防尘的材料，这样绝缘子电阻增加，减少被雷击的概率。

而且当这一层保护膜被破坏之后，还可以及时更新，操作简单快捷有效。利用仪器就可以判断哪段的薄膜被破坏，工作效率也得到了提高。 
通过以上对输配电线路运行管理及维护方法分析，发现存在的问题较多，而且由于地区环境不同，施工方面也存在很多困难，在处理过程中应该建立相关的责任管理制度，设立日常维修流程，严格按照流程执行，保证线路运行的质量。

相关规程标准:
《 DL/T 1119-2010 输电线路参数测试仪通用技术条件 》
《 110千伏及以上送变电基本建设工程启动验收规程 》
《 DL/T 559-94  220-500kV电网继电保护装置运行整定规程 》
《 GB 50150 - 2016 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 》

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；

变压器局放测试仪通常是采用感应加压方式。试验电压一般要高于变压器的额定电压，

为防止铁心磁饱和，电源频率常采用150~250Hz。局部放电信号一般从高压套管末屏引

出，若高压套管没有末屏，可用一耦合电容器引出信号。在测试阻抗上接一测试仪器，

就可在测试仪器上与校正的放电量相比，即可得知局部放电的放电量。

1）电压频率、电压及持续时间。为保证被试变压器加压时，铁心不磁饱和，应尽量减

小试验电源频率，以利于减小补偿电感的容量。

局部放电试验是对电压很敏感的试验。只有当内部缺陷的场强达到起始放电场强时，才

能观察到放电。因此，试验标准对加压幅值及持续时间、试验接线等都作了明确的规定

，必须严格按标准进行。这样才能对变压器的局部放电作出正的测量。根据国家标准：

变压器进行局部放电试验时，被试绕组的中性点应接地，并按程序施加高压端电压。施

加电压程序中包括5s内电压升高到高的试验电压。

采用工频率试验电源是不可能使绕组中感应出这样高的试验电压的。因为铁心磁通密度

会饱和，励磁电流及铁磁损耗会急剧增加。因此，提高电源频率是可行的办法。在测试

变压器的局部放电时，试验标中包括一个短时间比规定的试验电压值高的预加电压过程

，这是考虑在实际运行过程中局部放电往往的由于过电压激发的。预加电压的目的就是

人为地造成一个过电压的条件来模拟实际运行情况，以观察绝缘在规定条件下的局部放

电水平；

2）判断变压器局放测试仪的水平。在规定施加电压及持续时间30min内，对220kV及以

上电压等级的绕组线端放电量，应不超过相应的放电量标准，并要观察其起始和熄火电

压及随所施加电压的发展趋势；试验时变压器中性点应接地。①局部放电测量方法

变压器在运行条件下发生局部放电时，会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光、局部过

热，油中放电还将分解出气体，产生能量损耗等。所以，根据监测的物理量的不同，局

部放电测量方法总体上可以分为电测法和非电测法两类。

1）电测法

电测法主要有以下几种：

a.脉冲电流法

b.超高频法

c.射频检测法

d.介质损耗法

其中脉冲电流法是测量电气设备局部放电的基本方法，研究最早，并且是迄今为止离线

和在线监测应用最广泛的一种重要监测手段，IEC对此制定了专门的检测标准，其特点

是测量灵敏度高、放电量可以进行标定等。目前超高频方法虽然属于比较新的一种监测

手段，检测频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电

气干扰，但由于测量机理与脉冲电流法不同，检测灵敏度很低，无法在现场有效的采集

到信号，传感器技术仍然还是在线监测的瓶颈，并且无法进行视在放电量的标定，超高

频方法的研究正在对这一系列问题进行攻关，近几年来人们从软、硬件上进行了大量的

研究，但效果仍不明显。

2）非电测法

非电测法主要有以下几种：

a.超声波检测法

b.气相色谱法

c.红外监测法

d.化学分析法

其中超声波法应用比较广泛，主要用于定性地判断局部放电信号的有无，以及结合脉冲

电流法或直接利用超声信号对局部放电源进行物理定位，该方法常和脉冲电流法配合使

用，在电力变压器的离线和在线检测中是辅助测量手段。其特点是基本不受现场电磁干

扰的影响，信噪比高，但灵敏度低，不能确定局部放电量。

   

②局部放电的评定

局部放电的产生、发展受多种偶然因素影响，每次放电的放电量和发生相位都具有很强

的随机性，是一种比较复杂的现象，因此可将局部放电现象看作是一个随机过程。局部

放电变化快速，其产生的单个放电脉冲波形前沿一般只有几ns甚至更短，脉冲持续时间

一般在几十个ns和几个μs之间。仅仅依靠单一参量的诊断方法只能一定程度地反映油

纸绝缘局部放电发展的状况，从多方面获得关于局部放电发展过程中的多维信息，加以

融合利用，才能较全面地描述油纸绝缘局部放电的状态，从而实现对变压器更可靠更准

确的监测与诊断。然而在生产实际中，总是希望测量的参数愈少，测量的方法愈简单愈

好，因此，必须研究哪一种特征量作为评价局部放电性能的指标最为合适，通过局部放

电的哪些特征最能准确地评价绝缘的劣化程度。近年来，在这方面已进行不少的研究，

但至今尚未得到完全满意的结论，以下进行简要的介绍。

传统研究局部放电特性主要使用的参数有：视在放电量、放电起始电压和熄灭电压、放

电能量(功率)、放电次数、放电平均相位、放电波形等。国外，意大利的G.C.Montari

认为能够用树枝放电的长度和局部放电的密度反映介质的电老化特性；A.Lapp和

H.G.Kranz分析了各种局部放电模式，包括时域、相域共24种局部放电图谱以及用于研

究局部放电的信号特征的上百个特征参量。而在国内，许多研究人员利用传统的特征参

数研究局部放电时，发现随着油纸绝缘局部放电发展，传统的特征量没有固定的变化趋

势，不能全面反映油纸绝缘局部放电发展的状态，而且大部分研究是在实验室里完成，

应用在现场复杂的环境里评价油纸绝缘局部放电的状态困难很大；此外许多学者对三维

谱图进行了大量的研究，采用三维谱图提取放电指纹特征，并用人工神经网络来识别不

同的放电类型及放电发生的程度；有研究人员结合局部放电的相位分布构造了放

电相位φ、时间差Δt与次数n分布的三维谱图Hn(Δt,φ)，并提取其特征进行5种油纸

绝缘故障的模式识别，初步证实了其可行性，为实现电气设备绝缘局部放电诊断的现场

应用提供了一种新思路；有研究将局部放电中的Hn(q,φ)模式图谱投影在φ-q二维平面

上，即为Hn(q,φ)灰度图象，应用灰度图象来描述局部放电状态。

通过多种方法联合检测局部放电的产生和发展过程，引入统计的方法挖掘出包含有丰富

放电信息的局部放电图形参数和绝缘状态的关系，已成为近年来的发展趋势。

M.Cacciari等人分析了混合Weibull模型中的参量随电压和时间的变化规律，研究发现

该混合模型中提取的5种参数对局部放电的模式识别比较有效；有学者采用仿真和试验

方法来研究局部放电的脉冲高度分布与Weibull分布之间的关系，局部放电的试验数据

和放电识别结果表明：基于Weibull分布参数的识别方法可以有效地应用于局部放电的

模式识别之中；在20世纪90年代初E.Gulski等人提出了利用二维谱图的形状统计特征进

行放电模式识别，考虑用一些统计特征量描述局部放电谱图的形状特征，从而实现局部

放电的状态监测。在电力变压器的局部放电在线监测研究中，局部放电信号在变压器绕

组中传播特性以及受外围电路的影响将对局部放电的定量测量以及定性判断的准确性具

有重要的意义。

传感器、前置系统的设计和监测点的选择，是真实、有效获得原始局放信号的重要保障

，为此，研究局部放电信号在变压器绕组中的传播特性具有重要意义：一方面是出于在

线监测系统设计的考虑，另一方面是为后续的放电类型的识别奠定基础。目前所使用的

放电类型识别的模型都是在离线的情况下(或实验室)采集大量的模型数据得到的，与实

际现场在线条件下有很大的差别。这主要是因为离线数据没有考虑变压器绕组及其外联

网络和设备的作用，实际上它们会对局放信号产生很大的扭曲作用，使得放电类型更加

难以分辨和确定。因此，只有深入研究变压器绕组这个复杂系统对局放信号的响应特点

，才有可能准确地进行放电类型识别。

目前，国内外专门针对局部放电信号传播特性的研究还比较少，对局部放电信号的传播

规律尚未揭示清楚。有学者从局部放电信号定位的目的出发，对变压器绕组的频率特性

进行了初步研究，但没有考虑设备外联网络的影响；有研究人员根据具体的某一500kV

变电站，对站内设备和网络对局放信号传播的阻抗特性及其放电量的标定问题进行了初

步研究，但运行中变压器的局部放电信号传播很复杂，不仅与变压器本身的结构、容量

、尺寸等参数有关，而且与其所处的现场环境、所连接的网络和其它设备参数密切相关

，这必然给局放信号传播特性的研究带来很大困难。局部放电是指在电场作用下绝缘结

构中只有局部区域发生放电，而不是大面积或贯穿整个导体的放电。大型电力变压器的

绝缘结构比较复杂，使用的材料多种多样，整个绝缘系统电场分布很不均匀。由于设计

或制造工艺上不尽完善使绝缘系统中含有气隙，或是在长期运行过程中绝缘受潮，水分

在电场作用下发生分解产生气体而形成气泡。因为空气的介电常数比绝缘材料的介电常

数小，即使绝缘材料在不太高的电场作用下，气隙、气泡部位承受的场强也会很高，当

场强达到一定值以上时就会发生局部放电。另外绝缘内部存在缺陷或混入各种杂质，或

者在绝缘结构中存在某些电气连接不良等，都会使局部电场集中，在电场集中的地方就

有可能发生固体绝缘表面放电和悬浮电位放电。在电力变压器的油纸绝缘结构中，局部

放电一方面使油分解出气体，另一方面又可能生成油泥沉积在固体绝缘材料上，在该处

形成更剧烈的放电，并使该处成为过热点，促使绝缘损坏。实际上，当局部放电发展为

树枝放电后，极易导致沿面闪络。由此可见，局部放电既是绝缘劣化的征兆，又是绝缘

劣化的原因。