中试控股技术研究院鲁工为您讲解：输电线路缺陷测试系统

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。

中试控股详细讲解高压直流输电线路中常用的继电保护技术

行波保护

直流输电过程中，主保护措施为行波保护，其保护原理如下：线路发生故障时，故障点

会将反行波传播到线路两端，而行波保护通过对反行波的识别，判断故障相关情况，现

阶段，利用行波保护技术保护高压直流输电线路时，多采用两种方案，一种为ABB方案

，此种方案的故障检测利用极波进行，同时，故障级通过地模波确定；一种为SIEMENS

方案．其中方案的启动判据采用电压微分，且垃障确定方法为观察反行波在IOMS内的突

变量。

自上述叙述可知．这两种方案采取不同的检测方式，效果上也存在一定的差异，因微分

环节存在于SIFMENS方案中，所以检测速度相对慢于ABB方案，但也正是因为存在此环节

，使的SIEMEHS方案具有更好的抗干扰能力。

不过，这两种方案均存在一定的不足之处，如不具备足够的耐过渡电阻能力、采样要求

高、缺乏良好的抗干扰能力等。由于较多的问题存在于行波保护技术中，学者们开始了

大量的忧化工作．如在可靠性基础上实拖优化，将基于小波变化的行波方向保护方案提

出．再如优化灵敏度，研究极性比较式原理等。

微分欠压保护

直流输电线路中，微分欠压保护属于主保护，同时，使用行波保护时，其也作为后备保

护，实现保护的主要方式为对电压微分数值、电压幅值水平做出检测。从保护原理上看

，微分欠压保护

相同于ABB方案及SIEMENS方案，都是进行电压微分及幅值的测定，且电压蒲升定值一致

于行波保护，唯一不同的是延长了原本的6ms．变为20ms，由此一来，行波保护退出或

无充足的上升沿宽度状况下，微分欠压保护可将其后备保护作用充分的发挥出来，与行

波保护相比，微分欠压保护具有较慢的运行速度，但其准确度明显提升，不过，在耐过

渡电阻能力方面，依然并不理想，非常有限。

低电压保护

对于前两种保护技术来说，低电压保护属于其后备保护

手段，判断数障及继电保护作用通过电压幅值检测来实现。根据其设计，高阻故障发生

后，行波保护与微分欠压保护未能做出动作时，低压电压保护会对其做出切除，不过，

从实际应用状况来看，低电压保护镜配备在极少数的高压直流输电线路中。

低电压保护包含两种，一种为线路低电压保护，另一种极控低电压保护，与后者相比，

前者具有更高的阿博湖定值，而且前者动作后，线路重启程序会启东，后者动作后，故

障极被封锁。尽管低电压保护具有较为简单的原理，氮气也存在较多的问题，入选择性

差、区分高阻故障不准确等。

纵联电流差动保护

在高压直流输电线路中，纵联电流差动保护属于后备保护方案，原理是通过双端电气量

促进绝对选择性实现，根据设计、高阻故障切除为其唯一作用。从现有纵联电流差动保

护来看，因对电容电流问题并未作出完全的考虑，差动判据仅采用电流两端的加和，导

致等待时间较长，相对动作的速度并不快。

例如纵联电流差动保护的SIEMENS方案，故障初期时，具有较大的电流波动，差动保护

会具有600ms的延迟，同时，差动判据自身存在的延迟有500ms，也就是，差动动作至少

要在故障发生1100ms后才会出现，而在此期间内，故障极直接闭锁的事故可能会发生许

多次，导致设备无法重启，纵联电流差动保护的后备动作无不能完全的发挥出来。

为使此种保护技术保护效果的增强，可从多个方面进行整改工作，如补偿电容电流，促

进差动保护灵敏度程度高；升级高频通道，变为光纤通道，加快保护动作速度等。

结论

继电保护技术对于高压直流输电线路的安全平稳运行来说十分重要，由于目前常用的技

术手段均存在一定的不足。我国应加大研究力度，研究出更为适合我国直流输电要求的

继电保护方案，从而促进电力系统的长久发展。