发电厂升压站绝缘子串电压分布实测
110kV线路的绝缘子串的电压与电场分布研究
110kV线路的绝缘子串的电压与电场分布研究摘要：在对110千伏线路的绝缘子串的电压与电场分布进行研究时，考虑到各导线之间可能存在杂散电容，从而导致电压分布发生较严重的变化，从而使电场的分布出现局部较强的现象，这种现象极易造成击穿等情况，对线路的运行是非常不利的。
因此，对输电线路绝缘子串的电压与电场分布进行设计和研究必不可少，良好的设计可以有效保证线路的运行状态。
考虑到110千伏线路在分布的过程中会受到环境和气象条件等的影响，所以需要选择不同的形状和绝缘子串结构来对导线的排列方式进行选择。
但是我国现有的绝缘子串研究多是针对单串绝缘子，对于双串并联的方式研究较少。
基于此，本文研究了不同塔形下的单串绝缘子和双创绝缘子下的电压与电场分布情况，并采用仿真计算得出结果。
关键词：110kV线路；绝缘子串；电压；电场分布引言：随着我国电力系统的不断升级，电力系统的电压和电场分布也发生了一定的变化。
而绝缘子作为高压线路中应用较广的一种电气元件，它在应用过程中不仅可以为高压导线提供一定的支撑力，还可以防止电路中的电流流失，所以其在现有的线路中是非常重要的。
本文在对线路进行研究的过程中主要采用的是盘形悬式瓷绝缘子，这种绝缘子最早就是在我国开始使用并发展起来的，它具有抗气候变化性能、自洁性能和良好的组装灵活性等，而且其制作成本低，制造工艺简单，对我国电力系统的发展提供了良好的技术基础，对绝缘子串电压分布和和其电场的分布情况进行分析，可以有助于我国电力系统性能的提升和运行的稳定。
1.线路绝缘字串的电气特性以及数值计算方法分析1.1.1 悬式绝缘子串的结构悬式绝缘子主要由钢帽、钢脚、绝缘介质和填充料等组成。
而盘形悬式绝缘子的介质是绝缘子的主体，所以对其要求较高，它必须要有足够的机械强度和电气强度，这样尽管线路处于交易复杂的自然环境下，它依旧具有良好的性能。
而现有的电磁和钢化玻璃材料就具有这样的特性，所以其已经成为绝缘工业中较为常用的介质材料。
第5节 电压分布的测量
由于 C >>C ，所以 C 1 的影响更大。 1 2
为使绝缘子串上的电压分布均匀一些，可采用： 在绝缘子串与导线连接处装设均压金具，它能增大 值 C 2 ，有利于补偿 C 1 的影响，所以能有效地改善沿 串电压分布。
什么是劣化绝缘子或零值绝缘子？
若某一片绝缘子的实测电压低于标准值的一半时， 可认定该片为劣化绝缘子。
一般只对额定电压大于220kv的超高压线路的绝缘 一般只对额定电压大于 的超高压线路的绝缘 子串加装均压金具。 子串加装均压金具。 根据正常的电压分布曲线和实测结果， 根据正常的电压分布曲线和实测结果，就能判断绝 缘子是否劣化或损坏。 缘子是否劣化或损坏。如果某一片绝缘子的实测电压低 于标准值的一半时，即可认定该片为劣化绝缘子（ 于标准值的一半时，即可认定该片为劣化绝缘子（称为 低值或零值绝缘子）。 低值或零值绝缘子）。 测量工具：短路叉、可调火花间隙测杆、 测量工具：短路叉、可调火花间隙测杆、自爬式检 零工具等 测量适用于：多元件支柱绝缘子柱、 测量适用于：多元件支柱绝缘子柱、多段式高压避 雷器、高压瓷套表面、发电机线棒表面， 雷器、高压瓷套表面、发电机线棒表面，均可以进行电 压分布的测量。 压分布的测量。 其他测量方法：电阻分布测杆、音响式测杆、 其他测量方法：电阻分布测杆、音响式测杆、静电 电压表法。 电压表法。
第五节电压分布的测量一般只对额定电压大于220kv的超高压线路的绝缘根据正常的电压分布曲线和实测结果就能判断绝缘子是否劣化或损坏
第五节 电压分布的测量
在工作电压的作用下，沿着绝缘结构的表面会有一 定的电压分布。 表面比较清洁时，其分布规律取决于绝缘结构本身 的电容和杂散电容 表面染污受潮时，分布规律取决于表面电导。 通过测量绝缘表面上的电压分布亦能发现某些绝缘 缺陷。 测量电压分布最适用于那些由一系列元件串联组成 的绝缘结构。
绝缘子的电位分布实验
绝缘子的电位分布实验一、绝缘子串电压分布规律每一个绝缘子就相当于一个电容器，因此一个绝缘子串就相当于由许多电容器组成的链形回路。
因为绝缘子的体积电阻和表面电阻较正常情况下（50Hz）的容抗大得多，所以一般将它看成串联的电容回路。
如果不考虑其他因素影响，由于每个绝缘子的电容量相等，因而在绝缘子串中，每一片绝缘子分担的电压是相同的。
但由于每个绝缘子的金属部分与杆塔（地）间、导线间均存在杂散电容（寄生电容），绝缘子串中每个绝缘子实际所分担的电压并不相同。
图11-1 绝缘子串的等值电路(a) 仅考虑金属部分对杆塔的电容(b) 仅考虑金属部分对导线的电容在图11-1（a）中，C为绝缘子本身的电容，Cz为其金属部分对杆塔的电容。
由于存在这种电容，当有电位差时，就有一个电流经Cz流入接地支路。
流经Cz的电流都分别要流经电容C，因此，愈靠近导线的电容C所流经的电流就愈大。
由于各绝缘子电容大致相等，则它们的容抗也大致相等，又由于靠近导线的绝缘子的电容电流较大，所以此处每片绝缘子上的电压降也就较大。
绝缘子串的电压分布如图11-2中的曲线1所示。
在图11-1（b）中，C为绝缘子本身的电容，Cd为其金属部分对导线的电容。
由于每个电容Cd两端均有电位差，因此就有电容电流流过，而且都必须经电容C到地构成回路，这样就使离导线愈远的绝缘子所流过的电流愈多，电压降也愈大。
绝缘子串的电压分布如图11-2的曲线2所示。
图11-2 绝缘子串的电压分布曲线1—仅考虑Cz作用；2—仅考虑Cd作用；3—考虑Cz、Cd两者同时作用由于绝缘子金属部分对导线的电容Cd比其对地电容Cz小，因而流过的电流也小，所以产生的压降就相对地较小。
实际的绝缘子串各个绝缘子上的电压分布应考虑两种电容的同时作用，即沿绝缘子串的电压分布应该由分别考虑Cz与Cd所得到的电压分布相叠加，如图11-2中的曲线3所示。
由图可见，沿绝缘子串的电压分布是极不均匀的，靠近导线的绝缘子电压降最大，离导线愈远的绝缘子两端压降愈小，当绝缘子靠近杆塔横担时，绝缘子电压降又升高。
绝缘子链的电压分布测量
实验装置和接线图
•
其中T1为电源调压器，T2高压试验变压器，R为限流保护电阻，V为高压静 电电压表，S为测量用小球间隙
实验说明
1由于实验室条件有限，我们利用自制的 钻孔塑料瓶装满水后，在高处对绝缘 子链进行喷洒，模拟“雨天”。 2 此次实验只研究交流电压下雨水对绝 缘子链电压分布的影响。 3 此次实验解决的是工程实际问题，具 有很强的现实意义。
数据处理
1每片绝缘子击穿三次，击穿电压取平均值 2 将四组曲线绘制于同一张坐标纸，进行单一因子 变量对照得出结论。 3 参阅文献，进行简单的理论分析，写入论文。
绝缘子链的电压分布测量
实验目的
1 探索下雨对绝缘子链的电压分布的影响 2 复习用“小球法”测量绝缘子链及相似绝缘 结构中电压分布的方法 3 探索雨天下均压环对改善绝缘子链这类结构 的电压分布的作用大小
实验内容
1 用“小球法”测定绝缘子链在晴天下，无均压 环时的电压分布 2 用“小球法”测定绝缘子链在晴天下，有均压 环时的电压分布 3 用“小球法”测定绝缘子链在雨天下，无均压 环时的电压分布 4 用“小球法”测定绝缘子链在雨天下，有均压 环时的电压分布 5.有条件的话，测量一下改变均压环的位置对电 压分布的影响
小球法基本原理
由于当小球间隙不变时，击穿电压也不变，则有 n ∆U =α 1U 1=α 2U 2=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=αnUn及 ∑ αi=1， i=1 且电压承担率αi= ∆U , Ui
1 所以综合以上三式有αi= ，由的电压分布曲线。
注意事项
1实验过程中必须保证测量小球间隙距离不改变。 2 小球间隙距离不宜选取过大，以免所施加的绝缘 子链总电压过高，使得绝缘子链发生较为强烈的 电晕而改变其电压分布。 3 对绝缘子链洒水时，可借助实验室人字梯在高处 进行喷洒，以求接近实际情况。
330KV及500KV交流架空送电线路绝缘子串的分布电压
中华人民共和国电力行业标准DL487—92 330kV及500kV交流架空送电线路绝缘子串的分布电压中华人民共和国能源部1992-08-12批准1993-02-01实施1 主题内容与适用范围1.1 标准内容。
本标准规定了330kV及500kV交流架空送电线路绝缘子串上各片绝缘子在正常运行电压下承受到的电压值(有效值，下同)。
1.2 适用范围。
本标准适用于各地区、各种环境温度和海拔高度、各种型号的瓷质或钢化玻璃的边相悬垂绝缘子串。
中相和耐张绝缘子串可参照执行。
但绝缘子串的元件需全部属于同一型号和材质的绝缘子，其表面应干燥且无严重污秽。
本标准不适用于发生电晕放电时的绝缘子串，也不适用于不同型号绝缘子组成的绝缘子串。
2 名词术语及单位2.1 名词术语2.1.1 分布电压(U i)(Distribution V oltage)绝缘子串在系统运行相电压下，每一片绝缘子所承受到的电压。
2.1.2 电压换算系数(α)(Coefficient of transferred voltage)被测绝缘子串上实际承受到的系统运行相电压值与测量值之比。
2.1.3 相别系数(Kφ)(Coefficient of difference between phases)中相与边相绝缘子串导线侧第一片绝缘子上分布电压值之比。
2.1.4 最大分布电压(U i.max)(Maximum distribution V oltage)绝缘子串中承受电压最高的一片绝缘子上所承受到的电压值。
2.2 单位。
分布电压值的单位为kV。
3 测量仪器采用电容分压的静电电压表系列或其它可以准确测量出绝缘子上分布电压值的绝缘子检测器。
4 测量条件4.1 现场实测工作必须在晴朗和相对湿度小于70%的气象条件下进行。
4.2 现场测量前，被测绝缘子表面必须保证是干燥的，且无严重污秽、无冰雪。
5 判据当确证被测绝缘子的分布电压值低于本标准规定的相应序号元件标准值的50%时，或明显地同时低于其相邻二侧绝缘子上的分布电压测量值(即分布电压曲线在该片绝缘子上出现突然降低而呈现“V”字形)时，则判定该被测绝缘子为劣化绝缘子，应予以更换。
WG-15型交流线路绝缘子串电压分布测量表使用手册【模板】
WG-15型交流线路绝缘子串电压分布测量表使用手册武汉市合众电气设备制造有限公司尊敬的顾客感谢您使用本公司的产品。
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◆安全要求请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。
为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。
只有合格的技术人员才可执行维修。
—防止火灾或人身伤害使用适当的电源线。
只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。
正确地连接和断开。
当设备连线处联机状态时，请勿随意连接或断开测试导线。
产品接地。
本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。
为了防止电击，接地导体必须与地面相连。
在与本产品做联机试验前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值。
为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。
在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
请勿在无产品盖板时操作。
如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。
使用适当的保险丝。
只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。
避免接触裸露电路和带电金属。
产品有电时，请勿触摸裸露的接点和部位。
在有可疑的故障时，请勿操作。
如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作。
发电厂升压站绝缘子串电压分布实测
发电厂升压站绝缘子串电压分布实测【摘要】交流电压作用下，由于绝缘子对杆塔和导线有杂散电容，绝缘子串电位分布不均匀，一般情况下导线端承受较高电压。
长期的高电压环境容易导致绝缘子污闪、起晕和劣化，对绝缘子的绝缘水平和电力系统的安全稳定可靠运行带来影响。
本文通过实测不同电压等级绝缘子串的电压分布，得到绝缘子串的电压分布规律，同时提出了针对电压分布情况的改进措施。
【关键词】升压站；绝缘子串；杂散电容引言绝缘子的绝缘水平对电力系统的安全稳定运行有很大的影响，而绝缘子通常都通过组合成绝缘子串进而运用到系统实际中。
近年来，由于绝缘子串的污闪造成的事故不容忽视，这往往是由于绝缘子串电压分布的不均匀导致。
因此研究绝缘子串电压分布的规律和影响因素对于电力系统意义重大，目前的研究也主要通过数值计算和实测两种途径来进行，这两种方法各有优点，而实测方法由于跟实际较为接近而更加具有实际意义。
1发电厂升压站绝缘子串特点1.1 绝缘子结构目前发电厂使用的绝缘子大多为悬式绝缘子，悬式绝缘子的组成部分包括：钢帽，钢脚，绝缘介质和填充料。
绝缘子的主体是介质，该介质在机械强度和电气强度方面必须满足线路或者升压站的要求，同时，绝缘介质必须在变化较为剧烈的大气条件下满足热机稳定性。
电瓷和钢化由于具有较好的上述特性从而成为工业中应用较为广泛的材料。
瓷质绝缘子表面均匀光亮瓷釉是由塑性粘土、石英砂和微晶花岗岩混合而成的。
瓷盘下表面有3～4个棱是为了增长闪络路径和泄露距离，为了在组成绝缘子串时悬式绝缘子的盘径最小且充分地利用空气放电距离，绝缘子的瓷盘直径和结构高度的比值一般分布在0.5～0.65范围之内。
悬式瓷绝缘子由高标号水泥作为其填充料，其膨胀系数需配合钢脚钢帽和绝缘元件。
绝缘子的钢帽和钢脚所使用的材料为高硅可铸铁和结构钢，钢帽的破坏强度需在0.4～0.6MPa之间，而钢脚的破坏强度要更大。
为了保证绝缘子的正常可靠安全运行，绝缘子需要有耐腐蚀性且钢脚承力面需带大弧度。
高电压设备测试试验之绝缘子绝缘特性
电压分布测量要求
01
接触网电压在绝缘子串上的电压分布，是从 带电侧到接地侧依此减小。因此，放电声音也 相对减弱。
当测量绝缘子串某一片绝缘子时，放电间隙 放电说明该片绝缘子电气性能合格，否则为不 合格。
线路绝缘子
带电检测-分布电场
线路绝缘子
带电检测-分布电场
瓷悬式绝缘子
线路绝缘子
绝缘子特性
复合绝缘子
绝缘子特性
钢化玻璃悬式绝缘子
绝缘子特性
性能
机械性能：拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷 冷热性能：膨胀应力 老化性能：抗老化
绝缘子特性
材料
电瓷：无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强 度和机械强度；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；上釉 强度大。
钢化玻璃：电气和机械强度大于电瓷，输电线路钢化玻 璃绝缘子损坏后能“自爆”。
电压分布测量要求
05
测量绝缘子串电压分布时，应从接地侧依此向带电侧测量，当三片一组中有一片，四 片一组中有二片绝缘子无间隙放电时，即停止测量，以保证设备运行和测量人员的安全。
∆U
#10绝缘子（0MΩ）
沿串中绝缘子的 电压分布（220kv）
#4绝缘子（60MΩ）
完好 绝缘子
绝缘子编号
绝缘子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构
1
电压分布测量要求
05
测量绝缘子串电压分布时，应从接地侧依此向带电侧测量，当三片一组中有一片，四 片一组中有二片绝缘子无间隙放电时，即停止测量，以保证设备运行和测量人员的安全。
∆U
#10绝缘子（0MΩ）
沿串中绝缘子的 电压分布（220kv）
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发电厂升压站绝缘子串电压分布实测
【摘要】交流电压作用下，由于绝缘子对杆塔和导线有杂散电容，绝缘子串电位分布不均匀，一般情况下导线端承受较高电压。
长期的高电压环境容易导致绝缘子污闪、起晕和劣化，对绝缘子的绝缘水平和电力系统的安全稳定可靠运行带来影响。
本文通过实测不同电压等级绝缘子串的电压分布，得到绝缘子串的电压分布规律，同时提出了针对电压分布情况的改进措施。
【关键词】升压站；绝缘子串；杂散电容
引言
绝缘子的绝缘水平对电力系统的安全稳定运行有很大的影响，而绝缘子通常都通过组合成绝缘子串进而运用到系统实际中。
近年来，由于绝缘子串的污闪造成的事故不容忽视，这往往是由于绝缘子串电压分布的不均匀导致。
因此研究绝缘子串电压分布的规律和影响因素对于电力系统意义重大，目前的研究也主要通过数值计算和实测两种途径来进行，这两种方法各有优点，而实测方法由于跟实际较为接近而更加具有实际意义。
1发电厂升压站绝缘子串特点
1.1 绝缘子结构
目前发电厂使用的绝缘子大多为悬式绝缘子，悬式绝缘子的组成部分包括：钢帽，钢脚，绝缘介质和填充料。
绝缘子的主体是介质，该介质在机械强度和电气强度方面必须满足线路或者升压站的要求，同时，绝缘介质必须在变化较为剧烈的大气条件下满足热机稳定性。
电瓷和钢化由于具有较好的上述特性从而成为工业中应用较为广泛的材料。
瓷质绝缘子表面均匀光亮瓷釉是由塑性粘土、石英砂和微晶花岗岩混合而成的。
瓷盘下表面有3～4个棱是为了增长闪络路径和泄露距离，为了在组成绝缘子串时悬式绝缘子的盘径最小且充分地利用空气放电距离，绝缘子的瓷盘直径和结构高度的比值一般分布在0.5～0.65范围之内。
悬式瓷绝缘子由高标号水泥作为其填充料，其膨胀系数需配合钢脚钢帽和绝缘元件。
绝缘子的钢帽和钢脚所使用的材料为高硅可铸铁和结构钢，钢帽的破坏强度需在0.4～0.6MPa之间，而钢脚的破坏强度要更大。
为了保证绝缘子的正常可靠安全运行，绝缘子需要有耐腐蚀性且钢脚承力面需带大弧度。
1.2 绝缘子串电压分布原理
绝缘子金属部分与接地铁塔以及绝缘子与带电导体见得的电容是导致沿绝缘子串电压分布不均匀的主要原因。
而绝缘子对地电容和对高压导线的电容是同
型绝缘子串电压分布不均匀的主要原因。
对地电容的分流作用使得靠近导线侧的绝缘子压降增大。
对高压导线电容是从导线获得电流然后向主链汇流的，因此其值越大则接地侧绝缘子流过电流越大，其分布电压就会被抬高。
绝缘子串对地电容一般情况下大于对导线电容，因此，靠近导线的绝缘子的电压降大于离导线远的绝缘子压降。
绝缘子串电压分布的曲线呈不对称马鞍形。
绝缘子串片数越多，电压分布越不均匀。
其主要原因在于杂散电容的存在，这种杂散电容存在于绝缘子串钢帽钢脚对导线、对接地体之间。
杂散电容的不同造成了绝缘子串电压分布曲线的不对称性，而不良绝缘子的存在使得电压分布曲线更加不均匀。
1.3 升压站与线路绝缘子串结构对比
（1）升压站使用的绝缘子主要有3种类型，包括防污型绝缘子，钟罩型绝缘子和双伞形绝缘子；
（2）升压站相比线路使用的绝缘子串片数更多；
（3）升压站相比线路绝缘子串距地更近，受杂散电容的影响更大；
（4）母线和出线空间上的垂直交叉特点大大影响了绝缘子串的电压分布：当某一东西方向耐张串的上方或下方有同相南北方向引线与其近距离交叉（同相近距离交叉）时，该耐张串受同相引线的高压屏蔽作用，电压分布会有所改善，比相邻绝缘子串的电压分布要均匀一些。
但是如果是同相而且交叉距离很远，屏蔽作用会大大减弱或者基本为零。
1.4 绝缘子表面电压计算方法
目前绝缘子表面电压分布的测量方法包括数值计算法和实测法，而数值计算法主要有，包括差分法，有限元法和模拟电荷法。
有限差分法是用离散的电位函数的差商近似代替泊松方程的偏导数，进而将边值问题转化为差分问题，这样对泊松方程求解就转化为了对代数方程求解，从连续电位函数转变到有限数量节点电位的求解，使得计算量大大减少。
有限元法是在差分法的基础上发展而来的。
通过对积分区域的离散化处理，使得静电场的能量能够近似表示为有限个节点电位的函数，也就是求解一组多元线性代数方程，也即有限元方程。
通过求解方程组得到各节点电位从而也就得到了变分问题的离散解。
模拟电荷法其本质为等效代替法，即通过有限的离散电荷来代替空间连续分布的电荷，从而达到简化计算的目的。
等效原则需要符合所给边界条件，即模拟的等效电荷在场域边界形成的电位与原场域一致，这样就可以通过列写线性代数方程来求解模拟电荷的电量，从而得到场域的电位和场强分布。
2 升压站绝缘子串电压分布实测
数值计算法虽然可以较为近似的得到场域的电压和场强分布，但是却受到方法本身的限制，和实际情况差别较大，而实测法通过带电测量每片绝缘子的分布电压，从而根据其值的大小来判断为零值绝缘子或者低值绝缘子。
本文采用的电压测试器为西北电研院研制的GYF-101型光纤语言报数式测试器。
其组成包括高压测量探头，光缆和报数盒，其中探头和报数盒由电缆隔离电磁干扰。
为保证每片绝缘子上的分布电压不会发生畸变，采用的高压入口电容为3pF左右，工频输入阻抗为1100MΩ。
测试人员通过听报数盒报数来记录数值信息。
3 结论
（1）影响绝缘子串电压分布的因素有绝缘子串悬挂方式、绝缘子片数、接地构架和高压引线等。
由于电磁干扰的作用，绝缘子串附近的同相母线近距离交叉或者其下方挂有阻波器会减小绝缘子串电压分布的不均匀程度，其中以门型构架的绝缘子串电压分布最为不均匀；
（2）从实测数据中可以得出，绝缘子串的电压分布随着构架方式的不同而不同，悬垂型的绝缘子电压分布相比耐张型绝缘子串更均匀；
（3）长绝缘子串在其距地约三分之一串长的位置电压分布最低，这样可能被判为零值绝缘子串，故为了维持长绝缘子串的绝缘性能，应对长绝缘子串定期除污；
（4）升压站的绝缘子串电压分布相比线路绝缘子串电压分布不均匀性增加，因此，在污区等级相同、泄露比距相同的情况下，电厂升压站更容易发生闪络现象，这样就需要我们在设计升压站绝缘子串时泄露比距数据较大，而且要在运行期间定期为绝缘子串进行清洁除污；
（5）采用火花检测零值绝缘子串时，由于发电厂升压站内电晕放电声较大，汽机房、主变风扇和冷水塔的噪声都特别强，容易出现既听不到也看不到小火花间隙放电的现象，这样就导致火花检测零值出现误判，而光纤语言报数方式的分布电压测试器则可以准确的将测试值报给运行人员。
参考文献：
[1]袁立军，申义贤，王亚娟.污秽对瓷绝缘子串电压分布的影响[J].华中电力，2011（24）.
[2]袁小娴.110kV线路绝缘子串电压和电场分布的研究[M].华中科技大学，2007.
[3]毛凤麟.发电厂升压站绝缘子串电压分布实测[J].东北电力技术，2003（7）.。