中试控股技术研究院鲁工为您讲解：输电线路参数辨识测试装置（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)

输电线路的常见问题及维护对策
1.电杆积水冰冻 
电杆积水冰冻主要是因为电杆积水，水分进入到电杆内部，冰冻以后膨胀对电杆造成破坏。在维护工作中应该做好四方面的工作：第一是在有可能积水的地段，做好封堵工作，或者将电杆外基封实；

第二是在冰冻期到来以前，对线路上所有的电杆进行不要的检查，并针对出现的问题进行维护；第三是在施工以前检查电杆的质量；第四是在积水冰冻以前及时的清理，并保证水流的畅通。 
2.倒杆塔 
对于倒杆塔的维护工作，首先应该做好杆塔的管护工作，并且针对杆塔的出现的问题进行相应的调整，比如因质量问题要及时更换等；其次要对拉线进行必要的检查和维护工作，从而保证整个输电线路稳定的运行，同时及时的补全输电线路构件损失，稳定杆塔的受力；

最后在特殊天气时增强对线路的巡检工作，并在巡检是注意导线连接处的受热问题。 
3.雷击 
雷击能够对输电线路造成巨大的直接和间接伤害，因此要加强在此方面的维护工作。其主要的维护策略分为四个方面：第一严格落实避雷线的架设，做好防雷基本工作；第二是降低杆塔的接地电阻，提高杆塔的抗雷击能力；第三是架设相应的耦合地线，以对雷击电流进行分流；

第四是增强线路的绝缘性，并装置自动重合闸。 
4.线路触电 
线路触电给线路维护人员带来了生命威胁，因此应该对这方面的维护工作给予高度的重视。在实际维护工作中，首先应该保证维护人员进行作业时相关工具的绝缘性和作业活动的安全距离；

其次应该严格的规范接地操作的规范性，做好自我防护工作；最后应该做好杆塔工作的监护工作，保证维护工作的有效性

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；

输电线路工频参数的测量方法

新建高压输电线路再投入运行之前，除了检查线路绝缘情况、核对相位外，还应测量各种工频参数值，作为计算系统短路电流、继电保护整定、推算潮流分布和选择合理运行方式等工作的实际依据。

本文为大家详细介绍工频线路一些参数的测量方法。注：本文讨论的线路参数均指三相导线的平均值，即按三相线路通过换位后获得完全对称。对不换位线路，因其不对程度较小，也可以近似地试用。

一测量线路各相的绝缘电阻

测量绝缘电阻，是为了检查线路绝缘状况，以及有无接地或相间短路等缺陷。一般应在沿线天气良好情况下（不能在雷雨天气）进行测量。首先将被测线路三相对地短接，以释放线路电容积累的静电荷，从而保证人身和设备安全。

测量时，应拆除三相对地的短路接地线，然后测量各相对地是否还有感应电压（测量表计用高内阻电压表，好用静电电压表），若还有感应电压，应采取措施消除，以保证测试工作的安全和测量结果的准确。

测量线路的绝缘电阻时，应确知线路上无人工作，并得到现场指挥允许工作的命令后，将非测量的两相短路接地，用2500 - 5000V兆欧表，轮流测量每一相对其他两相及地间的绝缘电阻。若线路长，电容量较大时，应在读取绝缘电阻值后，先拆去接于兆欧表L端子上的测量导线，再停兆欧表，以免反充电损坏兆欧表。测量结束后应对线路进行放电。测量线路各相绝缘电阻接线图如图1所示。

核对相位

通常对新建线路，应核对其两端相位是否一致，以免由于线路两侧相位不一致，在投入运行时造成短路事故。

核对相位的方法很多，一般用兆欧表和指示灯法。指示灯法又分干电池和工频低压电源两种。

1．兆欧表法

图2是用兆欧表核对相位的接线图。

用兆欧表核对相位接线图

图2：用兆欧表核对相位接线图

在线路的始端一相接兆欧表的L端，而兆欧表的E端接地，在线路末端逐相接地测量；若兆欧表的指示为零，则表示末端接地相与始端测量相同属于一相。按此方法，定出线路始、末两端的A、B、C相。

2．指示灯法

指示灯法是将图2中兆欧表换成电源和和指示灯串联测量，若指示灯亮．则表示始、末两端同属于一相，但应注意感应电压的影响，以免造成误判断。

测量直流电阻

测量直流电阻是为了检查输电线路的连接情况和导线质量是否符合要求。

根据线路的长度、导线的型号和截面，初步估计线路电阻值，以便选择适当的测量方法和电源电压。一般采用较简单的电流、电压表法测量，尤其对有感应电压的线路更为必要。此外，也可用单臂电桥测量。电流电压表法常用来测量较长的线路，电源可直接用变电所内的蓄电池。但要注意，不能影响开关和继电保护可靠动作。

测量时，先将线路始端接地，然后末端三相短路。短路连接应牢靠，短路线要有足够的截面。待始端测量接线接好后，拆除始端的接地进行测量，原理接线如图3所示。

电流电压表法测量线路直流电阻接线图

图3：电流电压表法测量线路直流电阻接线图

PA—直流电流表；PV—直流电压表

逐次测量AB、BC和CA相，井记录电压值、电流值和当时线路两端气温。连续测量三次，取其算术平均值，并由以下各式计算每两相导线的串联电阻（如果用电桥测量，能直接测出两相导线的串联电阻值）。

AB相   RAB＝UAB／IAB

BC相   RBC＝UBC／IBC

CA相   RCA＝UCA／ICA

然后换算成20℃时的相电阻，换算方法如下

Ra＝（RAB＋RCA－RBC）／2

Rb＝(RAB＋TBC－RCA) ／2

Rc＝(RBC＋RCA－RAB) ／2

并按线路长度折算为每千米的电阻。

超高频局部放电检测法是目前应用于局部放电检测的热门技术，随着传感器技术、数据

采集技术等的不断发展，局部放电的检测向超高频和超宽频方向发展。通过接收变压器

内部放电所产生的超高频电信号，实现局部放电的检测。UHF（Ultra一High-Frequency

）法接收局部放电信号主要有两种方式：天线法和电容耦合法，采样频率可分别达到

1.2GHz和1.5GHz。因为超高频检测的频带非常高，可以通过砍掉低频信号来过滤干扰。

国内的很多仪器厂家一般将300MHz以下的信号过滤，以排除现场电晕放电的干扰。但由

于电力变压器内部绝缘结构的复杂性，电磁波在传播过程中会发生多次折反射和衰减，

同时变压器箱壁的屏蔽作用也使得局部放电的电磁信号很难的向外传播，在变压器的外

部进行超高频检测颇有难度。目前广东电科院、清华大学、华北电力大学等单位已将超

高频局放检测技术应用于变压器局放检测。具体做法是将超高频传感器置于变压器内部

进行检测，而将超高频传感器置于变压器内部时，需要打开变压器的油阀，会造成油流

涌动引起变压器瓦斯保护动作，影响到设备的运行。

高频脉冲电流法也可以用于变压器局部放电的检测。通过变压器套管升高座的位置进行

包膜，人为的制造一个电容屏，使得局部放电的高频电流通过电容的耦合进入检测系统

，利用高频CT检测高频电流信号，以实现对变压器局放的检测。广州智友公司采用高频

脉冲电流法，对佛山供电局所有的500kV变压器进行过普查和评估，取得了一定的效果

。

化学检测法是目前应用最广的非电测法。对变压器的油样进行色谱分析，通过油中的特

征气体含量，以及三比值法，可以对变压器是否存在局部放电进行判断。由于变压器的

所有结构材料均浸在油中，一旦产生局部放电，局部放电的能量，使得绝缘油产生裂解

，油中各种气体的含量组分会产生变化，各种特征气体对反应局部放电非常灵敏。实验

室油色谱分析发展已经成熟，积累了较多的故障诊断经验。

声发射检测技术是近几年逐渐兴起的一种检测方法。在电力变压器内部发生局部放电时

，会伴随有声波能量的放出，声波在不同介质(油纸、隔板、绕组、油等)中向外传播，

到达固定在变压器油箱壁上的声发射传感器。其优点是不影响电气主设备的安全运行，

受电磁干扰小，灵敏度较高，可以对局放点定位。缺点是放电源和传感器之间的传播路

径复杂，等效传播速度难以确定，故给声源定位造成一定的困难，且在声发射信号在不

同介质中传播会衰减等。在变压器局部放电的测量中，声发射传感器的谐振频率一般都

选择在30kHz以上的超声频段。虽然局部放电及所产生的声发射信号具有一定的随机性

，每次局部放电的声波信号频谱不同，但整个局部放电声波信号的频率分布范围却变化

不大，基本处于50-300kHz频段。大量研究表明，局部放电产生的声波信号的频谱大都

集中在150kHz左右，而变压器的噪声频谱分布在小于65 kHz频率范围。二者的频率分布

明显不同。另外，传播媒质对声波吸收系数随频率的平方增长，即频率越高，吸收系数

越大，声波在传播中的衰减越厉害，因此系统最好利用低频段的声波信号，以保证其灵

敏度，同时避开变压器铁芯自身振动、噪声和其他电磁噪声等干扰。

自1965年美国的Dunegan公司首次推出声发射商用仪器以来，声发射硬件技术经历了从

参数式一参数型数字式一波形式三个阶段的更新发展。进入20世纪90年代，美国PAC公

司、美国DW公司、德国Vallen Systeme公司和中国广州声华公司先后开发生产了算机化

程度更高、体积和重量更轻的第三代数字化多通道声发射检测分析系统，这些系统除了

能进行声发射参数实时测量和声发射源定位外，还可以直接进行声发射波形的观察、显

示、记录和频谱分析。随着声发射检测仪器的日趋完善，用于变压器局部放电测量的可

靠性也越来越高。

目前美国的PAC公司是声探头最大的生产厂家，从上世纪90年代开始，该公司开始研发

PAC声发射(超声)测量系统，该系统是采用声发射法对变压器局放进行带电测试的仪器

，除能够长时间带电测试外，还能够对变压器局放位置进行定位。通过在美国进行数百

台变压器的测试，形成了较成熟的测试技术，本世纪初开始销向中国市场。2007年佛山

供电局购进该测量系统，并应用于现场检测，但由于试验人员对变电站变压器内部结构

、运行环境不熟悉，导致不能对检测信号做出综合分析，缺少判断依据。国内外变压器

局部放电检测方法的研究现状声发射法对于变压器围屏、引线、金属件及高压线圈表面

的放电比较灵敏，而对变压器绕组内部的变压器绕组内部的局放灵敏度不高。有些单位

在实验室模拟了变压器油箱进行研究，但停留在检测声发射信号灵敏度、验证试验仪器

有效性等方面，缺少工程应用方面的研究，使得现场检测缺少理论的指导，若要有效的

利用声发射法检测和定位变压器局部放电，需要在声发射法的局放检测应用方面进一步

作研究。电力变压器是发电厂和变电站的重要设备之一，在电力系统中承担着电压转换

和电能分配调度的重要枢纽作用。我国电力系统近年来发展迅速，尤其1000kV特高压电

网的大力建设，对变压器的容量、电压等级以及运行可靠性提出了越来越高的要求。电

力变压器的可靠运行对保障整个电力系统的安全性、稳定性至关重要。

在实际生产运行中，运行经验和相关故障案例均表明，由绝缘水平降低引起的绝缘故障

占比重最大，绝缘水平的高低成为影响变压器的可靠运行的重要因素。在变压器的设计

和生产中无法避免会存在一些缺陷，如缝隙、气泡、悬浮导电质点和毛刺等，这些缺陷

在变压器运行过程中，会造成绝缘体表面或内部出现区域性的电场畸变，使该区域电场

强度高于平均电场强度，而这些区域的击穿场强低于平均击穿场强，就会导致产生放电

，形成局部放电。局部放电的发展演变，会使变压器内部绝缘性能不断下降，且严重时

可能引起匝间、层间短路故障。可见，局部放电已成为导致变压器绝缘性能降低的主要

因素，同时也是绝缘劣化的主要表现形式和征兆。对局部放电采取实时、有效的监测手

段，及时预防变压器绝缘水平下降，对电力系统的可靠性和经济性具有相当重要的意义

。

局部放电产生时会辐射出电磁波、超声波等信号，电检测法如脉冲电流法、超高频法等

是目前最普遍的局部放电检测手段，而诸如超声波法、气相色谱法、光测法等非电的检

测方法也已被证明有效并发展了很长一段时间，积累了很丰富的知识体系，其中超声波

法局部放电检测是一种对电力设备很重要的非破坏性检测手段。该方法不直接测量电信

号，而是对超声振动进行检测，具有较强的抗电磁干扰能力，并且能够对局部放电进行

准确定位，因此，超声波检测法在电力设备局部放电检测中，占有非常重要的地位。但

是如何进一步提高超声检测的灵敏度和信噪比，提高局部放电检测和定位效果是本领域

巫需解决的问题。