近日，國網三門峽供電公司通過配自系統啟動FA（饋線自動化）功能，31秒內成功完成故障區域精準研判、故障點隔離及非故障區域恢復供電等一系列復雜操作，實現了非故障區的“秒自愈"。

今年以來，國網三門峽供電公司緊緊圍繞配網自愈體系建設，持續提升配自終端覆蓋、開展配網線路保護適應性調整、FA配置策略優化與功能測試，累計完成52條線路全自動或半自動饋線自動化功能的測試與投入，284臺自動化開關調試傳動。該公司將持續推動自愈型智能配電網建設，提升配電自動化實用化水平，全力保障三門峽電網安全平穩運行。

一、概述（LYST4000電力行業使用設備“架空線路故障測試儀"操作簡單,方便適用）

適用于小電流接地系統架空線路，在線路發生單相接地故障而停運后，可用本設備對接地點進行定位。

是一套便攜設備，可進行多條線路的故障定位。整套設備由發射機、傳感器、接收機及附件組成。在故障線路停運后，由發射機向線路施加超低頻高壓信號使故障重現，在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號，并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據，接收機顯示測量結果。在故障點前，電流持續存在，故障點后，電流消失。可先進行粗略分段，再定點，從而快速確定故障位置。

二、功能特點（LYST4000電力行業使用設備“架空線路故障測試儀"操作簡單,方便適用）

適用于小電流接地系統配電網，檢測架空線路的單相金屬性接地、經電弧接地、經過渡電阻接地等多種故障。

在線路停運后進行定位，特別適用于有電纜分支的故障線路。

施加高壓信號使故障重現，恒流信號穩定，易于檢測。

超低頻信號避免系統分布電容影響，能對高阻值故障進行定位。

發射機安全特性：高壓啟動閉鎖功能、輸出允許直接短路。

傳感器使用高靈敏度傳感器，開口設計，無需閉合，方便在線路上掛接。

傳感器和接收機無線通訊傳輸，安全可靠。

發射機可使用市電、發電機或汽車逆變器供電，傳感器和接收機干電池供電。

發射機體積小，重量輕；傳感器為體積重量*小化設計，方便沿線掛接；接收機為手持式設計。

接收機采用大屏幕液晶顯示器，顯示傳感器狀態、電流波形和電流值。

三、技術指標（LYST4000電力行業使用設備“架空線路故障測試儀"操作簡單,方便適用）

定位精度：0.2米。

發射機輸出特性：

輸出頻率1Hz

開路電壓：    基波有效值2800V，

（脈動直流，峰值8kV，相當于10kV線路的相電壓峰值）；

短路電流：    基波有效值35mA（脈動直流，峰值100mA）

傳感器與接收機的無線通訊距離：不小于30m。

發射機電源：AC 220V市電，可接發電機/汽車逆變器（輸出功率≥1500W）。

發射機功率：*高功率900W。

傳感器電源：3節7號堿性干電池。

接收機電源：5節5號堿性干電池。

體積：

發射機350×210×300mm；傳感器180×100×35mm；接收機205 ×100×35mm

質量：發射機12kg；傳感器0.45kg；接收機0.45 kg

使用條件：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。

第2章 設備組成（LYST4000電力行業使用設備“架空線路故障測試儀"操作簡單,方便適用）

本設備包括發射機、傳感器、接收機及相關附件：發射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線，傳感器的掛線桿等組成。

一、發射機

發射機用于向故障線路施加超低頻脈動直流信號使接地故障復現，電流由發射機輸出，流經故障線路，在接地點入地并返回發射機。

發射機面板如圖2-1-2所示：

其中：

啟動按鈕：電源開關打開之后，需要按“啟動"按鈕設備才進行輸出。

停止按鈕：用于停止設備輸出。

測量按鈕：用于測量線路的接地電阻、系統電容等參數。在啟動狀態下此按鈕有效，顯示參數3秒鐘后自動轉為正常輸出狀態。

電源插座、保險管、電源開關：用于連接220V電源線，更換保險管，以及進行電源的開關。

保護地端子：用于連接保護地線，接大地網。

線路插座：用于連接故障線路。根據現場情況，可使用短連接線夾在開關柜的線路側；若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長連接線，并用掛線桿掛在故障線路上。

測試地插座：接工作接地線，接大地網。

二、傳感器

傳感器用于掛在故障線路的沿線檢測電流信號，并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據。

傳感器面板如圖2-2-1所示：

三、接收機

接收機用于在地面接收傳感器的無線傳輸數據，并在液晶屏上顯示測量結果。

接收機面板如圖2-3-1所示：

第三章 使用方法（LYST4000電力行業使用設備“架空線路故障測試儀"操作簡單,方便適用）

一、工作原理

在故障線路停運后，首先由發射機向線路施加電壓使故障重現。電流由發射機發出，流經故障線路，在接地點入地并通過大地返回發射機。

發射機輸出為脈動直流信號，頻率為超低頻1Hz，頻率越低則受系統分布電容的影響越小。理論上講純直流信號抗分布電容影響的能力*強，但使用純直流信號很難避免地磁影響，經過理論計算和實際驗證，1Hz信號已能滿足絕大多數現場測試需求。

發射機在脈動輸出時間段內的表現為恒流限壓源。若接地過渡電阻小于80kΩ，則輸出為恒流100mA，電壓隨電阻的增大而變大，但不會超過8kV；若過渡電阻大于80kΩ，則輸出為恒壓8kV，電流隨電阻的增大而減小。

發射機的輸出限制電壓為8kV，相當于10kV線路的相電壓峰值。若電壓過高則超過線路耐壓等級，可能損壞線路（尤其是接入的分支電纜）的主絕緣；過低則可能無法使故障復現。此限壓值可根據用戶特殊要求進行工廠整定。

在線路沿線，將傳感器通過絕緣桿掛接在線路上檢測電流。傳感器采用高靈敏度傳感器，其磁路無需閉合，在很大程度上方便了掛、取操作。傳感器檢測線路上的電流，自動進行調零操作，將模擬信號轉成數字信號后通過無線方式向外傳送。

在地面上的接收機接收傳感器發送的無線信號，在液晶屏上直觀顯示測量結果。在故障點前，電流持續存在，故障點后，電流消失?？上冗M行粗略分段，再定點，從而快速確定故障位置。

二、發射機操作

接線：

首先將故障線路的開關斷開；發射機電源接220V市電；保護地線接“保護地"端子和大地網；測試地線（帶黑色夾鉗的高壓導線）接“測試地"插座和大地網；至于接故障線路的輸出線，可根據現場情況，使用短連接線（帶紅色夾鉗的高壓導線）接“線路"端子和開關柜的線路側，若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長連接線，其高壓插頭接“線路"端子，其另一端的線鼻壓接在絕緣掛線桿的接線柱上，再將掛線桿掛在故障線路上。

注意：在需要測試的故障線路全長范圍內，均不能掛接地線！

電源：

打開電源開關，此時發射機并沒有輸出，“停止"按鈕上的指示燈亮，屏幕顯示如下提示信息“按啟動開始輸出，若啟動無效，請檢查保護地是否接好！"，如圖3-2-2a所示。

啟動輸出：

按“啟動"按鈕，發射機開始輸出，“啟動"按鈕上的指示燈亮，液晶屏顯示輸出參數，界面如圖3-2-2b所示。

參數測量：

若需要，可按“測量"按鈕，此時“啟動"指示燈滅， “測量"按鈕上的指示燈亮。設備對線路的接地電阻和系統分布電容等參數進行測量。液晶屏的顯示界面如圖3-2-2c所示。

當線路接地電阻小于10kΩ時，則分布電容的影響可以忽略不計，此時電容值不再顯示，僅顯示“-"符號。

屏幕*下部顯示的“接地點前電流"項目，是根據電阻、電容參數，通過計算得到的接地故障點前能夠測量到的電流有效值的*小值。舉例來說，若故障電阻小于80kΩ且分布電容很小，發射信號的電流值在0和100mA之間按1Hz的頻率變化，則計算得到1Hz基頻電流有效值為35mA。系統分布電容越大，電流有效值越小。由于還不知故障點位置，無法得到分布電容的分布規律，只能假定分布電容全部在故障點之后（即假定故障點在出口位置），如此算出的電流有效值就是一個可能的*小值，意即在故障點前測量到的基頻電流有效值均應大于等于此數，而一旦越過故障點，電流會急劇減小。由于測量存在誤差，計算時也有假定條件，因此此結果僅作參考。

若需要，可以用測量的方法確定故障相，分別對三相進行測量，電阻*低的即為故障相。

注意：僅在啟動狀態下測量才有效，顯示測量參數3秒鐘后自動轉為正常輸出狀態。

停止輸出：

若需要停止輸出，可按“停止"按鈕。

工作完畢后，關閉電源，撤除接線。

三、傳感器和接收機的操作

近端驗證：

為了驗證設備是否正常、驗證故障線路的選線和選相是否正確、以及本線路是否符合設備的測試條件，建議在發射機端對傳感器和接收機進行一次近端現場驗證，如圖3-3-1所示：

將傳感器掛在輸出高壓導線上，長按“開關"鍵將傳感器電源打開，其“電源"指示燈亮。

接收機與傳感器間隔一定距離（小于30m），長按“開關" 鍵將接收機電源打開，當接收機和傳感器成功建立無線連接后，傳感器上的“通訊"指示燈閃爍，接收機的液晶屏上將顯示傳感器狀態、電流波形、電流值等信息，如圖3-3-2a所示。其中接收機和傳感器的電池水平分別顯示，當欠壓后電池圖標會閃爍；電流值是計算的1Hz基頻電流有效值，應該和發射機在測量時顯示的“接地點前電流"相近。

注意：傳感器掛接應盡量保持穩定。若不穩定，則受地磁影響，波形將會出現漂移，若漂移過大超出顯示范圍，則自動進入調零過程，待1~2個周波（也即1~2秒）后，波形會回到正常范圍。所以應注意觀察，在波形穩定幾個周波后再讀數會得到比較可靠的數值。

如果通訊未建立連接，則顯示界面如圖3-3-2b所示。若顯示此界面，應首先檢查傳感器電源是否已開；接收機與傳感器的距離是否過遠等。

分段定位：

近端驗證成功后，再進行沿線實際定位。

為快速逼近故障點，建議進行50%法或0.618黃金分割法分段。以50%法為例，首先選擇在線路中點處登桿，用絕緣桿將傳感器掛接在故障線路的故障相，掛接應盡量保持穩定，如圖3-3-3所示：

接收機在地面上接收數據，若波形和讀數均穩定，電流值接近近端驗證時的讀數，說明故障點還在下游；若波形很小、電流值很低，說明已經越過故障點。

本次分段成功后，在故障點所在的段中繼續50%分段。分段越來越短，故障點也逐步逼近，直至找到故障位置。

若線路存在分支，應重點在分支處測量，以判斷故障發生在主干還是分支。若判斷是分支故障，則繼續在分支線路上分段定位。若分支線路的電纜發生故障，則應換用電纜故障測試儀進行測距和定點。

近年來，國外持續發生大停電事故，鄭玉平時刻關注著這些事件，內心充滿警覺。“大停電的原因主要是缺乏系統性的防御理論體系，各國在新能源加快發展的情況下，原有的技術和裝備適應性不足。"

隨著新型電力系統建設加快推進，新能源占比大幅提升，大量電力電子設備接入導致電網故障特征發生深刻變化，顛倒了傳統基于同步機特性的繼電保護理論基礎，現有繼電保護面臨“不適應"的難題。如果不進行及時的更新換代，將危及電網可靠運行。

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變壓器防爆燃一直是世界難題，現有繼電保護技術還無法有效解決。鄭玉平團隊提出多學科融合的“主動保護"創新思路，力求在故障發生前完成故障辨識并采取多級告警和動作措施，有效阻止變壓器內部起火爆炸。

“這塊硬骨頭如果啃下來，不僅可以極大降低電網安全風險，而且能夠為我們國家節約巨額的設備成本。"鄭玉平說。

從19歲踏入電力科研領域，到如今成為國家電網科學家，四十年來，鄭玉平將個人理想融入國家能源保障事業，在繼電保護技術領域不斷實現突破，讓守衛電網安全之路越走越寬廣。

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