電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

1、電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測第1次作業(yè)二、主觀題（共14道小題）8 . abc環(huán)路線應(yīng)該比較長答：電介質(zhì)是指在電場作用下能建立極化的一切物質(zhì)，廣義上說來，電介質(zhì)不僅包括絕緣材料，而且包括各種功能材料，如壓電、熱釋電、光電、鐵電等材料。9 .電介質(zhì)有哪些類答：根據(jù)電荷在分子中的分布特性 ，可以把電介質(zhì)分為非極性電介質(zhì) 、極性電介質(zhì)、離子型電介質(zhì)；電介質(zhì)按照存在的形態(tài)分成幾種基本類型：固體電介質(zhì)、液體電介質(zhì)、氣體電介質(zhì)和真空電介質(zhì)。10 .說明固體電介質(zhì)介質(zhì)損耗的特點(diǎn)答：普通的無機(jī)晶體介質(zhì)只有位移極化 ，其介質(zhì)損耗主要來源于電導(dǎo)；玻璃的介質(zhì)損耗可以認(rèn)為主要由三部分組成：電導(dǎo)損耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗；非極性有機(jī)

2、介質(zhì)，既沒有弱聯(lián)系離子，也不含極性基團(tuán)，因此在外電場作用下只有電子位移極化，其介質(zhì)損耗主要是由雜質(zhì)電導(dǎo)引起的；極性有機(jī)介質(zhì)分子量一般較大，分子間相互聯(lián)系的阻礙作用較強(qiáng) ，因此除非在高溫之下，個個極性分子的轉(zhuǎn)向難以建立 ，轉(zhuǎn)向極化只可能由極性基團(tuán)的定向所引起 。11 .什么是界面極化和損耗？答：不均勻介質(zhì)的界面極化，不是由束縛電荷或弱聯(lián)系離子的位移或轉(zhuǎn)向引起的，而是由自由電荷的移動產(chǎn)生的。在電場作用下，介質(zhì)中自由電荷移動，可以被介質(zhì)中的缺陷或不同介質(zhì)的分界面所捕獲，形成空間電荷的局部積聚，使得介質(zhì)中自由電荷分布不均勻從而產(chǎn)生宏觀偶極矩的現(xiàn)象，稱為界面極化或空間電荷極化。12 .說明介質(zhì)損耗角正切

3、的測量方法與特點(diǎn)答：電橋法：間接測量法，作為最傳統(tǒng)的方法技術(shù)成熟，準(zhǔn)確而可靠，但用于在線監(jiān)測時把元件串入電路，降低了系統(tǒng)的可靠性；諧振法：當(dāng)測量頻率增高至上kHz時，由于元件雜散電容、殘余電感等的影響，一般電橋已不能用于絕緣材料的相對介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切的測量，在這種情況下廣泛使用諧振法 ；相位差法：直接測試介質(zhì)損耗角，容易理解，用于在線監(jiān)測非常方便，但對硬件要求很高，誤差較大。全數(shù)字法：采集信號后，所以計(jì)算均有微型計(jì)算機(jī)完成 ，方便、準(zhǔn)確，對計(jì)算機(jī)計(jì)算要求較高13.按導(dǎo)電載流子種類電介質(zhì)的電導(dǎo)可分為哪些類型？舉例說明答：（1）電子電導(dǎo)（包括空穴電導(dǎo)）：載流子是帶負(fù)電荷的電子（或帶正電荷的

4、空穴）。（2）離子電導(dǎo)：載流子是離解了的原子或原子團(tuán)（離子），它們可以帶正電荷，也可以帶負(fù)電荷，如 Na+、C、（OH）一等。離子導(dǎo)電時,伴隨有電解現(xiàn)象發(fā)生。（3）膠粒電導(dǎo)：載流子是帶電的分子團(tuán)即膠粒 ，如油中處于乳化狀態(tài)的水等 。14 .說明氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)特性。答：常溫、常壓下的氣體在較低電場強(qiáng)度下都是優(yōu)良的絕緣體，能夠通過氣體的電流極其微弱，只有采用很高靈敏度的靜電計(jì)才能檢測出來（j < 10 14A/m 2）。氣體中載流子的濃度與外界影響因素密切相關(guān)，如氣體受到光、熱、輻射等外因作用時，分子發(fā)生電離而產(chǎn)生正、負(fù)離子對；或由于光、熱、輻射作用使陰極發(fā)射出電子。顯然，氣體中載流子濃度

5、的大小主 要取決于光、熱、輻射等電離源的強(qiáng)弱。15 .列表說明運(yùn)行中 35kV、110kV、220kV、500kV油紙型高壓套管在 20 c時tan S的規(guī)定值 （%） 答：電壓等級一35kVHOkVp220 500kV/油紙電容型/1Q0.8p16 .什么是GIS答：SF6封閉式組合電器（氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備）是將斷路器、隔離開 關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器、避雷器、母線、套管和/或電纜終端等電氣元 件封閉組合在接地的金屬外殼中，以S后氣體作為絕緣介質(zhì)，簡稱GIS,其作用 相當(dāng)于一個開關(guān)站。17 .簡述真空斷路器的優(yōu)點(diǎn)，及其主要應(yīng)用場所。 答：不爆炸，低噪聲，體積小，高可靠性，檢修周期長

6、。35kV級以下（含）電 壓等級中占主導(dǎo)地位。18 .簡述局部放電測量的脈沖電流法 。答:此法測量的是視在放電量當(dāng)發(fā)生局部放電時，試品兩端會出現(xiàn)一個幾乎是瞬時的電壓變化，在檢測回路中引起一高頻脈沖電流，將它變換成電壓脈沖 后就可以用示波器等測量其波形或幅值，由于其大小與視在放電量成正比，通 過校準(zhǔn)就能得出視在放電量（一般單位用pC）。此法靈敏度高、應(yīng)用廣泛。19 .說明相對產(chǎn)氣速率如何作為變壓器故障判斷的依據(jù)？答：相對產(chǎn)氣速率即每運(yùn)行一個月（或折算到月），某種氣體含量增加原有值的百少數(shù)的平均值,按下式計(jì)算相對產(chǎn)氣速率也可以用來判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部狀況 ?？偁€的相對產(chǎn)氣速 率大于10%時，應(yīng)引起

7、注意，但對總爛起始含量很低的設(shè)備不宜采用此判據(jù) 。需要指出，有的設(shè)備其油中某些特征氣體的含量若在短期內(nèi)就有較大的增 量，則即使尚未達(dá)到閾值，也可判為內(nèi)部有異常狀況；有的設(shè)備因某種原因使 氣體含量基值較高，但增長速率低，則仍可認(rèn)為是正常。/.=x 3 00“ At式中：入一相對產(chǎn)氣速率，（月）；Cr-第二次采樣取得油中某氣體的濃度.PL L；C1一第一次采樣取得油中某氣體的濃度，UL/L：加一兩次取樣時間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時間（日），出20 .局部放電在線監(jiān)測有哪些干擾 ？答：1） 線路或其它領(lǐng)近設(shè)備的電暈放電和內(nèi)部的局部放電專業(yè)word可編輯2）電力系統(tǒng)的載波通信和高頻保護(hù)信號對監(jiān)測的干擾3）

8、可控硅整流設(shè)備引起的干擾4）無線電廣播的干擾。這種干擾也是連續(xù)的周期性干擾,其頻率在500kHz以上。5）其他周期性干擾。如開關(guān)、繼電器的斷合，電焊操作，熒光燈、雷電等的干擾以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電刷和滑環(huán)間的電弧引起的干擾等，這是一種無規(guī)律的隨機(jī)性脈沖干擾。21.某變電站大批電容器爆炸或外殼變形，研究表明是由于受潮引起的，請敘述受潮引起爆炸的原因。答：:增加極性分子受潮"，=損耗增加"過熱=產(chǎn)生氣泡n電容器鼓肚爆炸與0電離產(chǎn)生離子n u促使并加劇局部放電電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測第 2次作業(yè)一、主觀題（共14道小題）1 .用實(shí)例加以說明極性電介質(zhì)的特點(diǎn)及適用場合答：無外電場作用時，分子的正

9、電荷和負(fù)電荷中心不相重合 ，即分子具有偶極矩，稱為分子的固有偶極矩。這種分子稱為偶極分子或極性分子 ，由極性分子組成的電介質(zhì)稱為極性電介質(zhì)，如聚氯乙烯、纖維、某些樹脂等。2 .按照存在的形態(tài)，說明每一類電介質(zhì)的用途。答：A.固體電介質(zhì)：多用于支撐絕緣；B.液體電介質(zhì)：具有流動性，可用于散熱要求較高的場合，如變壓器；C.氣體電介質(zhì)：與液體電介質(zhì)相似，但其密閉性要求更高；其絕緣性能隨氣壓而變化；D.真空電解質(zhì)：真空絕緣主要應(yīng)用于中壓開關(guān)設(shè)備上，具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能 。采用真空作為開關(guān)滅弧介質(zhì)，成本低、維修費(fèi)用低、無爆炸危險，另外，由于滅弧室具有高真空度，空氣分子十 分稀薄，真空間隙的絕緣強(qiáng)

10、度比常溫下的空氣和SF6高得多。3 .從極化、電導(dǎo)、放電等角度分析電介質(zhì)損耗的產(chǎn)生過程及影響因素.答：極化分為電子極化和松弛極化等 ，電子極化速度快，產(chǎn)生的損耗可以忽略；松弛極化主要由偶極子轉(zhuǎn) 向時分子之間的摩擦引起的，與電場速度、偶極子質(zhì)量、溫度等都密切相關(guān)，該極化只在交流電場下產(chǎn) 生；電介質(zhì)并非理想絕緣體，在電場作用下均有一定的電流通過 ，此為電介質(zhì)的電導(dǎo)，電介質(zhì)的電導(dǎo)越 大，相同電壓下產(chǎn)生的損耗就越大，受潮等絕緣缺陷都會使其增大，導(dǎo)致?lián)p耗增大；絕緣內(nèi)部產(chǎn)生缺陷導(dǎo) 致發(fā)生局部放電，電能以熱和光的形式釋放，導(dǎo)致?lián)p耗，而導(dǎo)致局部放電的原因較多，包括絕緣受潮，電 壓偏高等因素。4 .什么是固體電

11、介質(zhì)的本征離子電導(dǎo)答：離子晶體點(diǎn)陣上的基本質(zhì)點(diǎn) （離子），在熱振動下，離開點(diǎn)陣形成載流子，構(gòu)成離子電導(dǎo)。這種電導(dǎo) 在高溫下才比較顯著，因此有時亦稱為高溫離子電導(dǎo)”。5 .電介質(zhì)老化有哪些主要類型 ？答：熱老化、熱氧化老化、光老化或光氧化老化、臭氧老化、化學(xué)老化、生物老化、疲勞、高能輻射老 化、電老化。6 .敘述絕緣老化機(jī)理答：熱老化是材料在熱等因素作用下，材料發(fā)生失重、相對分子質(zhì)量降低、熔化、結(jié)晶度與交聯(lián)度變化等過程從而使性能下降的現(xiàn)象。通常所講的熱老化實(shí)際上包括：熱老化、熱氧化老化、熱脆化和氧化脆化 等。7 .簡述放電對六氟化硫絕緣系統(tǒng)的破壞作用答：電暈放電對S尾的作用極為輕微，不產(chǎn)生劇毒的

12、S2F10；但電弧的作用很強(qiáng)烈，大電流電弧通道中的溫度高達(dá) 4000K,能使SF6分解：分解后絕大部分在70心內(nèi)復(fù)合還原。高溫還能使電極金屬汽化以及生成極少量 低氟化物與金屬的化合物。S昆分解產(chǎn)物對絕緣材料有影響，穩(wěn)定性排列順序?yàn)椋篊-C, C-F, CH酯基氨基縮醛含硅材料含硅材料的穩(wěn)定性最差，包括含玻璃纖維的浸漬材料、層壓材料、含石英 粉的各種涂料或澆注料、硅樹酯和硅橡膠等都不能用在充 SF6的電氣設(shè)備中。SF6 OS+6F8 .分別說明水樹枝和電樹枝老化對絕緣的破壞作用。答：當(dāng)絕緣中存在尖端電極時，施加電壓后，在尖端處發(fā)生電場局部集中現(xiàn)象，并從該尖端長出樹枝狀痕跡，最后發(fā)展到擊穿。從誘發(fā)

13、樹枝到擊穿的全過 程是樹枝化老化。當(dāng)針尖無氣隙時，電樹枝的誘發(fā)可能是先從尖端注入載流子 或因局部（尖端附近）電擊穿誘發(fā)電樹枝。當(dāng)尖端存在氣隙時，可能與氣隙放 電有關(guān)，放電產(chǎn)生的帶電粒子的沖擊作用和熱作用引發(fā)電樹枝 。水樹枝是在電場和水聯(lián)合作用下在高分子電介質(zhì)中所產(chǎn)生的樹枝狀痕跡。誘發(fā)水樹枝的外施電壓比誘發(fā)電樹枝的電壓低得多，例如潛水電機(jī)繞組線的對 地工作電壓只有220V,就足以誘發(fā)水樹枝，且誘導(dǎo)期極短，甚至沒有誘導(dǎo)期。水樹枝誘發(fā)后，往往由它進(jìn)一步發(fā)展為電樹枝直至擊穿。9 .什么是絕緣紙的平均聚合度，為什么其可作為變壓器壽命的判斷依據(jù) ？ 答：變壓器的壽命決定于振動和外電路短路時加在線圈上機(jī)械力

14、和絕緣紙的老化破壞。由于熱老化使絕緣紙的拉伸強(qiáng)度降低，而拉伸強(qiáng)度與絕緣紙的平均聚 合度有著密切的關(guān)系。測定油中分解氣體（如前所述）的目的本就是測定絕緣紙 平均聚合度降低的情況。例如，從正在使用的變壓器中只要取得很少一點(diǎn)絕緣就可以直接紙作為試驗(yàn)樣品，通過測定紙的拉伸強(qiáng)度和絕緣紙的平均聚合度 分析得到變壓器老化的程度。10 .如何測定變壓器的絕緣電阻 ？答：絕緣電阻的測定是用來推定絕緣紙或絕緣油的吸濕和老化等情況的簡單試驗(yàn)方法。一般是使用1000V以上的絕緣試驗(yàn)器和絕緣電阻測定儀，來測試線圈 之間、線圈與地之間的絕緣電阻。11 .絕緣子串電壓分布有哪些測量方法？答：短路叉法：這是檢測損壞絕緣子(又

15、稱零值絕緣子)最簡便的工具。電阻分壓桿、電容分壓桿法火花間隙檢測桿法12 .絕緣電阻測試能否很好判斷套管、絕緣子是否具有裂紋？能否很好判斷內(nèi)部絕緣受潮 ？答：絕緣電阻測試不能很好判斷套管、絕緣子是否具有裂紋；不能否很好判斷內(nèi)部絕緣受潮。13 .為什么在線監(jiān)測中最常用的傳感器是穿心式的電流傳感器。答：因?yàn)榇┬氖降碾娏鱾鞲衅鞑粫茐碾姎庠O(shè)備的接線結(jié)構(gòu)。14 .說明電力設(shè)備維修的演變答：事后維修(Break-down Maintenance )是當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或其他失效時進(jìn)行的非計(jì)劃性維修。在現(xiàn)代設(shè)備管理要求下，事后維修僅用于對生產(chǎn)影響極小的非重點(diǎn)設(shè)備，有冗余配置的設(shè)備或采用其他檢修方式不經(jīng)濟(jì)的設(shè)備

16、。這種維修方式又稱為故障維修。預(yù)防性定期檢修(Time-Based Maintenance )是一種以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防檢修方式，也稱計(jì)劃檢修。它是根據(jù)設(shè)備磨損的統(tǒng)計(jì)規(guī)律或經(jīng)驗(yàn)，事先確定檢修類別、檢修周期、檢修工作內(nèi)容、檢修備件及材料等的檢修方式定期檢修適合于已知設(shè)備磨損規(guī)律的設(shè)備以及難以隨時停機(jī)進(jìn)行檢修的流程工業(yè)、自動生產(chǎn)線設(shè)備。狀態(tài)檢修(Condition-based Maintenance )或預(yù)知維修(Predictive Maintenance )是從 預(yù)防性檢修發(fā)展而來的更高層次的檢修體制，是一種以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)、以預(yù)測設(shè)備狀態(tài)發(fā)展為依據(jù)的檢修方式。它根據(jù)對設(shè)備的日常檢查、定期重點(diǎn)檢

17、查、在線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷所提供的信息，經(jīng)過分析處理，判斷設(shè)備的健康和性能劣化狀態(tài)及其發(fā)展趨勢，并在設(shè)備故障發(fā)生前及性能降低到不允許極限前有計(jì)劃地安排檢修。這種檢修方式能及時地、有針對性地對設(shè)備進(jìn)行檢修，不僅可以提高設(shè)備的可用率，還能有效降低檢修費(fèi)用。它與預(yù)防檢修相比較，帶有很強(qiáng)烈的主動色彩。電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測第 3次作業(yè)一、主觀題(共12道小題)1 .說明用熱老化試驗(yàn)確定絕緣壽命的步驟 答：A.老化因子的選擇B.試樣確定與制作C.老化溫度確定D.在規(guī)定溫度下進(jìn)行試樣老化E.根據(jù)選擇的老化因子，對老化后的試驗(yàn)進(jìn)行測試F.分析2 .絕緣是如何進(jìn)行耐熱分級的？答：在電工技術(shù)中，常把電機(jī)電器的絕緣結(jié)構(gòu)

18、或絕緣系統(tǒng)以及絕緣材料按耐熱等級分類。耐熱等級由絕緣包括絕緣材料與絕緣結(jié)構(gòu)在電機(jī)電器運(yùn)行中允許的 最高長期工作溫度決定。M熱等球報(bào)朝度%耐熱等織極限溫度）口為9*1加加1除90娜加14如訓(xùn)1外250P15加3 .說明電老化的分類答：局部放電（電暈放電）老化、電弧放電老化和電痕化老化、樹枝化老化。4.簡述負(fù)電性氣體的擊穿特點(diǎn)。答：對于具有較大電子親和力元素的氣體，即容易附著電子的氣體 ，必須考慮負(fù)離子的形成對其放電過程的影響。一般來說，電子親和力大的一些氣體，如含鹵元素的氣體，其電離能遠(yuǎn)低 于He等惰性氣體，但其與空氣的耐壓比（相同pd時）卻比He等惰性氣體的大。C6H6等碳?xì)浠衔餁怏w，分子大

19、，在溫度與壓力相同時電子平均自由行程小，其耐壓比雖大于1，但與CC14等氣體相比，在分子自由行程相近時 ，后者的耐壓比卻高得多 。表明這類氣體耐壓比高并非 由于其電離能大、電子平均自由行程小的原因，而主要是由于電子親和力大容易吸附電子生成負(fù)離子的原因。在這類氣體中，由于SF6在性能上具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此在高壓電氣設(shè)備中得到 廣泛應(yīng)用。5 .絕緣紙和織物浸膠和浸油的目的是什么？答：填充絕緣紙中的氣隙，提高電氣強(qiáng)度。6 .簡述變壓器絕緣結(jié)構(gòu)答：變壓器絕緣可以分為內(nèi)絕緣和外絕緣。內(nèi)絕緣是處于油箱中的各部分絕緣，這些絕緣是油、固體絕緣材料和二者的組合。外絕緣是空氣絕緣，這是指套管上部對地和彼此之間的絕緣以及保護(hù)間隙。內(nèi)絕緣可以分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣是某一繞組與接地部分以及與其它繞組間的絕緣。主絕緣由變壓器的一分鐘工頻耐壓和沖擊耐壓所決定。處于繞組之外，連接繞組的各部分及繞組與套管的那些連接線本身的絕緣，稱為引線絕緣，一般根據(jù)工頻耐壓試驗(yàn)電壓而決定，但有時也要考慮沖擊強(qiáng)度。(