電氣試驗(yàn)工基礎(chǔ)知識(shí)模擬14

1、 模擬 電氣試驗(yàn)工基礎(chǔ)知識(shí)模擬 14論述題 第 1 題： 在電場(chǎng)干擾下測(cè)量電力設(shè)備絕緣的 tan ，其干擾電流是怎樣形成的？ 參考答案：在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)防性試驗(yàn)中，往往是部分被試設(shè)備停電，而其他高壓設(shè)備和母線則 帶電。因此停電設(shè)備與帶電母線 （ 設(shè)備）之間存在著耦合電容， 如果被試設(shè)備通過(guò) 測(cè)量線路接地， 那么沿著它們之間的耦合電容電流便通過(guò)測(cè)量回路。 若把被試設(shè) 備以外的所有測(cè)量線路都屏蔽起來(lái)， 這時(shí)從外部通過(guò)被試設(shè)備在測(cè)量線路中流過(guò) 的所有電流之和稱為干擾電流。 因此，干擾電流是沿著干擾元件與測(cè)量線路相連 接的試品間的部分電容電流的總和。 干擾電流的大小及相位取決于干擾源和 被試設(shè)備之間的耦合電容

2、， 以及取決于干擾源上電壓的高低和相位。 干擾電流的 數(shù)值可利用西林電橋進(jìn)行測(cè)量。 干擾電流實(shí)際上在大多數(shù)情況下是由一個(gè)最 靠近被試設(shè)備的干擾元件 （ 例如一帶電母線或鄰近帶電設(shè)備 ） 所產(chǎn)生的，但也必須 計(jì)及所有干擾元件的影響。 因?yàn)榭偢蓴_電流是由各個(gè)干擾源的各自干擾電流所組 成，而次要干擾元件能使通過(guò)被試設(shè)備的干擾電流有不同的數(shù)值和相位。 由此可 知，干擾電流是一個(gè)相量， 它有大小和方向， 當(dāng)被試設(shè)備確定和運(yùn)行方式不變的 情況下，干擾電流的大小和方向即可視為不變。第 2 題： 為什么用介損電橋測(cè)量小電容試品介質(zhì)損耗因數(shù)時(shí)，采用正接線好？ 參考答案：小電容 （小于 500pF）試品主要有電容

3、型套管、電容型電流互感器等。對(duì)這些 試品采用介損電橋的正、 反接線進(jìn)行測(cè)量時(shí)， 其介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量結(jié)果是不同 的，其原因分析如下。 按正接線測(cè)量一次對(duì)二次或一次對(duì)二次及外殼 （ 墊絕緣 ） 的介質(zhì)損耗因數(shù)，測(cè)量結(jié)果是實(shí)際被試品一次對(duì)二次及外殼絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù)。 而一次與頂部周圍接地部分之間的電容和介質(zhì)損耗因數(shù)均被屏蔽掉 （ 電橋正接線 測(cè)量時(shí)，接地點(diǎn)是電橋的屏蔽點(diǎn) ） 。為了在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方便，可直接測(cè)量一次對(duì)二 次的絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)， 便可以靈敏地發(fā)現(xiàn)其進(jìn)水受潮等絕緣缺陷， 而按反接線 測(cè)量的是一次對(duì)二次及地的介質(zhì)損耗因數(shù)值。 由于試品本身電容小， 而一次與頂 部對(duì)周圍接地部分之間的電容所占

4、的比例相對(duì)就比較大，也就對(duì)測(cè)量結(jié)果（ 反接線測(cè)量的綜合介質(zhì)損耗因數(shù) ） 有較大的影響。 由于正接線具有良好的抗電場(chǎng)干 擾、測(cè)量誤差較小的特點(diǎn)， 一般應(yīng)以正接線測(cè)量結(jié)果作為分析判斷絕緣狀況的依 據(jù)。第 3 題： 為什么油紙電容型電流互感器的介質(zhì)損耗因數(shù)一般不進(jìn)行溫度換算？ 參考答案：油紙絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù) tan 與溫度的關(guān)系取決于油與紙的綜合性能。良 好的絕緣油是非極性介質(zhì)，油的 tan 主要是電導(dǎo)損耗，它隨溫度升高而增大。 而紙是極性介質(zhì)，其 tan 由偶極子的松弛損耗所決定，一般情況下，紙的 tan 在-40 60的溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而減小。因此，不含導(dǎo)電雜質(zhì)和水分的 良好油紙絕緣，在此

5、溫度范圍內(nèi)其 tan 沒(méi)有明顯變化， 所以可不進(jìn)行溫度換算。 若要換算， 也不宜采用充油設(shè)備的溫度換算方式， 因?yàn)槠錅囟葥Q算系數(shù)不符合油 紙絕緣的 tan 隨溫度變化的真實(shí)情況。 當(dāng)絕緣中殘存有較多水分與雜質(zhì)時(shí)， tan 與溫度的關(guān)系就不同于上述情況， tan 隨溫度升高明顯增加。如兩臺(tái) 220kV電流互感器通入 50%額定電流，加溫 9h，測(cè)取通入電流前后 tan 的變化， tan 初始值為 0.53%的一臺(tái)無(wú)變化，tan 初始值為 0.8%的一臺(tái)則上升為 1.1%。 實(shí)際上已屬非良好絕緣 （規(guī)程要求值為不大于 0.8%），故 tan 隨溫度上升而 增加。因此，當(dāng)常溫下測(cè)得的 tan 較大時(shí)

6、，為進(jìn)一步確認(rèn)絕緣狀況，應(yīng)考察高 溫下的 tan 變化，若高溫下 tan 明顯增加時(shí)，則應(yīng)認(rèn)為絕緣存在缺陷。 第 4 題： 為什么預(yù)防性試驗(yàn)合格的耦合電容器會(huì)在運(yùn)行中發(fā)生爆炸？ 參考答案：從耦合電容器的結(jié)構(gòu)可知， 整臺(tái)耦合電容器是由 100 個(gè)左右的單元件串聯(lián)后 組成的。就電容量而言，其變化 +10%，在 100 個(gè)單元件如有 10 個(gè)以下的元件發(fā) 生短路損壞，還是在允許范圍之內(nèi)。此時(shí)，另外 90 個(gè)左右單元件電容要承擔(dān)較 高的運(yùn)行電壓， 這對(duì)運(yùn)行中的耦合電容器的絕緣造成了極大的危害。 造成耦合 電容器損壞事故的主要原因， 多數(shù)是由于在出廠時(shí)就帶有一定的先天缺陷。 有的 廠家對(duì)電容芯子烘干不好

7、，留有較多的水分，或元件卷制后沒(méi)有及時(shí)轉(zhuǎn)入壓裝， 造成元件在空氣中的滯留時(shí)間太長(zhǎng)， 另外，還有在卷制中碰破電容器紙等。 個(gè)別 電容器由于膠圈密封不嚴(yán)， 進(jìn)入水分。 此時(shí)一部分水分沉積在電容器底部， 另一 部分水分在交流電場(chǎng)的作用下將懸浮在油層的表面， 此時(shí)如頂部單元件電容器有 氣隙，它最容易吸收水分， 又由于頂部電容器的場(chǎng)強(qiáng)較高， 這部分電容器最易損 壞。對(duì)損壞的電容器解體后分析得知， 電容器表面已形成水膜。 由于表面存在雜 質(zhì)，使水膜迅速電離而導(dǎo)電，引起了電容量的漂移，介電強(qiáng)度、電暈電壓和絕緣 電阻降低，損耗增大，從而使電容器發(fā)熱，最后造成了電容器的失效。所以每年 的預(yù)防性試驗(yàn)測(cè)量絕緣電阻、

8、 介質(zhì)損耗因數(shù)并計(jì)算出電容量是十分必要的。 即使 絕緣電阻、 介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量都在合格范圍內(nèi)， 當(dāng)單元件電容器有少量損壞 時(shí)，還不可能及早發(fā)現(xiàn)電容器內(nèi)部存在的嚴(yán)重缺陷。 電容器的擊穿往往是與電 場(chǎng)的不均勻相聯(lián)系的， 在很大程度上決定于宏觀結(jié)構(gòu)和工藝條件， 而電容器的擊 穿就發(fā)生在這些弱點(diǎn)處。 電容器內(nèi)部無(wú)論是先天缺陷還是運(yùn)行中受潮， 都首先造 成部分電容器損壞， 運(yùn)行電壓將被完好電容器重新分配， 此時(shí)每個(gè)單元件上的電 壓較正常時(shí)偏高， 從而導(dǎo)致完好的電容器繼續(xù)損壞， 最后導(dǎo)致電容器擊穿。 為 減少耦合電容器的爆炸事故發(fā)生， 對(duì)運(yùn)行中的耦合電容器應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)或帶電測(cè)量 電容電流，并分析電容量的

9、變化情況。第 5 題： 為什么要對(duì)電力設(shè)備做交流耐壓試驗(yàn)？交流耐壓試驗(yàn)有哪些特點(diǎn)？ 參考答案：交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法。 電力設(shè)備 在運(yùn)行中， 絕緣長(zhǎng)期受著電場(chǎng)、 溫度和機(jī)械振動(dòng)的作用會(huì)逐漸發(fā)生劣化， 其中包 括整體劣化和部分劣化， 形成缺陷。 例如，由于局部地方電場(chǎng)比較集中或者局部 絕緣比較脆弱就存在局部的缺陷。 各種預(yù)防性試驗(yàn)方法各有所長(zhǎng)， 均能分別發(fā)現(xiàn) 一些缺陷、 反映出絕緣的狀況， 但其他試驗(yàn)方法的試驗(yàn)電壓往往都低于電力設(shè)備 的工作電壓， 作為安全運(yùn)行的保證還不夠有力。 直流耐壓試驗(yàn)雖然試驗(yàn)電壓比較 高，能發(fā)現(xiàn)一些絕緣的弱點(diǎn)，但是由于電力設(shè)備的絕緣大多數(shù)都

10、是組合電介質(zhì)， 在直流電壓的作用下， 其電壓是按電阻分布的， 所以使用直流做試驗(yàn)就不一定能 夠發(fā)現(xiàn)交流電力設(shè)備在交流電場(chǎng)下的弱點(diǎn)， 如發(fā)電機(jī)的槽部缺陷在直流下就不易 被發(fā)現(xiàn)。交流耐壓試驗(yàn)符合電力設(shè)備在運(yùn)行中所承受的電氣狀況， 同時(shí)交流耐壓 試驗(yàn)電壓一般比運(yùn)行電壓高， 因此通過(guò)試驗(yàn)后， 設(shè)備有較大的安全裕度， 所以這 種試驗(yàn)己成為保證安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段。 但是由于交流耐壓試驗(yàn)所采用 的試驗(yàn)電壓比運(yùn)行電壓高得多， 過(guò)高的電壓會(huì)使絕緣介質(zhì)損失增大、 發(fā)熱、放電， 會(huì)加速絕緣缺陷的發(fā)展， 因此，從某種意義上講， 交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試 驗(yàn)。 在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前， 必須預(yù)先進(jìn)行各項(xiàng)非破壞性試驗(yàn)

11、， 如測(cè)量絕緣電 阻、吸收比、介質(zhì)損耗因數(shù) tan 、直流泄漏電流等，對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合 分析，以決定該設(shè)備是否受潮或含有缺陷。 若發(fā)現(xiàn)已存在問(wèn)題， 需預(yù)先進(jìn)行處理， 待缺陷消除后， 方可進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)， 以免在交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中， 發(fā)生絕緣 擊穿，擴(kuò)大絕緣缺陷，延長(zhǎng)檢修時(shí)間，增加檢修工作量。第 6 題： 用雙臂電橋測(cè)量電阻時(shí)，為什么按下測(cè)量電源按鈕的時(shí)間不能太長(zhǎng)？ 參考答案：雙臂電橋的主要特點(diǎn)是可以排除接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響， 常用于對(duì)小阻 值電阻的精確測(cè)量。 正因?yàn)楸粶y(cè)電阻的阻值較小， 雙臂電橋必須對(duì)被測(cè)電阻通以 足夠大的電流，才能獲得較高的靈敏度，以保證測(cè)量精度。所以，在被測(cè)電阻

12、通 電截面較小的情況下， 電流密度就較大， 如果通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)因被測(cè)電阻發(fā)熱 而使其電阻值變化， 影響測(cè)量準(zhǔn)確性。 另外，長(zhǎng)時(shí)間通以大電流還會(huì)使橋體的接 點(diǎn)燒結(jié)而產(chǎn)生一層氧化膜， 影響正常測(cè)量。 在測(cè)量前應(yīng)對(duì)被測(cè)電阻的阻值有一估 計(jì)范圍，這樣可縮短按下測(cè)量電源按鈕的時(shí)間。第 7 題： 有載調(diào)壓分接開關(guān)的切換開關(guān)筒上靜觸頭壓力偏小時(shí)對(duì)變壓器直流電阻有什么 影響？ 參考答案：當(dāng)切換開關(guān)筒上靜觸頭壓力偏小時(shí)，可能造成變壓器繞組直流電阻不平衡。 例如，對(duì)某變電站一臺(tái) SFZ7-20000/110 型變壓器的 110kV 繞組進(jìn)行直流電阻測(cè) 試時(shí)，有載調(diào)壓分接開關(guān) 長(zhǎng)征電器一廠 1990年產(chǎn)品 (ZY

13、1- 500/60C，±9)，由 切換開關(guān)和選擇開關(guān)組合而成 連續(xù)調(diào)節(jié)幾擋，三相直流電阻相對(duì)誤差都比上年 增加，其中第擋和第擋直流電阻相對(duì)誤差達(dá)到 2.1%，多次測(cè)試， 誤差不變， 超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與上年相同溫度下比較， A 相繞組直流電阻明顯偏小。 為查出 三相繞組直流電阻誤差增大的原因， 首先進(jìn)行色譜分析并測(cè)量變壓比， 排除繞組 本身可能發(fā)生匝間短路等； 其次將有載調(diào)壓分接開關(guān)中的切換開關(guān)從變壓器本體 中吊出，同時(shí)采用廠家?guī)?lái)的酒精溫度計(jì)檢測(cè)溫度， 這樣測(cè)試變壓器連同繞組的 直流電阻， 測(cè)試結(jié)果是三相直流電阻相對(duì)誤差很小， 折算到標(biāo)準(zhǔn)溫度后， 與上年 測(cè)試數(shù)據(jù)接近。 此時(shí)又因酒精溫

14、度計(jì)與本體溫度計(jì)比較之間誤差很大， 本體溫度 計(jì)偏高 8，經(jīng)檢查系溫度計(jì)座里面油已干，照此折算開始測(cè)量的三相繞組直流 電阻，實(shí)質(zhì)上是 A 相繞組直流電阻正確， B、C兩相繞組直流電阻偏大， 再檢查切 換開關(guān)和切換開關(guān)絕緣筒，發(fā)現(xiàn) B、C 兩相切換開關(guān)與絕緣筒之間靜觸頭壓力偏 小，導(dǎo)致了 B、C 兩相繞組電阻增大，造成相對(duì)誤差增大。對(duì)此問(wèn)題的處理方法是：擰下切換開關(guān)絕緣筒靜觸頭，采用 0.5mm厚鍍錫軟銅皮墊入 B、C 兩相靜 觸頭內(nèi)側(cè)，再恢復(fù)到變壓器正常狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試， 測(cè)試結(jié)果是， 三相繞組的各擋 直流電阻相對(duì)誤差都很小，只有一擋最大誤差值也僅為 1.35%，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。 第 8 題：根據(jù)

15、變壓器油的色譜分析數(shù)據(jù)，診斷變壓器內(nèi)部故障的原理是什么？ 參考答案：電力變壓器絕緣多系油紙組合絕緣， 內(nèi)部潛伏性故障產(chǎn)生的烴類氣體來(lái)源于 油紙絕緣的熱裂解，熱裂解的產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速度以及生成烴類氣體的不飽和度， 取決于故障點(diǎn)的能量密度。 故障性質(zhì)不同， 能量密度亦不同， 裂解產(chǎn)生的烴類氣 體也不同， 電暈放電主要產(chǎn)生氫， 電弧放電主要產(chǎn)生乙炔， 高溫過(guò)熱主要產(chǎn)生乙 烯。 故障點(diǎn)的能量不同， 上述各種氣體產(chǎn)生的速率也不同。 這是由于在油紙等 碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)中因原子間的化學(xué)鍵不同， 各種鍵的鍵能也不同。 含有不 同化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔镉谐潭炔煌臒岱€(wěn)定性， 因而得出絕緣油隨著故障點(diǎn) 的溫度升

16、高而裂解生成烴類的順序是烷烴、 烯烴和炔烴。 同時(shí)， 又由于油裂解生 成的每一烴類氣體都有一個(gè)相應(yīng)最大產(chǎn)氣率的特定溫度范圍， 從而導(dǎo)出了絕緣油 在變壓器的各不相同的故障性質(zhì)下產(chǎn)生不同組分、 不同含量的烴類氣體的簡(jiǎn)單判 據(jù)。第 9 題： 電流互感器二次側(cè)開路為什么會(huì)產(chǎn)生高電壓？ 參考答案：電流互感器是一種儀用變壓器。從結(jié)構(gòu)上看，它與變壓器一樣，有一、二次 繞組，有專門的磁通路；從原理上講，它完全依據(jù)電磁轉(zhuǎn)換原理，一、二次電勢(shì) 遵循與匝數(shù)成正比的數(shù)量關(guān)系。 一般地說(shuō)電流互感器是將處于高電位的大電 流變成低電位的小電流。 也即是說(shuō)： 二次繞組的匝數(shù)比一次要多幾倍， 甚至幾千 倍(視電流變比而定 )

17、。如果二次開路， 一次側(cè)仍然被強(qiáng)制通過(guò)系統(tǒng)電流， 二次側(cè) 就會(huì)感應(yīng)出幾倍甚至幾千倍于一次繞組兩端的電壓， 這個(gè)電壓可能高達(dá)幾千伏以 上，進(jìn)而對(duì)工作人員和設(shè)備的絕緣造成傷害。第 10 題： 為什么吸收比和極化指數(shù)不進(jìn)行溫度換算？ 參考答案：由于吸收比與溫度有關(guān)，對(duì)于良好的絕緣，溫度升高，吸收比增大；對(duì)于油 或紙絕緣不良時(shí)，溫度升高，吸收比較小。若知道不同溫度下的吸收比，則就可 以對(duì)變壓器繞組的絕緣狀況進(jìn)行初步分析。 對(duì)于極化指數(shù)而言，絕緣良好時(shí)， 溫度升高，其值變化不大，例如某臺(tái) 167MVA、500kV 的單相電力變壓器，其吸收 比隨溫度升高而增大，在不同溫度時(shí)的極化指數(shù)分別為 2.5(17.

18、5 ) 、 2.65(30.5 ) 、 2.97(40 )和 2.54(50 ) ；另一臺(tái) 360MVA、220kV的電力變壓 器，其吸收比隨溫度升高而增大， 而在不同溫度下的極化指數(shù)分別為 3.18(14 ) 、 3.11(31 ) 、3.28(38 )和 2.19(47.5 ) 。它們的變化都不顯著，也無(wú)規(guī)律可 循。第 11 題： 當(dāng)前在變壓器吸收比的測(cè)量中遇到的矛盾是什么？它有哪些特點(diǎn)？ 參考答案：當(dāng)前在變壓器吸收比的測(cè)量中遇到的主要矛盾如下： (1) 一般工廠新生產(chǎn) 的變壓器，發(fā)現(xiàn)吸收比偏低的，而多數(shù)絕緣電阻值卻比較高。 (2) 運(yùn)行中有相 當(dāng)數(shù)量的變壓器，吸收比低于 1.3 ；但一直

19、運(yùn)行安全，未曾發(fā)生過(guò)問(wèn)題。 對(duì)這 些現(xiàn)象有各種各樣的分析， 一時(shí)難以統(tǒng)一。 但有些看法是共同的， 認(rèn)為吸收比不 是一個(gè)單純的特征數(shù)據(jù)， 而是一個(gè)易變動(dòng)的測(cè)量值， 總結(jié)起來(lái)有以下特點(diǎn)。 (1) 吸收比有隨著變壓器繞組的絕緣電阻值升高而減小的趨勢(shì)。 (2) 絕緣正常情況 下，吸收比有隨溫度升高而增大的趨勢(shì)。 (3) 絕緣有局部問(wèn)題時(shí)，吸收比會(huì)隨 溫度上升而呈下降的現(xiàn)象。 在實(shí)際測(cè)量中也發(fā)現(xiàn)有一些變壓器的吸收比隨著 溫度上升反而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)， 其中有一部分變壓器絕緣狀況屬于合格范圍， 研 究者對(duì)此進(jìn)行了分析： 當(dāng)變壓器紙絕緣含水量很小 (0.3%) ，油的 tan 較大 (0.08% 0.52%)

20、，吸收比數(shù)值會(huì)隨溫度上升而下降。 這時(shí)的絕緣狀況， 也仍為合 格的。 當(dāng)變壓器紙絕緣含水量愈大， 其絕緣狀況愈差， 絕緣電阻的溫度系數(shù)愈 大，吸收比數(shù)值較低，且隨溫度上升而下降。 有的研究者認(rèn)為，由于干燥工藝 的提高，油紙絕緣材質(zhì)的改善，變壓器的大型化，吸收過(guò)程明顯變長(zhǎng)，出現(xiàn)絕緣 電阻提高、 吸收比小于 1.3 而絕緣并非受潮的情況是可以理解的。 因此，當(dāng)絕緣 電阻高于一定值時(shí)， 可以適當(dāng)放松對(duì)吸收比的要求。 究竟絕緣電阻高到什么數(shù) 值情況下，吸收比不作要求。從經(jīng)驗(yàn)上說(shuō)，當(dāng)溫度在 10時(shí)， 110、220kV的變 壓器，其絕緣電阻 (R<sub>60"</sub&g

21、t;) 大于 3000M，可以認(rèn)為其絕緣狀況沒(méi)有受 潮，可以對(duì)吸收比不作考核要求。 另一個(gè)判別受潮與否的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是： 絕緣受潮 的變壓器，R_60"與 R_15"之差通常在數(shù)十兆歐以下， 且最 大值不會(huì)超過(guò) 200M(R_60" 與 R_15"，分別為持續(xù)加壓測(cè) 試至第 60s 和第 15s 時(shí)絕緣電阻的測(cè)得值 ) 。第 12 題： 為什么油紙絕緣電力電纜不采用交流耐壓試驗(yàn)，而采用

22、直流耐壓試驗(yàn)？ 參考答案：(1) 電纜電容量大，進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)需要容量大的試驗(yàn)變壓器， 現(xiàn)場(chǎng)不具備 這樣的試驗(yàn)條件。 (2) 交流耐壓試驗(yàn)有可能在油紙絕緣電纜空隙中產(chǎn)生游離放 電而損害電纜， 電壓數(shù)值相同時(shí)， 交流電壓對(duì)電纜絕緣的損害較直流電壓嚴(yán)重得 多。 (3) 直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，可同時(shí)測(cè)量泄漏電流，根據(jù)泄漏電流的數(shù)值及其隨 時(shí)間的變化或泄漏電流與試驗(yàn)電壓的關(guān)系，可判斷電纜的絕緣狀況。 (4) 若油 紙絕緣電纜存在局部空隙缺陷， 直流電壓大部分分布在與缺陷相關(guān)的部位上， 因 此更容易暴露電纜的局部缺陷。第 13 題： 測(cè)量電力電纜的直流泄漏電流時(shí)，為什么在測(cè)量中微安表指針有時(shí)會(huì)有周期性 擺動(dòng)

23、？ 參考答案：如果沒(méi)有電纜終端頭臟污及試驗(yàn)電源不穩(wěn)定等因素的影響， 在測(cè)量中直流微 安表出現(xiàn)周期性擺動(dòng)， 可能是被試電纜的絕緣中有局部的孔隙性缺陷。 孔隙性缺 陷在一定的電壓下發(fā)生擊穿， 導(dǎo)致泄漏電流增大， 電纜電容經(jīng)過(guò)被擊穿的間隙放 電；當(dāng)電纜充電電壓又逐漸升高，使得間隙又再次被擊穿；然后，間隙絕緣又一 次得到恢復(fù)。如此周而復(fù)始，就使測(cè)量中的微安表出現(xiàn)周期性的擺動(dòng)現(xiàn)象。 第 14 題： 為什么測(cè)量變壓器的 tan 和吸收比 K時(shí)，鐵心必須接地？ 參考答案：變壓器做絕緣特性試驗(yàn)時(shí)，如果變壓器的鐵心未可靠接地，將使 tan 值和 K 分別有偏大和偏小的誤差， 造成對(duì)設(shè)備絕緣狀況的誤判斷。 因?yàn)殍F

24、心未接地時(shí)， 測(cè)得的 tan 值實(shí)際上是鐵心對(duì)地間絕緣介質(zhì)的 tan ，由于繞組對(duì)鐵心的電容 較大，而鐵心對(duì)下夾鐵的電容很小， 故其容抗很大， 所以試驗(yàn)電壓大部分降于鐵 心與下夾鐵之間。再則，鐵心與下夾鐵間只墊有 35mm厚的硬紙板，其絕緣強(qiáng) 度較低，當(dāng)電壓升高時(shí)該處由電離可能發(fā)展為局部放電，導(dǎo)致 tan 增大。 在 吸收比測(cè)量中， 若鐵心未接地， 使繞組對(duì)外殼間串入了鐵心對(duì)外殼間的絕緣介質(zhì) 而使絕緣值升高， 而小電容的串入使 R15 有較大幅度的提高， 從而導(dǎo)致吸收比下 降。第 15 題： 測(cè)量絕緣油的 tan 時(shí)，為什么一般要將油加溫到約 90后再進(jìn)行？ 參考答案：絕緣油的 tan 值隨溫

25、度升高而增大，越是老化的油，其 tan 隨溫度的變 化也越快。例如，老化了的油在 20時(shí) tan 值僅相當(dāng)于新油 tan 值的 2 倍， 在 100時(shí)可相當(dāng)于 20 倍。也常遇到這種情況， 20時(shí)油的 tan 值不大，而 90所測(cè)得的 tan 又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)， 所以應(yīng)盡量在高溫時(shí)測(cè)量油的 tan 。 另 外，變壓器油的溫度常能達(dá)到 7090，所以測(cè)量 90絕緣油的 tan 值對(duì)保 證變壓器安全運(yùn)行是一個(gè)較重要的參數(shù)。 基于上述，規(guī)程規(guī)定在 90下 測(cè)量絕緣油的 tan 。第 16 題： 為什么大型變壓器測(cè)量直流泄漏電流容易發(fā)現(xiàn)局部缺陷，而測(cè)量tan 卻不易發(fā)現(xiàn)局部缺陷？ 參考答案：大型變壓器體

26、積較大，絕緣材料有油、紙、棉紗等。其繞組對(duì)繞組、繞組對(duì) 鐵心、套管導(dǎo)電芯對(duì)外殼，組成多個(gè)并聯(lián)支路。當(dāng)測(cè)量繞組的直流泄漏電流時(shí)， 能將各個(gè)并聯(lián)支路的直流泄漏電流值反映出來(lái)。而測(cè)量 tan 時(shí)，因在并聯(lián)回路 中的 tan 是介于各并聯(lián)分支中的最大值和最小值之間。 其值的大小決定于缺陷 部分損耗與總電容之比。當(dāng)局部缺陷的 tan 雖已很大時(shí)，但與總體電容之比的 值仍然很小， 總介質(zhì)損耗因數(shù)較小， 只有當(dāng)缺陷面積較大時(shí)， 總介質(zhì)損耗因數(shù)才 增大，所以不易發(fā)現(xiàn)缺陷。第 17 題： 為什么溫差變化和濕度增大會(huì)使高壓互感器的 tan 超標(biāo)？如何處理？ 參考答案：互感器外部主要有底座、 儲(chǔ)油柜和接有一次繞組出

27、線的大瓷套和二次繞組出 線的小瓷套。 當(dāng)它們內(nèi)部和外部的溫度變化時(shí)， tan 也會(huì)變化， 因此 tan 值與 溫度有一定的關(guān)系。 當(dāng)大小瓷套在濕度較大的空氣中， 使瓷套表面附上了肉眼看 不見(jiàn)的小水珠， 這些小水珠凝結(jié)在試品的大小瓷套上， 造成了試品絕緣電阻降低 和電容量減小。 對(duì)電容量較大的 U字形電容式互感器， 電容改變的相當(dāng)大， 導(dǎo)致 出現(xiàn)負(fù) tan 值。 如果想降低 tan 值，一是按照技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)要求，在規(guī) 定的溫度和濕度情況下測(cè)量 tan 值。二是在實(shí)際溫度下想辦法排除大小瓷套上 的水分，使試品恢復(fù)原來(lái)本身實(shí)際的電容量和絕緣電阻，以達(dá)到測(cè)出試品的 tan 值的真實(shí)數(shù)據(jù)。 處理方法有

28、：化學(xué)去濕法、紅外線燈泡照射法、烘房加熱法 等。 若采用上述方法處理后，個(gè)別試品 tan 值仍降不下來(lái)，就要從試品的制 造工藝和干燥水平上找原因。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果是電流互感器，造成 tan 值偏大 的主要原因有試品包扎后時(shí)間過(guò)長(zhǎng)， 試品吸塵、 吸潮或有碰傷等現(xiàn)象。 電容式結(jié) 構(gòu)的試品，還可能出現(xiàn)電容屏斷裂或地屏接觸不良或斷開現(xiàn)象，造成 tan 值偏 大或測(cè)不出來(lái)。如果是電壓互感器， 主要是由于試品的膠木支撐板干燥不透或有 開裂現(xiàn)象，造成 tan 值偏大。因?yàn)槟z木支撐板的好壞，直接影響試品的 tan 值。第 18 題：為什么測(cè)量 110kV 及以上高壓電容型套管的介質(zhì)損耗因數(shù)時(shí)，套管的放置位置 不

29、同，往往測(cè)量結(jié)果有較大的差別？參考答案： 測(cè)量高壓電容型套管的介質(zhì)損耗因數(shù)時(shí)，由于其電容小，當(dāng)放置不同時(shí)，因 高壓電極和測(cè)量電極對(duì)周圍未完全接地的構(gòu)架、 物體、墻壁和地面的雜散阻抗的 影響，會(huì)對(duì)套管的實(shí)測(cè)結(jié)果有很大影響。 不同的放置位置，這些影響又各不相同， 所以往往出現(xiàn)分散性很大的測(cè)量結(jié)果。 因此，測(cè)量高壓電容型套管的介質(zhì)損耗因 數(shù)時(shí)，要求垂直放置在妥善接地的套管架上進(jìn)行， 而不應(yīng)該把套管水平放置或用 絕緣索吊起來(lái)在任意角度進(jìn)行測(cè)量。第 19 題： 為什么要對(duì)變壓器類設(shè)備進(jìn)行交流感應(yīng)耐壓試驗(yàn)？如何獲得中頻率的電源？ 參考答案：交流感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是考核變壓器、 電抗器和電壓互感器等設(shè)備電氣強(qiáng)度的

30、一 個(gè)重要試驗(yàn)項(xiàng)目。 以變壓器為例， 工頻交流耐壓試驗(yàn)只檢查了繞組主絕緣的電氣 強(qiáng)度，即高壓、中壓、低壓繞組間和對(duì)油箱、 鐵心等接地部分的絕緣。 而縱絕緣， 即繞組匝間、 層間、段間的絕緣沒(méi)有檢驗(yàn)。 交流感應(yīng)耐壓試驗(yàn)就是在變壓器的低 壓側(cè)施加比額定電壓高一定倍數(shù)的電壓， 靠變壓器自身的電磁感應(yīng)在高壓繞組上 得到所需的試驗(yàn)電壓來(lái)檢驗(yàn)變壓器的主絕緣和縱絕緣。 特別是對(duì)中性點(diǎn)分級(jí)絕緣 的變壓器， 由于不能采用外施高壓進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)， 其主絕緣和縱絕緣均 由感應(yīng)耐壓試驗(yàn)來(lái)考核。 為了提高試驗(yàn)電壓， 又不使鐵心飽和， 多采用提高電 源頻率的方法，這可從變壓器的電勢(shì)方程式來(lái)理解 E=KfB 式中 E

31、感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)； K 常數(shù)； f 頻率； B 磁通密度。 由此可見(jiàn)，若欲使磁 通密度不變， 當(dāng)電壓增加一倍時(shí)， 頻率廠就要相應(yīng)地增加一倍。 因此感應(yīng)耐壓試 驗(yàn)電源的頻率要大于額定頻率兩倍以上， 一般采用 100250Hz 的電源頻率。 獲 得中頻率的電源有以下幾種方法： (1) 中頻發(fā)電機(jī)組。它是由一個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) 一個(gè)中頻的同步發(fā)電機(jī)所組成。 發(fā)電機(jī)組的調(diào)壓是通過(guò)改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁變阻器， 用勵(lì)磁機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁， 從而達(dá)到發(fā)電機(jī)的定子輸出電壓平滑可調(diào) 的目的。這種方法多在制造廠中應(yīng)用。 (2) 繞線式異步電動(dòng)機(jī)反拖取得兩倍頻 的試驗(yàn)電源。 這種方法稱為反拖法。 它實(shí)際上是將繞線式異步電

32、動(dòng)機(jī)作為異步變 頻機(jī)應(yīng)用的一個(gè)例子。 (3) 用三相繞組接成開口三角形取得三倍頻試驗(yàn)電源。 這是現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)較易實(shí)現(xiàn)的一種方法。 它們可以是 3 臺(tái)單相變壓器組 合而成，也有采用五柱式變壓器作為專用三倍頻電源的。 (4) 可控硅變頻調(diào)壓 逆變電源。 應(yīng)用可控硅逆變技術(shù)來(lái)產(chǎn)生中頻， 用作感應(yīng)耐壓試驗(yàn)電源， 具有顯著 優(yōu)點(diǎn)。如質(zhì)量輕，可利用 380V 低壓交流電源，裝置兼有調(diào)壓作用，節(jié)省大量調(diào) 壓設(shè)備等，因此是一種有希望的倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的電源裝置。第 20 題： 為什么避雷器工頻放電電壓會(huì)偏高或偏低？ 參考答案：避雷器工頻放電電壓偏高或偏低，除了限流電阻選擇不當(dāng)，升壓速度不當(dāng)和 試驗(yàn)電源

33、波形畸變等外部原因外， 還有避雷器的內(nèi)部原因。 避雷器工頻放電電 壓偏高的內(nèi)部原因是： 內(nèi)部壓緊彈簧壓力不足， 搬運(yùn)時(shí)使火花間隙發(fā)生位移； 黏 合的 O形環(huán)云母片受熱膨脹分層， 增大了火花間隙， 固定電阻盤間隙的小瓷套破 碎，間隙電極位移； 制造廠出廠時(shí)工頻放電電壓接近上限。 避雷器工頻放電電 壓偏低的內(nèi)部原因是： 火花間隙組受潮， 電極腐蝕生成氧化物， 同時(shí) O形環(huán)云母片的絕緣電阻下降，使電壓分布不均勻；避雷器經(jīng)多次動(dòng)作、放電，而電極灼傷 產(chǎn)生毛刺；由于間隙組裝不當(dāng)，導(dǎo)致部分間隙短接；彈簧壓力過(guò)大，使火花間隙 放電距離縮短。第 21 題： 如何保證紅外成像檢測(cè)結(jié)果的正確？ 參考答案：(1)

34、要防止太陽(yáng)照射與背景輻射影響。 戶外設(shè)備檢測(cè)應(yīng)選擇在陰天、 日出前或 日落后一段時(shí)間內(nèi)，最好在晚上。戶內(nèi)設(shè)備檢測(cè)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉照明燈。當(dāng)附近有高 溫設(shè)備時(shí)，應(yīng)進(jìn)行遮擋或選擇合適的檢測(cè)方向。 (2) 要防止環(huán)境溫度的影響。 應(yīng)避開環(huán)境溫度過(guò)高和過(guò)低的夏季和冬季，檢測(cè)在春季 4、5 月份和秋季 9、10 月份；變電站選擇日出或日落后 3h 檢測(cè)；選擇理想的環(huán)境溫度參照體，如不發(fā) 熱的相似設(shè)備表面， 來(lái)采集環(huán)境溫度參數(shù)， 可在一定程度上彌補(bǔ)環(huán)境溫度變化帶 來(lái)的檢測(cè)誤差。 (3) 要防止氣象條件的影響。選擇無(wú)霧、無(wú)雨、云天氣進(jìn)行； 盡量在無(wú)風(fēng)的天氣檢測(cè)，實(shí)在不行，則進(jìn)行風(fēng)速修正。 (4) 要防止大氣中物質(zhì)

35、 的影響。 由于紅外線在傳輸路徑大氣中存在水汽、 CO、CH₄和懸浮微 粒，使其衰減，因此檢測(cè)應(yīng)盡量安排在大氣較干燥的季節(jié)， 并且濕度不超過(guò) 85%； 在保證安全條件下，檢測(cè)距離盡量縮短為 5m左右。 (5) 要防止發(fā)射率的影響。 檢測(cè)時(shí)應(yīng)正確設(shè)定發(fā)射率，并在檢測(cè)結(jié)果處理時(shí)，進(jìn)行發(fā)射率修正。 (6) 要防 止運(yùn)行狀態(tài)的影響。 檢測(cè)和負(fù)荷電流有關(guān)的設(shè)備時(shí)， 應(yīng)選擇在滿負(fù)荷下檢測(cè)； 檢 測(cè)和電壓有關(guān)的絕緣時(shí)，應(yīng)保證在額定電壓下，電流越小越好；檢測(cè)溫度時(shí)，應(yīng) 使設(shè)備達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止。第 22 題： 為什么說(shuō)測(cè)量電氣設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù) tan ，對(duì)判斷設(shè)備

36、絕緣的優(yōu)劣狀況具 有重要意義？ 參考答案：在絕緣受潮和有缺陷時(shí)，泄漏電流要增加，在絕緣中有大量氣泡、雜質(zhì)和受 潮的情況，將使夾層極化加劇，極化損耗要增加。這樣，介質(zhì)損耗角正切 tan 的大小就直接與絕緣的好壞狀況有關(guān)。 同時(shí)， 介質(zhì)損耗引起絕緣內(nèi)部發(fā)熱， 溫度 升高，這促使泄漏電流增大，有損極化加劇，介質(zhì)損耗增大使絕緣內(nèi)部更熱，如 此循環(huán)，可能在絕緣弱的地方引起擊穿， 故介質(zhì)損耗值既反映了絕緣本身的狀態(tài)， 又可反映絕緣由良好狀況向劣化狀況轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 同時(shí)介質(zhì)損耗本身就是導(dǎo)致絕 緣老化和損壞的一個(gè)因素。第 23 題： 變壓器的作用是什么？為什么需要變壓？參考答案：變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，借

37、助電磁感應(yīng)作用，把一種電壓的交流電能 轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的另一種或幾種電壓的交流電能。 為什么需要變壓呢？這是因?yàn)橐?將一定數(shù)量的大功率的電能輸送到遠(yuǎn)方用戶時(shí)， 如果用較低的電壓， 則電流將很從而將造成巨大的能量損失。 另一 使得用戶無(wú)法得到足夠的電壓， 故 以減小電流。 另外，用電設(shè)備的電 還必須用降壓變壓器將電壓降低到大，而線路的功率損耗與電流的平方成正比， 方面，大電流在線路上引起很大的電壓損失， 必須用升壓變壓器把要輸送電能的電壓升高， 壓相對(duì)來(lái)說(shuō)卻較低， 因此電能送到受電端后， 用戶所需要的數(shù)值。第 24 題：試述工頻交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)及超低頻交流耐壓試驗(yàn)各有什么優(yōu)缺 點(diǎn)？ 參考答

38、案：耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目包括工頻交流耐壓試驗(yàn)、 直流耐壓試驗(yàn)以及 20世紀(jì) 60年代初 發(fā)展起來(lái)的 0.1Hz 超低頻交流耐壓試驗(yàn)， 三者各有優(yōu)缺點(diǎn)。 工頻交流耐壓試驗(yàn)歷 史最久，在復(fù)合絕緣各介質(zhì)上的電壓分布以及電機(jī)端部表面的電壓分布與運(yùn)行情 況下相同。但工頻交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備笨重， 這促使在 20 世紀(jì) 50年代就廣泛使用 了直流耐壓試驗(yàn)。 直流耐壓試驗(yàn)易于檢出端部缺陷和間隙性缺陷， 試驗(yàn)時(shí)還可測(cè) 量泄漏電流，按泄漏電流的變化，可判斷絕緣的整體性能 ( 例如受潮、局部缺陷 等) ，但直流耐壓試驗(yàn)時(shí)，在介質(zhì)內(nèi)部的電位分布與工頻時(shí)不同，這使得直流耐 壓試驗(yàn)不能取代工頻交流耐壓試驗(yàn)。 超低頻 (0.1Hz)

39、 交流耐壓試驗(yàn)從 1962 年起就 已實(shí)際使用， 其主要優(yōu)點(diǎn)是電壓分布接近于工頻， 而試驗(yàn)設(shè)備體積又與直流耐壓 試驗(yàn)時(shí)相仿，可兼顧兩者。第 25 題： 自耦變壓器具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ 參考答案：其優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 消耗材料少，成本低。因?yàn)樽儔浩魉霉桎撈豌~線的 量與繞組的額定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、 額定電流有關(guān)， 也即與繞組的容量有關(guān)， 自耦變壓 器繞組容量降低，所消耗材料也減少，成本也低。 (2) 損耗少，效率高。由于 銅線和硅鋼片用量減少， 在同等的電流密度及磁通密度時(shí)， 自耦變壓器的銅耗和 鐵耗都比雙繞組變壓器減少，因此效率高。 (3) 便于運(yùn)輸和安裝。因?yàn)樗韧?等容量的雙繞組變壓器重量輕、尺寸

40、小，占地面積小。 (4) 提高了變壓器的極 限制造容量。 變壓器的極限制造容量一般受運(yùn)輸條件的限制， 在相同的運(yùn)輸條件 下，自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。 其缺點(diǎn)如下： (1) 使電 力系統(tǒng)短路電流增加。 由于自耦變壓器的高、 中壓繞組之間有電的聯(lián)系， 其短路 阻抗只有同容量普通雙繞組變壓器的倍，因此在電力系統(tǒng)中采用自耦變壓器后， 將使三相短路電流顯著增加。 又由于自耦變壓器中性點(diǎn)必須直接接地， 所以將使 系統(tǒng)的單相短路電流大為增加，有時(shí)甚至超過(guò)三相短路電流。 (2) 造成調(diào)壓上 的困難。主要是由于自耦變壓器的高、中壓繞組之間有電的聯(lián)系引起的。 (3) 使繞組的過(guò)電壓保護(hù)復(fù)雜。 由

41、于高、 中壓繞組的自耦聯(lián)系， 當(dāng)任一側(cè)落入一個(gè)波 幅與該繞組絕緣水平相適應(yīng)的雷電沖擊波時(shí)， 另一側(cè)出現(xiàn)的過(guò)電壓沖擊波的波幅 則可能超出該側(cè)絕緣水平。 為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生， 必須在高、 中壓兩側(cè)出線 端都裝一組避雷器。 (4) 使繼電保護(hù)復(fù)雜。第 26 題： 直流輸電的主要特點(diǎn)？ 參考答案：直流輸電的主要特點(diǎn)如下。 (1) 直流架空線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 造價(jià)低、損耗小。 與交流輸電相比， 輸送同樣的容量， 直流線路可節(jié)省 1/3 的銅芯鋁線， 其造價(jià)約 為交流的 2/3 ，并且在此條件下直流線路損耗僅為交流的 1/2。 (2) 直流輸電無(wú) 交流輸電的穩(wěn)定問(wèn)題，對(duì)于遠(yuǎn)距離大容量輸電，輸送功率不受穩(wěn)定

42、極限的限制， 也不需要提高穩(wěn)定的各種措施，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。 (3) 采用直流輸電 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)， 可不增加被聯(lián)電網(wǎng)的短路容量， 被聯(lián)電網(wǎng)可用不同頻率或不同步 獨(dú)立運(yùn)行，增強(qiáng)各電網(wǎng)的獨(dú)立性和可靠性，運(yùn)行管理也方便。 (4) 利用直流的 快速控制， 可改善交流系統(tǒng)的運(yùn)行性能。 根據(jù)交流系統(tǒng)的要求， 可快速改變直流 輸送的有功和換流器消耗的無(wú)功， 對(duì)交流系統(tǒng)的有功和無(wú)功平衡起快速調(diào)節(jié)作用， 從而提高交流系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)定。 (5) 在直流輸電中只有電阻起作用，電 感和電容均不起作用， 利用大地為回路， 直流電流則向電阻率很低的大地深層流 去，可很好地利用大地這個(gè)良導(dǎo)體，提高直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)

43、行可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 (6) 直流輸電換流站比交流變電站增加了換流裝置、濾波和無(wú)功補(bǔ)償裝置，致使 換流站結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損耗大，可靠性低，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用高。第 27 題：110kV 及以上的電力變壓器有哪些冷卻方式？ ODAF和 OFAF冷卻方式有哪些相同 點(diǎn)？哪些不同點(diǎn)？參考答案：油浸式電力變壓器冷卻方式如下：(1) 油浸自冷 (ONAN)。 (2) 油浸風(fēng)冷(ONAF)。 (3) 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷 (OFAF)。 (4) 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷 (OFWF。) (5) 強(qiáng) 迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷或水冷 (ODAF或 ODWF。) ODAF或 OFAF冷卻方式相同點(diǎn)：都 是強(qiáng)油循環(huán)， 油從箱體下部進(jìn)入， 吸收器身熱量后從箱體上部流出， 再經(jīng)風(fēng)扇冷 卻降溫后， 又被潛油泵重新打入箱體下部再循環(huán)。 最大的不同點(diǎn)是變壓器油循環(huán) 冷卻路徑不一樣： ODAF方式下變壓器油從線