中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压线参数测试系统

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。

中试控股详细介绍Zo为传输线反射点的阻抗

（1）当线路无故障时，Zo＝Zc，P＝0，无反射。

（2）当线路发生断线故障时，Zo＝∞，P＝1，线路发生全反射，且反射波与入射波极

性相同。

（3）当线路发生短路时，Zo＝1，P＝－1，线路发生负的全反射，反射波与入射波相性

相反。

 1，低压脉冲法（简称脉冲法）

当线路输入一个脉冲电波时，该脉冲便以速度V沿线路传输，当行Lx距离遇到故障点后

被反射折回输入端，其往返时间为T，则可表示为：

V为电波在线路中的传播速度，与线路一次参数有关，对每种线路它是一个固定值，可

通过计算和仪器实测得到。将脉冲源的发射脉冲和线路故障点的反射波以一显示器实时

显示，并由仪器提供的时钟信号可测得时间T。因此线路故障点的距离Lx便可由（2）式

求得。不同故障时的波形图如图1所示。

对电缆的低阻性接地和短路故障及断线故障，及冲法可很方便地测出故障距离。但对高

阻性故障，因在低电压的脉冲作用下仍呈现很高的阻抗，使反射波不明显甚至无反射。

此种情况下需加一定的直流高压或冲击高压使其放电，利用闪络电弧形成瞬间短路产生

电波反射。    下面中试控股详细介绍如何确定直流输电线路的绝缘子片数

由于直流线路的静电吸附作用，直流线路的污秽水平要比同样条件下的交流线路的高，

所需的绝缘子片数也比交流的多，其绝缘水平主要决定于绝缘子串的污秽放电特性。因

此，目前在选择绝缘子片数时主要有两种方法：

1.按照运行经验采用爬电比距法，一般地区直流线路的爬电比距为交流线路的两倍。

   两种方法中，前者直观，但需要大量的试验和检测数据，且试验检测的结果分散性

大。后者简便易行，但精确性较差。实际运用中，通常将两者结合进行。

2.按照绝缘子人工污秽试验采用绝缘子污耐受法，测量不同盐密下绝缘子的污闪电压，

从而确定绝缘子的片数。

1 设计方案

中试控股详细介绍针对某地区110kV 输电线路复合绝缘子安装方式设计了4种并联间隙

方案，包括3种直线串方案和1种耐张串方案。直线串方案一参照已有运行经验的角形招

弧角进行改动，保留复合绝缘子原有的均压环；直线串方案二采用环形招弧角替代原有

的均压环，招弧角同时起均压作用。直线串方案一和方案二都需更换改制的碗头和球头

，直线串方案三不必更换改制的球头、碗头，采用角形招弧角直接固定在绝缘子上，为

增大工频电流通流能力，上、下电极均采用引流线。耐张串并联间隙的安装需利用三角

连板操作孔，但不必解开耐张串，缩减了现场安装的工作量。

2 可见电晕和无线电干扰试验

输电线路安装的各种金具，其可见电晕和无线电干扰特性是一项重要指标。对于输电线

路用并联间隙装置，其设计也应满足可见电晕和无线电干扰特性要求。直线串方案二和

方案三不采用复合绝缘子的均压环，为验证电极的均压效果，本次分别对这2种型式的

并联间隙进行了可见电晕和无线电干扰特性试验。

2．1 中试控股详细介绍试验方法

2．1．1 可见电晕试验

试验时，升高电压至用夜视仪能观察到试品出现可见电晕，维持 5min，此电压即为“

电晕起晕电压”; 然后缓慢降低电压使电晕消失，再维持5min，记下此时的电压，即为

“电晕熄灭电压”。上述过程重复5次，并取平均值。

2．2．2 无线电干扰电压试验

将试验电压升至规定值，然后用无线电干扰仪测试试品产生的1mHz的无线电干扰电压( 

RIV) 。

2．2 试验结果

当工频试验电压升高到100kV时( 大于规定试验电压(87．6kV) ) ，并联间隙的上、下

电极仍未见可见电晕，说明并联间隙的可见电晕性能满足国家标准要求。在2组试验中

，分别记录了并联间隙上的起晕电压和熄灭电压，如表1所示。

同时进行了无线电干扰特性试验。当工频试验电压升高到100kV时( 大于规定试验电压

(87．6kV) ，复合绝缘子用并联间隙在1MHz下的无线电干扰电压分别为126μV 和141μ

V，小于规定值(1mV) 。可知并联间隙的无线电干扰性能满足国家标准要求。

3 雷电冲击放电电压及伏秒特性试验

并联间隙装置要保证其雷电冲击放电发生在并联间隙装置上，同时又不会造成线路雷击

跳闸率明显升高，为此进行了雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性试验，以验证

并联间隙装置的雷电放电性能是否满足要求。单、双联绝缘子的雷电冲击50%放电电压

和雷电冲击伏秒特性相差不大，故只进行双联绝缘子安装并联间隙的雷电冲击50%放电

电压和雷电冲击伏秒特性试验。绝缘子串按2种型号考虑，分别为FXBW4－110/100－

1340和 FXBW4－110/100－1240。安装并联间隙装置后，复合绝缘子雷电冲击50%放电电

压试验结果如表2所示。试验过程中观察到安装并联间隙后，放电路径均在并联间隙上

。

从表2可见，复合绝缘子安装并联间隙装置后，雷电冲击50%放电电压均低于不安装并联

间隙装置时的数值。2种型号的复合绝缘子，安装并联间隙装置后雷电冲击伏秒特性均

低于不安装并联间隙装置时的数值。安装并联间隙装置后，雷电冲击 50% 放电电压和

雷电冲击伏秒特性降低了15%～20%。这主要是由于并联间隙装置减小了绝缘距离；另外

，并联间隙端部为球头，造成局部电场微小畸变，使放电电压有所降低。间隙距离与雷

电冲击50%放电电压值之间具有较好的线性关系。各并联间隙的雷电冲击伏秒特性曲线

均在复合绝缘子的伏秒特性曲线之下，并联间隙可起到在雷电过电压下引导雷电放电保

护复合绝缘子的作用。

4 工频电弧燃弧特性试验

工频电弧燃弧特性试验是为了验证线路绝缘子雷击闪络后，后续的工频短路电流产生的

电弧是否能被引导到并联间隙装置上，且电弧是否能够固定在并联间隙装置的端部燃烧

，使绝缘子串免于灼烧。选择FXBW4－10/100－1240复合绝缘子，按直线串方案二和方

案三方式安装并联间隙进行试验。试验条件按110kV系统短路电流水平及继电保护动作

时间并留有一定裕度后确定为20kA、0．12S。试验过程和结果借助高速摄像机，结合试

验后电弧在试品(包括绝缘子、并联间隙、金具和模拟导线)上残留的痕迹进行总结和分

析。电弧能够转移到间隙电极的球头上。在模拟导线上有电弧烧蚀的痕迹，说明电弧在

电动力的作用下向电源外侧运动。试验结果表明所设计的110kV并联间隙装置满足要求

。

5 工频大电流通流能力试验

试验电流设定为40kA，持续时间为0．2S。对直线串方案三进行试验，电极和芯棒连接

处有熔焊现象，引流线导线线夹处无熔焊现象。实际110kV系统中，工频续流一般达不

到40kA，但为保证复合绝缘子的安全运行，建议直线串方案三使用于短路电流不大于

20kA的110kV 线路上。对耐张串方案进行试验，耐张串用招弧角和三角联板连接处有轻

微熔焊现象，招弧角电极焊接处正常。表明耐张串用复合绝缘子并联间隙可耐受40kA、

持续时间0．2S的工频续流。

6 结束语

( 1) 直线串方案二、直线串方案三虽然未采用复合绝缘子的均压环，但其可见电晕、

无线电干扰均满足110kV输电线路运行要求。

( 2) 安装并联间隙装置后，雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性降低了约15%～

20%，间隙距离与雷电冲击50%放电电压值之间具有较好的线性关系。各并联间隙的雷电

冲击伏秒特性曲线均在复合绝缘子的伏秒特性曲线下，并联间隙可起到在雷电过电压下

引导雷电放电保护复 合绝缘子的作用。

( 3) 通过大电流燃弧试验，证明了设计的并联间隙装置具备转移、疏导工频电弧的能

力。电弧可在很短时间内转移到间隙电极的球头上，电弧在电动力作用下向电源外侧运

动。

( 4) 大电流通流试验表明耐张串用复合绝缘子并联间隙可耐受40kA、持续时间0．2S的

工频续流。

( 5) 直线串方案三的招弧角电极与绝缘子芯棒在通过40kA大电流时产生局部电弧，发

生熔焊现象，但引流线导线线夹正常。为安全起见，建议直线串方案三使用于短路电流

小于20kA的110kV线路上。

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，我们应加大研究力度，开发出更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。中试控股详细讲解下面给大家介绍四种常

见的继电保护技术。