中试控股技术研究院鲁工为您讲解：抗干扰输电线路参数检测仪

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；

工频线路参数测试仪是我公司开发、研制的专门用于输电线路工频参数测量的高精度仪器，对于输电线路的一系列工频参数可进行精密的测量。它以大屏幕图形式液晶作为显示窗口，图形式菜单操作并配有汉字提示，集多参量于一屏的显示界面，人机对话界面友好，使用简便、快捷，是各级用户的首选产品。该仪器具有体积小、重量轻、测量准确度高、稳定性好、操作简便易学等优点,完全可取代以往利用多表法测量线路参数的方法，接线简单，测试、记录方便，大大提高了工作效率。

1、输入特性

电流测量范围：0~100A，内部自动切换量程。

电压测量范围：0~750V 宽量限，一档可保证精度。

2、准确度

电压、电流：±0.5%

功率：±0.5%（CosΦ>0.1），±1.0%（0.02<CosΦ<0.1）

电阻、电容、电感、电导、电纳：0.5%

阻抗、容抗、感抗：0.5%

4、工作电源：交流160V~265V

3、工作温度：－10℃~ +40℃

5、绝缘：a、电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100MΩ。

b、工作电源输入端对外壳之间承受工频2KV（有效值），历时1分钟实验。

6、体积：32cm×24cm×13cm

下面从高频电子变压器的整体结构、磁芯材料和结构、线圈材料和结构

几个方面，提出一些发展方向的意见。

1整体结构

为适应电子设备愈来愈轻薄短小，高频电子变压器一个主要发展方向是从立体结构向平

面结构、片式结构、薄膜结构发展，从而形成一代又一代的新的高频电子变压器：平面

变压器、片式变压器、薄膜变压器。

变压器的整体结构的发展，不但形成新的磁芯结构和线圈结构，采用新的材料，而且对

设计方面和生产工艺方面也带来新的发展方向。在设计方面，除了要研究各种新结构的

电磁场分布，如何达到最佳的优化设计，还要研究多层结构的各种问题。在生产工艺方

面，要研究各种新的加工方法，从而保证性能的一致性和实现加工工艺的机械化和自动

化等。

在MHz级高频电子变压器中，愈来愈多的应用领域采用空心变压器。探讨空心变压器的

结构、设计方法、制造工艺和应用特点也是其研究和发展方向。另外，压电变压器等新

工作原理的高频电子变压器的研究也是发展方向，经过近十年的研究开发，压电变压器

已经在一些领域中得到了实际应用。

采用计算机对整体结构方案进行优化和具体设计，是现在各种电子器件的主要发展方向

之一，当然也是高频电子变压器的一个主要发展方向。这样可以缩短设计时间，减少材

料用量，缩短生产周期，降低成本。

2磁芯材料和结构

磁芯在采用软磁材料，以电磁感应原理工作的高频电子变压器中是最关键的部件。磁芯

材料的主要发展方向是降低损耗，加宽使用的温度范围和降低成本。磁芯结构的主要发

展方向是如何形成形状和尺寸最佳(对电磁性能、散热、用量和成本等参数)的平面磁芯

、片式磁芯和薄膜磁芯。

现在各种软磁材料，都在不断地改进和开发，以竞争高频电子变压器的市场。

软磁铁氧体是现在高频电子变压器使用的主要磁芯材料，发展方向是开发性能更好的新

品种和降低成本的新工艺。在材料新品种方面，日本TDK公司在2003年开发出宽温低损

耗材料PC95，在25℃～120℃温度范围内损耗都小于350mW/cm3(在100kHz×200mT条件下

)。在80℃时损耗最小，为280mW/cm3。

25℃时Bs为540mT，100℃时，Bs为420mT。还开发出高温高饱和磁密材料PE33，居里点

Tc>290℃，在100℃下，Bs为450mT。在100℃，100kHz×200mT条件下，Pc≤1100mW/cm3

，日本FDK公司，德国EPCOS公司、Ferrocube公司也开发出类似的高温高饱和磁密材料

。

高磁导率材料也有许多新品种，如TDK公司的脉冲变压器用H5C5，μi为30000左右。抗

电磁干扰电感器用HS10，同时具有良好的频率特性和阻抗特性，在500kHz仍具有较高磁

导率，虽然初始磁导率不高，只有10000左右。高磁导率高饱和磁密材料DN50，在25℃

时Bs为550mT，在100℃时Bs为380mT，μi为5200左右，居里温度Tc≥210℃。

在新工艺方面，自蔓延高温合成法(SHS)是近年来的研究热点，其原理是利用反应物内

部的化学能来合成材料。整个工艺极为简单，能耗低，生产效率与产品纯度高，对环境

无污染，已经成功合成Mg、MgZn、MnZn、NiZn铁氧体，正在实现产业化。

火花等离子烧结法(SPS)，可以成功地制成多层MnZn铁氧体和坡莫合金复合软磁材料磁

芯，同时具有MnZn铁氧体的高频低损耗特性和坡莫合金的高磁导率高饱和磁密特性，这

种复合软磁材料磁芯，将使高频电子变压器的性能明显地提高。其他工艺如自燃烧合成

法、快速燃烧合成法、水热合成法、新型水热合成法、机械合金法、微波烧结等，近年

来均开展了大量研究，都符合提高性能和降低成本的发展方向。由于软磁铁氧体的饱和

磁密低，在20kHz～100kHz的较高频范围内，性能比的优势不如100kHz以上的高频

范围那样明显，其他几种软磁材料在20kHz～100kHz的较高频范围内，与软磁铁氧体展

开激烈的竞争。

各种软磁材料都有各自的特点，因此，如何在具体的高频电子变压器产品中，充分发挥

各种软磁材料的优点以达到更好的性能比，是高频电子变压器所用的软磁材料的发

展方向。

硅钢的特点是饱和磁密高，性能稳定近年来发展了一系列高频用硅钢，包

括超薄带硅钢、6.5%硅钢、梯度硅钢和含铬的硅钢。特别是含铬的硅钢已经用于25kHz

和70kHz的电子变压器中。现在硅钢使用的工作频率已达到325kHz。

高磁导坡莫合金的特点是磁导率高，环境适应性好，近年来发展的坡莫合

金超薄带，使用的工作频率已超过1MHz，在特殊要求的地方和设备中使用。

钴基非晶合金是现有软磁材料中高频损耗最低的一种材料，但是，在200kHz以

上的高频中使用，磁芯重量小，因素不突出，目前在200kHz和1MHz的高频电子变压

器中大量使用。

软磁复合材料现在成为高频电子变压器用磁芯材料的一大发展方向，它与传统的软磁铁

氧体和软磁合金相比，其磁性金属粒子或者薄膜，可以分布在非导体和其他材料中，使

高频损耗明显降低，提高了工作频率。同时，其加工工艺既可采用热压法加工成粉芯，

也可以利用现在的塑料工程技术，注塑成复杂形状的磁芯，具有密度小、重量轻、生产

效率高、成本低，产品重复性和一致性好等特点。还可以采用不同的配比，改变磁性。

上面已介绍软磁铁氧体和坡莫合金组成的复合材料的例子，现在已开发出工作频率

10kHz以上的软磁复合材料粉芯，在高频用滤波电感器中可代替软磁铁氧体。

根据高频电子变压器整体结构的发展要求，磁芯结构的发展方向是平面磁芯、片式磁芯

和薄膜磁芯。平面磁芯以前有的是用原来的软磁铁氧体磁芯进行改造，现在已有专门用

于平面变压器的各种低高度软磁铁氧体磁芯。将来还可能开发出各种低高度软磁复合材

料磁芯。片式变压器的磁芯除了将平面磁芯进一步压缩而外，也有采用共烧法制造的片

式磁芯。薄膜磁芯和磁性材料是现在高频电子变压器最活跃的发展方向之一，将成为

MHz以上高频电子变压器的主要磁芯材料和结构，有可能将薄膜电子变压器的高度做到

1mm以下，可以装入各种卡片内。国内已建立几个中心在大力研究。现在希望能把材料

开发，电子变压器制造和应用单位联合起来，尽快把国内开发出的薄膜软磁材料变成电

子信息产品中的高频电子变压器磁芯，形成国内有自主知识产权的薄膜变压器。

3线圈材料和结构

随着高频电子变压器整体结构的发展，线圈结构主要的发展方向是平面线圈，片式线圈

和薄膜线圈，其中又包括多层结构。各种线圈结构的材料选用，也有一些新发展。

立体结构的高频变压器线圈，导线材料由于考虑集肤效应和邻近效应，采用多股绞线(

里兹线)，有时也采用扁铜线和铜带。绝缘材料采用耐热等级高的材料，以便提高允许

温升和缩小线圈体积，采用双层和三层绝缘导线，可以减少线圈尺寸。举一个例子，最

近，国内开发出以纳米技术把云母泳涂在铜线上的C级绝缘电磁线，已经在工频电机和

变压器中应用，取得良好的效果，估计在高频电子变压器中也会得到应用。

平面结构线圈，导线采用铜箔，大多数采用单层和多层印刷电路板制造，也有采用一定

图形的铜箔，多个折叠而成的。绝缘材料一般采用B级材料。

薄膜结构线圈，导线采用铜、银和金薄膜，制成梳形、螺旋形、运动场形等图形，绝缘

材料采用H级和C级材料。也有采用多层结构的，或者是几个多层线圈组合起来，或者是

几个线圈和几个磁芯交叉重叠而成。总之，薄膜变压器是现在正在大力开发的高频电子

变压器，许多结构并不定型，也许，还会出现许多新的线圈结构。