中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变频技术输电线路异频参数测试装置（实力品牌）

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。

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

输配电线路运行管理及维护方法
通过调查发现，当前在输配电线路运行管理中还存在很多问题，例如不同地区影响因素不同，受到天气、气候、地域、海拔的影响，以及经济的快速发展，用电需求急剧增加，再加上配电范围广、管理人员不足，在管理中不能进行细致化、集约化的管理；

因此管理维护中容易出现故障，导致局部地区电力中断，影响居民的日常用电，下面就综合对这些问题进行分析，从中总结出有效的管理措施，提高我国的用电管理水平，为以后这方面技术的发展奠定基础。 
输配电管理中面临的问题和难点 
受到地理环境的影响 
在对输配电线路进行管理和维护过程中，由于不同地区的地理环境，自然气候不同，因此管理和维护的重点也不同。我国地域辽阔，不仅有高原、高海拔地区，同时也有酷暑、苦寒等地区，这些地方的地理环境，天气情况都不同，直接影响输配电管理工作。

如果在设计时不对这些影响因素加以考虑和分析，那么在日后的维护管理中肯定会面临很多问题。因此工作人员在日常维护工作中，一定要对设备缺陷进行记录，根据其受到破坏情况的不同，对受损情况做具体的分类，然后在后期进行审查；

将所有的安全隐患都排除掉，避免线路在运行中出现故障，造成局部的停电。 
电能供应量加大 
随着我国的改革开放，逐渐发展出了很多大中型城市，这些城市在发展中，以后后期的运行中，都依赖电源，再加上工商业的繁荣，我国对电能的需求量加大，这样对于供电企业而言，在这方面会面临很大的压力。

如果日常维护管理不到位，出现了长时间超负荷运行，那么就可能出现短路、线路中断、线路起火等问题，针对这些情况，要求工作人员在日常维护中，必须加大对电力设备的检查力度，对于发生过重大安全事故的设备，要做重点的检查，避免故障的再次发生。 
发生故障的主观原因 
由于电力工程质量不合格，后期运行不到位，再加上整体规划设计不合理，导致故障频发。第一，出现短路问题，在山丘中安装输配电线路，如果树木和线路之间的安全距离没有控制好，那么二者就容易连接，经常发生短路故障；

第二，线路在正常运行时，如果在日常检查过程中，工作人员没有严格按照流程操作，对线路下生长的草木没有及时清理，对树木没有修整，就会出现短路甚至是跳闸故障；

第三，对于输配电线路而言，如果线路中的线对线平行度出现问题，导致各自线路的安全距离不够，在强电流作用下，就会出现打连火灾，直接影响用户的用电安全。 
对客观因素的分析 
一般设计输电线路时，尽可能都远离城市中心和农村，这些地方是野外、郊区，因此在很大程度上会受到自然因素的影响。

例如雷击比较严重，据不完全统计，雷击导致的线路问题占到12%，除此之外，雷雨、暴风雪也会有影响，这些自然因素是不能控制的，但是在设计中一定要安装避雷针，除此之外，相关的配套设施也要进行配置安装，将自然因素对线路的影响降到最低。 

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；

目前，高压直流线路保护普遍以行波保护（traveling wave protection）作为主保护

，当直流线路发生故障时，从故障点到两端换流站会分别反射不同的故障电压、电流行

波，据此可以检测故障。行波保护动作时，将起动直流线路故障恢复顺序控制（整流侧

），即按预先设定的次数，按一定的去游离时间，全压起动或降压起动故障的直流极；

若经重起动后仍不成功，将闭锁两端阀组。

同时，高压直流线路保护采用低电压保护（low voltage protection）、斜率保护

（derivative and level protection）、纵差保护(longitudinal differential 

protection)等作为行波保护的后备保护。

2 迄今为止，国内外学者提出了基于多种原理的行波保护，按照有无通道分，主要有两

类：有通道保护和无通道保护，如表1所示： 

目前，高压直流输电正处于大力发展阶段。我国和世界上其它许多国家一样，正在现有

的建设和运行经验的基础上，积极开展直流输电技术的研究和发展工作。由于高压直流

输电技术所涉及的问题非常广泛，为了突出重点，下面简要介绍直流输电的几个主要发

方向以及研究课题：

1）输电参数越来越高。目前民办上运行参数最高的巴西伊泰普（Itapu）直流输电工程

的运行参数已经达到：±600KV，3150MW，783km。

2）基于串联电容换相的换流器技术。

3）基于电压源换流器的轻型直流输电系统。

4）研制高参数大容量可控硅元件，改进换流阀的机、电、热各方面的结构，以进一步

降低换流器的造价和可靠性。

5）研究交、直流的并列（或并联）运行和调节，以提高输送功率的极限。

6）研制直流断路器和发展多端直流系统。

7）紧凑型换流站的设计和应用。

8）应用新技术缩短直流线路的保护动作时间和提高保护动作的可靠性。

3 结论　　本文对高压直流输电的故障特征及其线路保护进行了一些探讨，可得出以下

结论：

1）高压直流输电的故障特征和对线路保护的要求决定了行波保护作为线路保护主保护

的地位。

2）基于现有的CT、PT的传变特性，可采用前述的检测电压下降率，行波突变量以及地

模波极性的方法来作为行波保护判据，其动作性能具有一定的可靠性。

3）随着光CT、光PT、高速数据采集技术、数字信号处理技术以及GPS的应用，基于小波

变换的行波距离保护作为一种高速可靠的行波保护方案，已具有实用性。

 

 一、检测方法

    中试控股电力讲解在输电线路绝缘子串中，一旦出现不良绝缘子，该绝缘子串就与

完好绝缘子串在电气性能、温度分布等方面出现差异。若采取科学方法辨识这些差异，

就可以测出不良绝缘子。

不良绝缘子与完好绝缘子的差异归纳起来主要有以下几方面。

 (一)不良绝缘子分担的电压降低

图4—8给出了完好绝缘子串和不良绝缘子的绝缘子串的电压分布瞳线。由图4—8可见，

当绝缘子串中有不良绝缘子时，不良绝缘子上分担的电压降低，降低的程度决定于不良

绝缘子所处的位置及其绝缘电阻的大小等。因此，测量绝缘子串的电压分布，可以检出

不良绝缘子。根据这个原理研究的测量方法有火花间隙法、静电电压表法、音响脉冲法

等

图4—8沿串中绝缘子的电压分布(220kV)

    1一完好绝缘子串；2—#10绝缘子； 3—#4绝缘子

 (二)不良绝缘子的绝缘电阻降低

中试控股电力讲解良好绝缘子的绝缘电阻一般在2000MΩ左右，规程规定，当绝缘子的

绝缘电阻低于30MΩ时，应判定为不良绝缘子。绝缘电阻愈低，说明其劣化愈严重。根

据这个原理提出的测量方法有兆欧表法等。

 (三)泄漏电流引起绝缘子表面发热

由上述可知，当绝缘子绝缘良好时，其绝缘电阻极高，泄漏电流仅沿其表面流过，且很

小(为微安级)不足以引起绝缘子表面发热。

对不良绝缘子而言，由于其体积绝缘电阻很低，其泄漏电流不仅沿绝缘子表面流过，而

且也沿其内部流过。体积泄漏电流的大小决定于绝缘子的劣化程度。当绝缘子为零值时

，其体积泄漏电流最大，而表面泄漏电流趋于零。显然，绝缘子表面不会发热。由于零

值绝缘分担的电压趋于零，所以使绝缘子串中良好绝缘子分担的电压增大，导致其泄漏

电流增大，使绝缘子温度升高，造成良好绝缘子与零值绝缘子间的温度差异。根据这个

原理提出的测量方法有变色涂料法、红外线测温法等。

 (四)不良绝缘子存在的微小裂纹引起局部放电而产生电磁超声波和杂音电流

在不良绝缘子存在裂纹，进入气体后，电场分布将发生畸变，所以气体分担的场强高。

又由于气体的绝缘强度比绝缘子低，因而易在气体中发生局部放电，并产生电磁波、超

声波和杂音电流。根据这个原理研究出的检测方法主要有超声波检测法。

上述诸方法虽能检出不良绝缘子，但存在着准确性差、劳动强度大、效率低等缺点。

特别是随着电压等级提高，线路愈来愈长，绝缘子串中的片数愈来愈多，探索新的检测

方法对从事线路维护、管理的电力工作者来说，就愈加突出和重要了。

二、检测不良绝缘子的新方法

国内外不断探索检测不良绝缘子的新方法，有的已研制出新的仪器并用于现场，有的尚

处于试验室研究阶段，这些方法主要有以下几种。

(一)自爬式不良绝缘子检测器

图4—9所示用于500kV超高压线路的自爬式不良绝缘子检测器的检测系统框图，这主要

由自爬驱动机构和绝缘电阻测量装置组成。检测时用电容器将被测绝缘子的交流电压分

量旁路，并在带电状态下测量绝缘子的绝缘电阻。根据直流绝缘电阻的大小判断绝缘子

是否良好。当绝缘子的绝缘电阻值低于规定的电阻值时，即可通过监听扩音器确定出不

良绝缘子，同时还可以从盒式自动记录装置再现的波形图中明显地看出不良绝缘子部位

。当检测V型串和悬垂串时，可借助于自重沿绝缘子下移，不需特殊的驱动机构。

(二)电晕脉冲式检测器   

中试控股电力讲解这是一种专门在地面上使用的检测器，它既可用于检测平原地区线路

，也可用于检测山区线路，其特点是：

(1)重量轻，体积小，电源为1号电池，使用方法安全。

(2)不用登杆，在地面即可检测。

(3)先以铁塔为单元粗测，若判定该铁塔有不良绝缘子时，再逐个绝缘子细测。

(4)采用微机系统进行逻辑分析、处理，检测效率较高。

在输电线路运行中，绝缘子串的连接金具处会产生电晕，并形成电晕脉冲电流通过铁塔

流入地中。电晕电流与各相电压相对应，只发生一定的相位范围内。若把正负极性的电

流分开，则同极性各相的脉冲电流相位范围的宽度比各相电压间的相位差还小。采用适

当的相位选择方法便可以分别观测各相脉冲电流ika、ikb、ikc，

ea、eb、ec一a、b、c三相的对地电压

对各相电晕脉冲分别进行计数，并选出最大最小的计数值，取两者的比值(最大／最小)

即不同指数，作为差别依据。当同一杆塔的三相绝缘子串无不良绝缘子时，各相电晕脉

冲处于平衡状态，此时比值接近于1；当有不良绝缘子时，则各相电晕脉冲处于不平衡

状态，该比值将与1有较大偏差。电晕脉冲式检测器就是根据此原理研制的。

图4—11检测器检测系统框图

图4-11示出该检测器的检测系统框图，它由四部分组成：

(1)电晕脉冲信号形成回路。

(2)周期信号形成回路。

(3)各相电晕脉冲计数回路。

(4)各铁塔不同指数的计算和显示回路。

    (三)电子光学探测器

    电子光学探测器是应用电子和离子在电磁场中的运动与光在光学介质中传播的相似

性的概念和原理[即带电粒子(电子、离子)在电磁场中(电磁透镜)可聚焦、成像与偏转]

制造的。

    架空输电线路绝缘子串中每片绝缘子的电压分布是不均匀的，离导线最近的几片绝

缘子上电压降最大。当出现零值绝缘子时，沿绝缘子串的电压将重新分布，离导线最近

的几片绝缘子上的电压将急剧升高，会引起表面局部放电或者增加局部放电的强度。而

根据表面局部放电时产生光辐射的强度，就可知道绝缘子串的绝缘性能。

    如图4—12所示，被监测的绝缘子表面局部放电、电晕放电和绝缘子的光影像，通

过物镜输入亮度增强器的光阴极、电子由光阴极逸出，形成电子电流，依据电子电流密

度的平面分布可显示出原有光影像的亮度分布。焦距调节系统电子加速，从而使亮度增

强器荧光屏发光。这样，原来形成的光影像中途经过电子影像，又重新变为光影像。在

影像传递过程中，磁场系统将电子加速，使原有光影像的亮度增加(可达105倍)。亮度

增强器可以实现由地面远距离(5～50m)测量输电线路的悬式绝缘子串上的表面局部放电

时的微弱光亮。

  图4—12悬式绝缘子串用的电子光学探测器结构示意图

G一受监测绝缘子；J一照相胶卷；H一物镜光圈；Ol、O2一输入(输出)  物镜(目镜)；R

一可调电阻；Vt一光电三极管；O3一透镜；CL一滤光器；ΦK一光阴极；L一焦距调节系

统；D一电源；P一亮度增强荧光屏

    当在夜间进行探测时，为了区别绝缘瓷件表面局部放电和其他外界光源的干扰(月

光和照明)，提高信噪比，可采用脉冲电源对亮度增强器供电。因为表面局部放电是发

生在绝缘子所施加交流电压的最大值附近，其频率为100Hz，而外界光辉强度与电网频

率无关。当绝缘瓷件在仅出现表面局部放电时(1～6ms)，按接近于100Hz的频率将亮度

增强器投入，将会使背景微弱爆光和外界干扰光辉减弱。在电子光学探测器的荧光屏上

，将观察到与电网频率和亮度增强器合拍的表面局部放电的亮区脉动。此脉动可将表面

局部放电的光强与减弱的不脉动外界干扰光辉区别开来。实际检测中，有缺陷的绝缘子

串中表面局部放电的光辐射强度超过平均光辐射强度。