《電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)》復(fù)習(xí)提綱附答案

1、電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)復(fù)習(xí)提綱1 預(yù)防性試驗(yàn)的不足之處（P4）答：1、 需停電進(jìn)行試驗(yàn)，而不少重要電力設(shè)備，輕易不能停止運(yùn)行。2、 停電后設(shè)備狀態(tài)（如作用電壓、溫度等）與運(yùn)行中不符，影響判斷準(zhǔn)確度。3、 由于是周期性定期檢查，而不是連續(xù)的隨時(shí)監(jiān)測(cè)，絕緣仍可能在試驗(yàn)間隔期內(nèi)發(fā)生故障。4、 由于是定期檢查和維修，設(shè)備狀態(tài)即使良好時(shí)，按計(jì)劃也需進(jìn)行試驗(yàn)和維修，造成人力物力浪費(fèi)，甚至可能因拆卸組裝過(guò)多而造成損壞，即造成所謂過(guò)度維修。2 狀態(tài)維修的原理（P4）答：絕緣的劣化、缺陷的發(fā)展雖然具有統(tǒng)計(jì)性，發(fā)展的速度也有快慢，但大多具有一定的發(fā)展期。在這期間，會(huì)有各種前期征兆，表現(xiàn)為其電氣、物理、化學(xué)

2、等特性有少量漸進(jìn)的變化。隨著電子、計(jì)算機(jī)、光電、信號(hào)處理和各種傳感技術(shù)的發(fā)展，可以對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)取得各種即使是很微弱的信息。對(duì)這些信息進(jìn)行處理和綜合分析，根據(jù)其數(shù)值的大小及變化趨勢(shì)，可對(duì)絕緣的可靠性隨似乎做出判斷并對(duì)絕緣的剩余壽命做出預(yù)測(cè)，從而能早期發(fā)現(xiàn)潛伏的故障，必要時(shí)可提供預(yù)警或規(guī)定的操作。3 老化的定義（P12）答：電氣設(shè)備的絕緣在運(yùn)行中會(huì)受到各種因素（如電場(chǎng)、熱、機(jī)械應(yīng)力、環(huán)境因素等）的作用，內(nèi)部將發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)、物理變化，會(huì)導(dǎo)致性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象稱為老化。4 電氣設(shè)備的絕緣在運(yùn)行中通常會(huì)受到哪些類型的老化作用?(P12)答：有熱老化、電老化、機(jī)械老化、環(huán)境老化、

3、多應(yīng)力老化等。5 熱老化的定義（P12）答：由于在熱的長(zhǎng)期作用下發(fā)生的老化稱為熱老化。6 什么是8規(guī)則?（P13）答：根據(jù)V.M.Montsinger提出的絕緣壽命與溫度間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式可知，lnL和t呈線性關(guān)系，并且溫度每升高8，絕緣壽命大約減少一半，此即所謂8規(guī)則。7在弱電場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，設(shè)備絕緣的電氣特性有哪些？答：（1） 在強(qiáng)電場(chǎng)（外施場(chǎng)強(qiáng)大于該介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度）下，將出現(xiàn)放電、閃絡(luò)、擊穿等現(xiàn)象，這在氣體中表現(xiàn)最為明顯。（2） 在弱電場(chǎng)（外施場(chǎng)強(qiáng)比該介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)小得多）下，主要是介質(zhì)中的極化、電導(dǎo)、介質(zhì)損耗等。8什么是電氣故障診斷？其特點(diǎn)是什么？答：通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的試驗(yàn)和各種特性的測(cè)

4、量，了解其特征，評(píng)估設(shè)備在運(yùn)行中的狀態(tài)(老化程度)，從而能早期發(fā)現(xiàn)故障的技術(shù)。 提高電氣設(shè)備及電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 任何診斷都是以征兆為線索的，電氣設(shè)備故障診斷的困難在于：一般說(shuō)來(lái)，故障和征兆之間并不存在簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一種故障可能對(duì)應(yīng)多種征兆，而一種征兆也可能對(duì)應(yīng)著多種故障。因此僅僅依靠單一的檢測(cè)項(xiàng)目，對(duì)故障的分析是不全面的，需要對(duì)各種試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合推理。9 可靠性、失效與故障的定義（P21）答：可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。失效：產(chǎn)品終止完成規(guī)定功能的能力這樣的事件。故障：產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。10描述可靠性的定量指標(biāo)是一什么？答：可靠

5、度，失效率，平均壽命。11 壽命試驗(yàn)的目的和方式(26)答：壽命試驗(yàn)是為了確定在工作狀態(tài)下的壽命分布規(guī)律和相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。壽命試驗(yàn)有兩種方式：1、 實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)。相當(dāng)多的元件、材料可直接在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行壽命試驗(yàn)。為縮短壽命長(zhǎng)的試品的試驗(yàn)時(shí)間，可采用加速壽命試驗(yàn)。但如何選擇合適的應(yīng)力來(lái)試驗(yàn)常需較多的經(jīng)驗(yàn)。2、 現(xiàn)場(chǎng)可靠性試驗(yàn)。多數(shù)電氣設(shè)備不可能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，而只能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行、檢修資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出各項(xiàng)可靠性指標(biāo)。12電氣設(shè)備在線檢測(cè)中，對(duì)窄帶干擾信號(hào)可使用什么手段進(jìn)行抑制？（P53）答：電氣設(shè)備在線檢測(cè)中，對(duì)檢測(cè)所得信號(hào)中的窄帶干擾，可使用數(shù)字濾波器、自適應(yīng)處理器、頻域處

6、理和小波分析等手段進(jìn)行抑制。13抑制白噪聲的方法有哪兩種？(P64)答：白噪聲是電氣設(shè)備信號(hào)檢測(cè)中經(jīng)常遇到的一種隨機(jī)干擾，可以使用時(shí)域分析法或小波分析法進(jìn)行抑制。14 診斷的定義，根據(jù)診斷規(guī)則的不同可以將其分為哪三類？(P77)答：診斷就是根據(jù)設(shè)備的特征來(lái)推斷設(shè)備的狀態(tài)。根據(jù)診斷規(guī)則的不同，可將診斷分成三種類型：1.邏輯診斷；2.模糊診斷；3.統(tǒng)計(jì)診斷。15 什么是模式？什么是模式識(shí)別？（P91）答：人們利用分類方法來(lái)認(rèn)識(shí)世界上的各種事物。對(duì)某一類事物確定其概念，給予定量的或結(jié)構(gòu)的描述，稱為模式。然后將需要識(shí)別的事物與已知模式相對(duì)照，進(jìn)行識(shí)別、歸類，這就是模式識(shí)別。16 根據(jù)所用樣板模式的不同

7、，可將診斷分為哪幾類？（P93）答：根據(jù)所用樣板模式的不同，可將診斷分為：1、閾值診斷；2、時(shí)域波形診斷；3、頻率特性診斷；4、指紋診斷。17分別闡述什么叫閾值診斷、時(shí)域波形診斷、頻率特性診斷和指紋診斷。（P93）答：閾值診斷：對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，按照所得特征量是否超過(guò)規(guī)定閾值來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)的方法。時(shí)域波形診斷：對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，將車的某種物理量隨時(shí)間變化的曲線與樣板對(duì)照來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)的方法。頻率特性診斷：對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)得的設(shè)備的頻率特性，或?qū)y(cè)得的某種物理量的頻譜與樣板對(duì)照來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)的方法。指紋診斷：對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將得到的某種特殊圖形與樣板對(duì)照來(lái)判斷設(shè)備狀態(tài)的方

8、法。18 列舉出9種特征提取方法。（P99） 答：1、表列數(shù)據(jù)、2、頻譜特征；3、脈沖波形特征；4、時(shí)域分析；5、統(tǒng)計(jì)特征；6、曲面擬合；7、分形特征；8、灰度圖像矩特征；9、信號(hào)的參數(shù)模型。19 常見(jiàn)的知識(shí)表達(dá)方式有哪五種？（P129）答：產(chǎn)生式規(guī)則表示法、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法、框架表示法、謂詞邏輯表示法、模糊邏輯表示法。20 什么是推理？根據(jù)求解過(guò)程中所用知識(shí)因果關(guān)系確定程度的不同，可將推理分為哪兩類？（P133）答：推理就是如何運(yùn)用知識(shí)以求解問(wèn)題。根據(jù)求解過(guò)程中所用知識(shí)因果關(guān)系確定程度的不同，可將推理區(qū)分為精確推理和不精確推理。21 當(dāng)可行性分析確定后，具體進(jìn)行專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)要經(jīng)歷哪五個(gè)階段？

9、（P137）答：認(rèn)識(shí)階段、概念化階段、形式化階段、實(shí)現(xiàn)階段、測(cè)試階段。22 對(duì)傳感器的基本要求有哪三個(gè)？按工作時(shí)是否需要外加輔助能量支持來(lái)分類，傳感器可分為哪兩類？（P153）答：對(duì)傳感器的基本要求：（1）能檢測(cè)出反映設(shè)備狀態(tài)的特征量的信號(hào)，有良好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。前者包括靈敏度、線性度、分辨率、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度、遲滯。后者則指頻響特性。（2）對(duì)被測(cè)設(shè)備無(wú)影響，吸收被測(cè)系統(tǒng)的能量極小，能和后續(xù)單元很好的匹配。（3）工作可靠性好，壽命長(zhǎng)。按工作時(shí)是否需要外加輔助能量支持來(lái)分類，傳感器可分為無(wú)源傳感器和有源傳感器。23 溫度傳感器包括哪三類？（P153）答：固體溫度傳感器、半導(dǎo)體溫度傳感器、光纖

10、溫度傳感器。24 紅外線傳感器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？（P155）答：主要技術(shù)參數(shù)為：（1）靈敏度（V/W），即探測(cè)器的輸出信號(hào)電壓與入射到探測(cè)器的輻射功率之比；（2）響應(yīng)時(shí)間，指?jìng)鞲衅魇茌椛湔丈鋾r(shí)，輸出信號(hào)上升到穩(wěn)定值的63%時(shí)所需的時(shí)間；（3）噪聲等效功率（NEP），當(dāng)輻射小到它在探測(cè)器上產(chǎn)生的信號(hào)完全被探測(cè)器的噪聲所淹沒(méi)時(shí)的功率，它代表了探測(cè)器的探測(cè)極限；（4）探測(cè)率，當(dāng)探測(cè)器的敏感元具有單位面積、放大器的測(cè)量帶寬為1Hz時(shí)，單位輻射功率所能獲得的信號(hào)電壓噪聲比；（5）光譜響應(yīng)，指?jìng)鞲衅鞯捻憫?yīng)度隨入射波長(zhǎng)的變化。25 電流傳感器有哪三類？（P159）答：互感器型電流傳感器、霍爾電流傳感器、

11、感應(yīng)傳感器。26以電容式套管為例，其常見(jiàn)絕緣故障有哪五種？（P180）答：（1）制造或大修時(shí)密封不良引起受潮；（2）電容芯子的卷制不良或真空浸油處理不完善時(shí)，很容易發(fā)生局部放電；（3）懸浮放電；（4）均壓球附近放電；（5）因過(guò)電壓過(guò)高、外絕緣爬距偏小或表面臟污等原因而引起外絕緣放電。27 電力電纜線路包括哪三部分？其配件包括哪四部分裝置？還包括哪四種土建部分？（P194）答：電力電纜線路是采用電纜輸送電力的輸電或配電線路，一般敷設(shè)在地下或水下。作為一個(gè)完整的輸配電線路，電力電纜線路包括電纜本體、接頭、終端，視情況不同還可能帶有不同功能的配件，如護(hù)層保護(hù)器、交叉互聯(lián)箱、壓力箱、溫度示警裝置等。有

12、些電纜線路還包括相應(yīng)的土建部分，如電纜溝、排管、豎井、隧道。28 什么是電纜終端？為什么它是電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)，事故較多？其原因是什么？（P197）答：在電力電纜線路的兩側(cè)，只有將電纜端部的金屬套剝開(kāi)，才能將電纜導(dǎo)體與其他電氣設(shè)備的導(dǎo)體連接。為了恢復(fù)絕緣層和保護(hù)層，電纜端部必須經(jīng)特殊工藝處理，形成一個(gè)連接裝置電纜終端，它是所有電力電纜線路不可缺少的重要組成部件。電纜終端的類別多，一般均在現(xiàn)場(chǎng)制作和安裝，以手工工藝完成。電纜終端是電纜線路的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，終端事故較多，其原因多數(shù)是手工工藝不完善所致。29 對(duì)電纜接頭的要求是什么？（P198）答：對(duì)電纜接頭的基本要求是：電纜導(dǎo)體在連接處應(yīng)有良好的導(dǎo)

13、電性能和機(jī)械性能，并具有與電纜本身相同的絕緣強(qiáng)度和防潮性能，其密封套還應(yīng)具有防腐蝕性能。與電纜終端類似，兩根被連接的電纜端部也需要使用電場(chǎng)控制錐，以改善電場(chǎng)分布。30 對(duì)電纜故障點(diǎn)的預(yù)估定位通常用什么方法？電纜故障點(diǎn)的確切定位用什么方法？（P210）答：電纜故障點(diǎn)預(yù)估定位通常采用脈沖反射法。在初步估計(jì)電纜故障范圍后，即可在此范圍尋找電纜的確切故障點(diǎn)，已進(jìn)行修理。對(duì)占故障比例較高的并聯(lián)型故障，可根據(jù)電纜故障點(diǎn)電阻數(shù)值的大小，分別采用聲波法或音頻法。31 變壓器繞組變形的主要原因是什么？繞組變形的主要形式和特點(diǎn)是什么？（P289）答：（一）變壓器繞組變形的主要原因是：1、設(shè)計(jì)、制造原因：（1）設(shè)計(jì)

14、不合理，設(shè)計(jì)時(shí)的短路強(qiáng)度不夠、動(dòng)穩(wěn)定性較差；（2）制造過(guò)程中存在缺陷或不合理因素，如壓緊件、支撐件的強(qiáng)度、剛度不夠。（3）裝配時(shí)線圈的不同心、壓緊不良等。2、出口短路：變壓器在運(yùn)行中發(fā)生出口短路事故是導(dǎo)致變壓器繞組發(fā)生變形的最重要和最主要的外部原因。（1）變壓器在運(yùn)行中不可避免地要遭受各種短路故障的考驗(yàn)，若變壓器本身結(jié)構(gòu)中有不合理的地方或機(jī)械強(qiáng)度不夠，則會(huì)引起變壓器繞組的變形或位移。（2）在短路過(guò)程中，繞組出現(xiàn)由固有和強(qiáng)迫振蕩所構(gòu)成的復(fù)雜振動(dòng)。動(dòng)態(tài)力的量值與按短路電流幅值計(jì)算的靜態(tài)力有很大的差別。動(dòng)態(tài)力隨時(shí)間變化的特性及其量值在很大程度上取決于繞組的固有振蕩頻率，而預(yù)加緊力的變化會(huì)改變固有振蕩

15、頻率，如果兩者接近，就可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣產(chǎn)生松弛、墊塊錯(cuò)位、鐵芯螺絲松動(dòng)，繼而促使繞組發(fā)生變形。（3）繞組變形具有累積效應(yīng)。3、運(yùn)輸中的沖擊：運(yùn)輸中的沖擊形成的巨大動(dòng)態(tài)力也會(huì)造成繞組的移位、變形。（二）繞組變形的主要形式和特點(diǎn)是：變壓器繞組變形是指繞組的尺寸或形狀發(fā)生的不可逆轉(zhuǎn)的變化，如：（1）在徑向上外繞組導(dǎo)線伸長(zhǎng)、內(nèi)繞組直徑變??；（2）在軸向上的壓縮和坍塌；（3）通常表現(xiàn)為對(duì)稱的彎曲變形；（4）通常表現(xiàn)為不對(duì)稱的曲翹變形；（5）器身位移、繞組扭曲、鼓包和匝間短路。32典型的不可修復(fù)元件，其失效率曲線呈什么形狀？有哪些組成部分？（P22）答：典型的不可修復(fù)元件，一般為電子器件，其失效

16、率曲線呈浴盆狀，可分為三個(gè)部分：早期失效期、恒定失效期和耗損失效期。33什么是電氣設(shè)備失效的故障樹(shù)分析？以你熟悉的電氣設(shè)備為例，給出其故障樹(shù)。答：故障樹(shù)分析方法（Fault Tree Analysis）簡(jiǎn)稱FTA法。是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按樹(shù)枝狀逐級(jí)細(xì)化的分析方法。34什么是以可靠性為中心的維修策略？答：是以最少的資源消耗保持設(shè)備固有可靠性和安全性的原則,應(yīng)用邏輯決斷方法確定設(shè)備預(yù)防性維修的過(guò)程或方法。它強(qiáng)調(diào)以設(shè)備的可靠性、設(shè)備的故障后果作為制定維修策略的主要依據(jù)。35什么是電磁干擾？電氣設(shè)備在線檢測(cè)中按頻帶劃分可將電磁干擾分為哪兩類？請(qǐng)給出至少5種運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的干擾。(P

17、52)答：對(duì)有用信號(hào)可能造成損壞的無(wú)用信號(hào)或電磁噪聲稱為電磁干擾?？煞譃檎瓗Ц蓴_源和脈沖干擾源。電力線路的負(fù)荷電流.故障電流，電力系統(tǒng)架空線傳送的載波通信信號(hào)，絕緣子表面污穢放電，電氣機(jī)車導(dǎo)電弓與架空線之間的放電，雷電脈沖。36電磁干擾主要的抑制方法有哪些？答：接地，屏蔽，濾波，保護(hù)。37什么是閾值報(bào)警？其閥值如何確定？（P93）答：閾值報(bào)警：監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到的電氣設(shè)備的特征量超過(guò)規(guī)定的閾值進(jìn)行報(bào)警。閾值確定：1. 試驗(yàn)的方法；2. 簡(jiǎn)化試驗(yàn)法；3. 實(shí)際統(tǒng)計(jì)法；4. 確定閾值的90%原則認(rèn)為90%的設(shè)備是運(yùn)行正常的，其余10%設(shè)備內(nèi)部存在著可能引發(fā)事故的早期故障38什么是專家系統(tǒng)？答：專家系統(tǒng)

18、是具有大量專門知識(shí)的程序系統(tǒng)，根據(jù)多個(gè)專家提供的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行推理，模擬專家作出決定，解決只有專家才能解決的復(fù)雜問(wèn)題。專家系統(tǒng)是具有相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)及推理器的智能型信息系統(tǒng)。39專家系統(tǒng)與通常的計(jì)算機(jī)程序不同之處。（P128）答：1.專家系統(tǒng)對(duì)知識(shí)的表達(dá)主要采用“規(guī)則”、 “框架”等，而不是計(jì)算程序常用的數(shù)學(xué)模型和算法； 2.專家系統(tǒng)處理的對(duì)象不僅包括數(shù)值信息，還包括更多的用字符表示的知識(shí)，因而邏輯推理（不是數(shù)值仿真）是求解的主要方法； 3.影響專家系統(tǒng)結(jié)論可信度的主要因素是事實(shí)、規(guī)則的可信度，而不是數(shù)學(xué)模型、算法的精度。40目前電力電纜故障主要的原因是什么？為什么？（P197）（1）機(jī)械損傷導(dǎo)致電纜故障。(2)電纜外皮受電腐蝕導(dǎo)致電纜故障。(3)化學(xué)腐蝕導(dǎo)致電纜故障。(4)地面下沉導(dǎo)致電纜故障。(5)電纜絕緣物的流失導(dǎo)致電纜故障。(6)長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致電纜故障。(7)震動(dòng)破壞導(dǎo)致電纜故障。(8)環(huán)境潮濕導(dǎo)致電纜故障(9)電纜接頭制作工藝不當(dāng)導(dǎo)致的電纜故障。(10)電纜制造