GB/T 24841-2018 1000kV交流系统用电容式电压互感器技术规范

　　ICS 29 . 180 K 4 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 24841—2018

　　代替 GB/Z 24841—2009

　　1 000 kv交流系统用电容式电压互感器

　　技术规范

　　Technicalspecificationforcapacitorvoltagetransformers

　　of1 000 kv ACsystem

　　2018-07-13 发布 2019-02-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 24841—2018

　　GB/T 24841—2018

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代 替 GB/Z 24841—2009《 1 000 kV 交 流 系 统 用 电 容 式 电 压 互 感 器 技 术 规 范 》。 与GB/Z 24841—2009 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 规范性引用文件中增加和修订了部分引用文件(见第 2 章，2009 年版的第 2 章);

　　— 术语和定义中增加了破坏负荷的定义(见第 3 章);

　　— 修订了额定输出中的技术参数(见 5 . 1 . 6 , 2009 年版的 5 . 1 . 6) ;

　　— 修订了准确级中的技术参数(见 5 . 1 . 7 , 2009 年版的 5 . 1 . 7) ;

　　— 修订了电容分压器电容温度系数中的技术参数(见 5 . 1 . 10 , 2009 年版的 5 . 1 . 10) ;

　　— 修订了铁磁谐振中的部分技术参数(见 5 . 2 . 1 , 2009 年版的 5 . 2 . 1) ;

　　— 增加并修订了外绝缘要求中的部分技术参数(见 5 . 2 . 10 , 2009 年版的 5 . 2 . 10) ;

　　— 修订了均压装置中均压环的数量及参数(见 6 . 3 , 2009 年版的 6 . 3) ;

　　— 增加了型式试验中的试验项 目(见 7 . 2) ;

　　— 修订了海拔校正系数的计算公式(见 A. 1 , 2009 年版的 A. 1) ;

　　— 修订了环境温度中的温度范围(见 A. 2 , 2009 年版的 A. 2) ;

　　— 增加了兼作支柱绝缘子用电容式电压互感器的特殊要求内容(见附录 B) 。

　　本标准由中国电力企业联合会提出。

　　本标准由全国特高压交流输电标准化技术委员会(SAC/TC 569)归口 。

　　本标准负责起草单位：国家电网公司、中国电力科学研究院有限公司。

　　本标准参加起草单位：桂林电力电容器有限责任公司、西安西电电力电容器有限责任公司、日新电机(无锡)有限公司、国网湖北省电力公司电力科学研究院、国网河南省电力公司电力科学研究院。

　　本标准主要起草人：王晓琪、马跃、邱宁、吴士普、陈国强、陈晓明、王增文、任春阳、孙敏、金涛、赵玉富、毛安澜。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/Z 24841—2009 。

　　GB/T 24841—2018

　　1 000 kv交流系统用电容式电压互感器

　　技术规范

　　1 范围

　　本标准规定了 1 000 kV交流系统用电容式电压互感器的使用条件、技术参数及性能要求、结构要求、试验、预期寿命、包装、运输及贮存等内容。

　　本标准适用于标称电压为 1 000 kV、频率 50 Hz交流系统中使用的 1 000 kV 电容式电压互感器的选型、制造、试验和验收。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2900 . 16 电工术语 电力电容器

　　GB/T 2900 . 50 电工术语 发电、输电及配电 通用术语

　　GB/T 2900 . 57 电工术语 发电、输电及配电 运行

　　GB/T 2900 . 94 电工术语 互感器

　　GB/T 13540 高压开关设备和控制设备的抗震要求

　　GB/T 19749 . 1 耦合电容器和电容分压器 第 1 部分：总则

　　GB/T 20840 . 1 互感器 第 1 部分：通用技术要求

　　GB/T 20840 . 5 互感器 第 5 部分：电容式电压互感器的补充技术要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900 . 16、GB/T 2900 . 50、GB/T 2900 . 57、GB/T 2900 . 94、GB/T 20840 . 1、GB/T 20840 . 5 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　叠装式结构 stackingstructure

　　电容分压器与电磁单元结构上是一体化的，电容分压器中压出线和电磁单元在内部进行电气连接。

　　3.2

　　非叠装式结构 non-stackingstructure

　　电容分压器与电磁单元结构上是分离的，电容分压器和电磁单元在外部通过出线套管进行电气连接。

　　3.3

　　破坏负荷 breakingload

　　垂直作用于瓷套或复合外套互感器的纵轴上，导致互感器外套机械破坏的力。

　　3.4

　　运行变差 variationofoperation

　　误差受运行环境的影响而发生的变化，它可以由运行状态如环境温度、邻近效应、污秽等引起。

　　GB/T 24841—2018

　　4 使用条件

　　4 . 1 正常使用条件

　　4 . 1 . 1 海拔

　　海拔不超过 1 000 m。

　　4 . 1 . 2 环境温度

　　最高气温：+40 ℃ ;

　　最低气温：-25 ℃ ;

　　最热日平均气温：35 ℃ ;

　　最热月平均气温：30 ℃ ;

　　最大日温差：20 K。

　　4 . 1 . 3 最大风速

　　34 m/s(离地面高 10 m处，持续 10 min 的 100 年平均最大风速)。设备厂家应按设备实际安装高度折算。

　　4 . 1 . 4 日照强度

　　最大日照强度：1 000 W/ m2 。

　　4 . 1 . 5 覆冰厚度

　　最大覆冰厚度：20 mm。

　　4 . 1 . 6 污秽等级

　　污秽等级：不超过 d级。

　　4 . 1 . 7 耐地震能力

　　地面水平加速度：2 m/ s2 ;

　　垂直加速度：1 . 6 m/ s2 ;

　　安全系数：不小于 1 . 67 ;

　　设备支架的动力放大系数：1 . 4 。

　　4 . 1 . 8 系统接地方式

　　中性点有效接地。

　　4 . 2 特殊使用条件

　　根据实际使用条件决定。 海拔校正参照附录 A。

　　5 技术参数及性能要求

　　5 . 1 基本技术参数

　　5 . 1 . 1 额定频率 fr

　　50 Hz 。

　　GB/T 24841—2018

　　5 . 1 . 2 系统标称电压

　　1 000 kV。

　　5 . 1 . 3 设备最高工作电压 um 1 100 kV 。

　　5 . 1 . 4 额定-次电压 upr

　　1 000/槡

　　5 . 1 . 5 额定二次电压 usr

　　0.1/槡

　　5 . 1 . 6 额定输出

　　额定输出的标准值应在下列数值中选取：

　　1 VA、2 VA、5 VA、10 VA。

　　5 . 1 . 7 准确级

　　计量用准确级：0 . 2 。

　　测量及保护组合准确级：0 . 5/3P。

　　保护用准确级：3P。

　　剩余电压绕组保护准确级：3P。

　　注 1 ：二次绕组个数一般不宜超过 4 个，即计量绕组 1 个、测量及保护绕组 1 个、保护绕组 1 个、剩余电压绕组 1 个 。

　　注 2 : 0 . 2 级要求考虑运行变差。

　　5 . 1 . 8 负荷额定功率因数

　　负荷的额定功率因数 cosφ= 1。

　　5 . 1 . 9 额定电容值 cr

　　额定电容的标准值推荐在下列数值中选取：

　　5 000 pF, 4 000 pF, 3 000 pF。

　　允许偏差：-5%~+10%。

　　注 ：当准确度等级放宽要求或能够有其他降低环境条件导致的运行变差，额定电容值可以选择其他电容值。

　　5 . 1 . 10 电容分压器的电容温度系数 Tc应满足|TC | ≤3 × 10- 4 K-1 要求。

　　5 . 2 技术性能要求

　　5 . 2 . 1 铁磁谐振

　　在不超过 FV(FV 为额定电压因数)×upr(upr 为额定一次电压的方均根值)的任一电压下和负荷为0 至额定负荷之间的任一值时，由于开关操作或者由一次或二次端子上暂态过程引起的 CVT 铁磁谐振应不持续。 铁磁谐振试验性能要求如下：

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　　a) 在 0 . 8 倍、1 . 0 倍、1 . 2 倍额定电压且负荷为 0 时，电压互感器二次绕组短路后(短路持续运行时间不小于 0 . 1 s)又突然消除短路，其二次绕组电压峰值在额定频率 10 个周波内恢复到与短路前的正常值相差不大于 10%的数值。 0 . 8upr 、1 . 2upr 的电压下试验次数各不少于 10 次，1 . 0upr的电压下试验次数不少于 10 次 。

　　b ) 在 1 . 5 倍额定电压且负荷为 0 时，电压互感器二次绕组短路后(短路持续运行时间不小于 0 . 1 s)又突然消除短路，其铁磁谐振时间不应超过 2 s。 试验次数不少于 10 次 。

　　5 . 2 . 2 暂态响应

　　高压端子在额定电压下发生短路时，带有 0%~100%额定负荷(cosφ= 1 时)的二次侧(剩余电压绕组除外)用于保护的绕组的电压应在额定频率的 1 个周波内降低到短路前电压峰值的 5%。 试验次数不少于 10 次 。

　　5 . 2 . 3 剩余绕组性能要求

　　为降低开口三角接法产生的剩余电压，要求组成三相互感器组的 3 个剩余电压绕组的比值差和相位差尽量接近，并在铭牌上表示出这 3 台互感器的成组编号，提供比值差和相位差的曲线。

　　5 . 2 . 4 绝缘水平

　　5 . 2 . 4 . 1 电容式电压互感器的绝缘水平

　　电容式电压互感器的额定绝缘水平见表 1 。

　　表 1 电容式电压互感器的额定绝缘水平 单位为千伏

　　5 . 2 . 4 . 2 电磁单元的绝缘水平

　　电磁单元的绝缘性能要求如下：

　　a) 电磁单元的额定雷电冲击耐受电压(峰值)按下式计算：

　　u2t=u1t×[c1r/(c1r+c2r )] × 1 . 05

　　注 1 ：u2t — 电磁单元的额定雷电冲击耐受电压(峰值);

　　u1t — 电容式电压互感器的额定雷电冲击耐受电压(峰值);

　　c1r — 电容分压器的高压电容量;

　　c2r — 电容分压器的中压电容量。

　　注 2 ：电磁单元也可与分压器在一起进行试验。

　　b ) 中压变压器应能承受 4 倍电容分压器的中间电压的工频耐受电压(方均根值)，持续 1 min。

　　为避免铁心饱和，试验电压的频率可以高于额定频率。 如果试验频率超过两倍额定频率时，试验时间按式(1)计算，但不少于 15 s:

　　试验时间= 试验频率 × 60 …………………………( 1 )

　　GB/T 24841—2018

　　c) 补偿电抗器高低压端子之间应能耐受工频电压 10 kV(方均根值)，持续 1 min。 补偿电抗器置于中间变压器高压侧时，其对地绝缘应能承受 4 倍电容分压器的中间电压的工频耐受电压(方均根值)，持续 1 min。

　　d) 磁单元接地端子与地之间应能承受工频耐受电压 3 kV(方均根值)，持续 1 min。

　　e) 二次绕组之间及对地应能承受工频耐受电压 3 kV(方均根值)，持续 1 min。

　　5 . 2 . 4 . 3 其他绝缘要求

　　电容分压器中压端子与接地端子之间应能承受 4 倍电容分压器的中间电压的工频耐受电压(方均

　　根值)，持续 1 min。

　　电容分压器低压端子与接地端子之间应承受工频耐受电压 10 kV(方均根值)，持续 1 min。 如果低压端子不暴露于风雨中，工频耐受电压 4 kV(方均根值)，持续 1 min。

　　5 . 2 . 4 . 4 铁磁谐振阻尼装置的绝缘要求

　　阻尼装置的耐压试验值和试验方法由制造厂确定。

　　注：阻尼装置放置位置不同则耐压不同，故不作规定。

　　5 . 2 . 5 电容式电压互感器额定电压因数

　　1 . 2upr 连续 。

　　1 . 5upr 30 s 。

　　5 . 2 . 6 局部放电水平

　　按照下述程序 A或程序 B进行预加电压后，在 1 . 2um /槡3 电压下测量电容分压器局部放电量应不大于 5 pC。

　　程序 A：在工频耐受电压试验后的降压过程中将电压降至 1 . 2um /槡3 进行局部放电量测量，同时记录局部放电的起始电压和熄灭电压。

　　程序 B：预加 0 . 8 倍工频耐受电压，保持至少 60 s,然后降至 1 . 2um /槡3 进行局部放电量测量，同时记录局部放电的起始电压和熄灭电压。

　　5 . 2 . 7 无线电干扰电压(RIV)要求

　　在 1 . 1um /槡3 电压下无线电干扰电压应不超过 2 500 μV。

　　5 . 2 . 8 电容分压器的介质损耗角正切 tanδ

　　在额定电压下，电容分压器(膜纸绝缘)温度 20 ℃时的 tanδ≤0 . 001 2 。制造厂应提供 tanδ和电容量的实测值，并应提供 tanδ-温度校正曲线。 当额定电压下、在 5 ℃ ~35 ℃范围内的 tanδ≤0 . 001 时，无需进行温度换算。

　　5 . 2 . 9 电磁单元温升限值

　　电磁单元温升限值性能要求如下：

　　a) 在 1 . 2 倍额定电压、额定频率和功率因数 cosφ= 1 时的额定负荷条件下，各元件温升达到稳定状态(每小时温升小于 1 K)后，电磁单元线圈元件各绕组温升限值为 60 K;油顶层温升限值为50 K;铁心及其表面的温升限值为 50 K。

　　b ) 在 1 . 2 倍额定电压、额定频率和功率因数 cosφ= 1 时的额定负荷条件下，各元件温升达到稳定

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　　状态(每小时温升小于 1 K)后，立即将施加电压提高到 1 . 5 倍额定电压试验 30 s,线圈元件绕组温升限值不应超过 70 K。

　　5 . 2 . 10 外绝缘要求

　　瓷套应具有良好的耐污能力和运行性能，瓷套外绝缘基本要求见表 2 。 复合绝缘子的爬电距离正在考虑中。

　　表 2 瓷套外绝缘基本要求

　　当套管平均直径 D<300 mm 时，取校正系数 K= 1 , D≥300 mm 时，取校正系数 K= 0.000 5D+

　　0 . 85 。

　　5 . 2 . 1 1 机械强度要求

　　电容式电压互感器或分压电容器应能承受静态试验载荷 6 000 N,持续 1 min。 电容式电压互感器或分压电容器应装配完整，以垂直方式牢固安装在座架上，试验载荷应以垂直和水平方向施加于顶部，水平方向施加的力应垂直于电容器轴线并取向于电容器最薄弱的方向。

　　6 结构要求

　　6 . 1 -般要求

　　电容式电压互感器结构的一般要求为：

　　a) 设备应装有起吊环，地脚螺栓、不锈钢铭牌。

　　b ) 应具有直径不小于 12 mm 的接地螺栓。

　　c) 所有金属部件材料应具有良好的防锈、防腐蚀性能。 油箱应采用经热镀锌处理的钢箱或铝合金材料。

　　d) 电磁单元应设油位指示器，同时设有排油阀门和密封取样阀，排油阀能排出最低处的油。

　　e ) 设备应具有良好的密封性能。 电磁单元的油箱内充以 0 . 07 MPa 的表压，保持 2 h,所有密封部位不得有渗漏的现象。 电容分压器密封性试验应在液体压力超过最高工作压力下进行或在温度 55 ℃ ~65 ℃下保持 8 h,无渗漏迹象。

　　f) 瓷套或复合外套应有足够的机械强度、绝缘强度。 绝缘子及其装配件的结构应保证其任何部分不因热胀冷缩导致结构损伤。

　　6 . 2 整体结构要求

　　6 . 2 . 1 叠装式结构

　　电容式电压互感器叠装式结构的要求为：

　　a) 叠装式结构设备应考虑现场试验和现场维护方便，设备安装完毕，应具有现场测量中压电容器额定电压下电容量及介质损耗角正切 tanδ的功能;

　　b ) 误差调节端子应设置在电磁单元箱体外侧，以便现场调节互感器比值差和相位差，且端子板应

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　　有单独的防护罩;

　　c) 补偿电抗器的过电压限幅装置宜设置在电磁单元箱体外侧，以便现场更换，且有防护罩。

　　6 . 2 . 2 非叠装式结构

　　电容式电压互感器非叠装式结构的要求为：

　　a) 非叠装式结构设备的电磁单元和电容分压器的中压连线应具有防护高空坠落小型金属线或动物搭接的功能，防止中压连线对地短路;

　　b ) 误差调节端子及限幅装置结构要求与叠装结构相同。

　　6 . 3 均压装置

　　互感器均压装置的结构、尺寸及安装方式要兼顾局部放电量、无线电干扰、一次导线连接、迎风面积、地震耐受能力等方面因素。 顶部均压环的数量宜采用 2 个，均压环管直径不宜小于 240 mm,最大外径不宜小于 1 . 8 m。

　　6 . 4 铭牌

　　铭牌上应有电气接线图、技术参数。 铭牌上包括的参数应符合 GB/T 20840 . 5 的要求。 铭牌应用中文书写，铭牌应采用不锈钢材料。

　　7 试验

　　7 . 1 试验分类

　　试验分为型式试验、例 行 试 验、特 殊 试 验。 耐 地 震 试 验 按 GB/T 13540 规 定 执 行，其 余 试 验 按GB/T 20840 . 5、GB/T 19749 . 1 规定执行。 试验顺序按 GB/T 20840 . 5 要求进行。

　　7 . 2 型式试验

　　型式试验项目如下：

　　a) 准确度检验;

　　b ) 温升试验;

　　c) 工频电容和 tanδ测量;

　　d) 雷电截波冲击试验;

　　e) 无线电干扰电压(RIV)试验;

　　f) 短路承受能力试验;

　　g) 雷电冲击试验;

　　h) 操作冲击湿试验;

　　i ) 工频耐压试验;

　　j) 暂态响应试验;

　　k) 铁磁谐振试验;

　　l ) 准确度试验;

　　m ) 外壳防护等级的检验。

　　7 . 3 例行试验

　　例行试验项目如下：

　　a) 外观检查;

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　　b ) 电容分压器密封性试验;

　　c) 工频电容和 tanδ测量;

　　d) 工频耐压试验(包括中压电容工频耐压试验);

　　e) 局部放电测量;

　　f) 电磁单元密封性试验;

　　g) 端子标志检验;

　　h) 电磁单元的工频耐压试验;

　　i ) 电容分压器低压端子的工频耐压试验;

　　j) 二次绕组的工频耐压试验;

　　k) 铁磁谐振检验;

　　l ) 准确度检验。

　　7 . 4 特殊试验

　　特殊试验项目如下：

　　a) 传递过电压测量;

　　b ) 机械强度试验(兼作支柱绝缘子用 CVT参照附录 B) ;

　　c) 电容温度系数测定;

　　d) 耐地震试验。

　　8 预期寿命、包装、运输及贮存

　　8 . 1 预期寿命

　　按照本标准规定的工作条件运行，设备的预期寿命应不小于 30 年 。

　　8 . 2 包装

　　每台设备应妥善包装，防止受潮，并应附有下列出厂文件：

　　a) 产品合格证;

　　b ) 出厂试验报告;

　　c) 安装使用说明书;

　　d) 备件(如果有)一览表。

　　注：对非叠装式结构，安装使用说明书需注明电磁单元安装支架、安装方式、二次电缆的布置形式。

　　8 . 3 运输

　　在运输过程中，电容器应直立运输，无严重振动、颠簸和冲击现象。

　　8 . 4 贮存

　　应避免受晒雨淋，底座要高于地面 50 mm 以上，长期贮存应包装。

　　贮存环境空气温度应在 -25 ℃ ~+40 ℃范围内。

　　GB/T 24841—2018

　　附 录 A

　　(资料性附录)特殊使用条件

　　A.1 海拔

　　当安装处海拔超过 1 000 m 时，在海拔不高于 1 000 m 的地点试验时，其外绝缘试验电压应按额定耐受电压乘以按图 A. 1 查得的海拔校正因数 k 确定。

　　图 A.1 海拔校正系数

　　因数 k 可由式(A. 1)计算：

　　k = em(H-1 000)/8 150 …………………………( A. 1 )

　　式中：

　　H —CVT安装地点的海拔，单位为米(m) ;

　　GB/T 24841—2018

　　m= 1 —适用于工频和雷电冲击电压;

　　m=0.75 —适用于操作冲击电压。

　　A.2 环境温度

　　当安装处的环境温度与通用使用条件不同时，可以选择以下不同范围：

　　— 寒冷地区，-50 ℃和 +40 ℃ ;

　　— 潮热地区，- 5 ℃和 +50 ℃ 。

　　A.3 温升限值

　　如果电容式电压互感器规定在海拔超过 1 000 m 的地区使用，而试验处海拔低于 1 000 m,则温升限值应按工作地点的海拔超过 1 000 m后的每 100 m减去下列数值(见图 A. 2) :

　　a) 油浸式电磁单元：0 . 4% ;

　　b ) 干式电磁单元：0 . 5% 。

　　图 A.2 温升的海拔校正系数

　　温升的海拔修正系数 K0 见式(A. 2) :

　　K …………………………( A.2 )

　　式中：

　　ΔTh —在海拔 h>1 000 m 处的温升;

　　ΔTh0 —规定的在海拔 h0≤1 000 m处的温升限值。

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　兼作支柱绝缘子用的 1 000 kv交流系统用电容式电压互感器的特殊要求

　　B.1 尺寸特性要求

　　B.1 . 1 通用要求

　　按照工程设计图纸要求执行。

　　B.1 . 2 结构高度和爬电距离允许偏差

　　电容式电压互感器的结构高度和爬电距离允许偏差为：

　　a) 结构高度的允许偏差：± (1.5+0.001h)mm;

　　其中 h 为电容式电压互感器结构高度，单位为毫米(mm) 。

　　b ) 爬电距离允许偏差：

　　满足 d级污秽等级的互感器的等效爬电距离应不小于 27 500 mm,满足 e 级污秽等级的互感器的等效爬电距离应不小于 34 100 mm,不应有负偏差，正偏差不作规定。

　　c) 上下附件端面平行度：0 . 001h。

　　d) 上下附件安装孔中心圆轴线间最大偏差：2(1+0 . 001h)。

　　e) 安装孔角度偏差：1°(顺时针或逆时针方向)。

　　f) 互感器的直线度不大于：( 1 . 5+0 . 006h)mm。

　　B.2 机械强度及试验

　　B.2 . 1 通用要求

　　机械强度及试验要求，仅适用于兼作支柱绝缘子使用的特高压电容式电压互感器。

　　B.2 . 2 特殊抽样试验

　　应进行抗弯破坏抽样试验，试验试品为瓷外套，除均压环和内部零部件外，试品应与实际电容式电压互感器一致。

　　一次供货批量(N)小于或等于 20 柱时，抽取 1 柱;一次供货批量(N)大于 20 柱时，抽取 2 柱 。

　　第一次抽样如未能通过试验，允许加倍抽样再次进行试验，如重复试验未通过，则认为该批产品不合格。用于抽样弯曲破坏负荷试验的试品不得用于工程运用。

　　B.2 . 3 补充的弯曲负荷试验

　　作为兼作支柱绝缘子使用的特高压电容式电压互感器应进行整柱瓷外套的弯曲负荷试验，能够耐受 23 kN 弯曲负荷 1 min,然后继续施加负荷直至试品破坏( 能观察得到明显破坏现象，或试验机负荷指示值不再升高)为止，试验方法参照 GB/T 23752 。

　　B.2 . 4 抗震试验的特殊要求

　　对于兼作支柱绝缘子使用的互感器，试验时在互感器的顶端暂按 200 kg 配重，来模拟顶部管母线重量或/和导线水平拉力。