电气绝缘在线检测及诊断技术天津大学作业答案_天津大学离线作业答案

2020-02-28 其他范文下载本文

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电气绝缘在线检测及诊断技术复习题

选择题

1．下列不是电介质在强电场作用下呈现的现象是（B）。A．放电

B．极化

C．闪络

D．击穿

2．故障诊断主次图中，主要因素是指占累计相对故障率（C）的因素。A．0 ~ 80%

B．50 ~ 80%

C．80 ~ 90%

D．90 ~ 100% 3．电磁干扰最基本、最有效的抑制方式是（A）

A．接地

B．屏蔽

C．滤波

D．保护 4．1 MHz以下的系统接地，要尽量采用（C）方式。

A．悬浮接地

B．混合接地

C．单点接地

D．多点接地 5．下列传感器接入方式中属于磁性耦合方式的是（D）。

A．电容接入式

B．电阻接入式

C．阻容接入式

D．普通CT 6．VLF高压试验是指交流输出频率在（B）及以下的高电压试验。A．0.01 Hz

B．0.1Hz

C．1 Hz

D．10 Hz 8．喷水分级法表征绝缘子憎水性变化时，（D）级表示憎水性完全丧失。A．HC1

B．HC3

C．HC5

D．HC7 9．不同悬挂方式下电力系统外绝缘泄漏电流的对比结果正确的是（A）。A．LCmax-垂直耐受 > LCmax-耐张耐受 > LCmax-V型耐受 B．LCmax-垂直耐受 > LCmax-V型耐受 > LCmax-耐张耐受 C．LCmax-耐张耐受 > LCmax-V型耐受 > LCmax-垂直耐受 D．LCmax-耐张耐受 > LCmax-垂直耐受 > LCmax-V型耐受 10．电力变压器油在运行中因受温度、电场、氧气、（C）和钢铁等材料作用，会发生氧化、裂变与碳化等反应。

A．压力

B．放电

C．水分

D．氢气

11．阻抗电压是电力变压器的重要参数，其大小主要取决于（B）。A．空载电流与短路电流的大小

B．变压器的设计尺寸 C．电压变比及其稳定性

D．空载损耗的大小 12．电力变压器油枕内的绝缘油采用（C）可以吸收来自空气中的水分和杂质，以保证变压器绝缘油的良好绝缘性。

A．空气过滤器

B．干燥器

C．呼吸器

D．吸湿器 13．下列不属于变压器常见故障的是（D）。

A．绕组故障

B．套管故障

C．电压分接开关故障

D．铁芯故障 14．等值盐密法是测量外绝缘单位表面积上等值（A）以每平方厘米等值于绝缘子表面上的实际污密。

A．附盐量

B．导电率

C．表面积

D．灰度量 15．局部放电引发的变压器油发生裂解，产生的气体主要是（C）。

A．H2和C2HB．C2H4和CH

4C．H2和CH4

D．H2和C2H4 16．（B）含量是区分过热和放电两种故障性质的主要指标。

A．氢气

B．乙炔

C．甲烷

D．一氧化碳 17．下列电力变压器局部放电的检测方法中，属于电检测方法是（B）。A．光辐射检测法

B．UHF法

C．DGA法

D．超声检测法 18．下列可以用于表征局部放电传感器动态特性的是（C）。

A．迟滞效应

B．线性度

C．瞬态响应特性

D．稳定性 19．电气绝缘在线检测中存在各种电磁干扰，下列电磁干扰中不属于窄带干扰的是（D）。

A．无线电通讯干扰

B．载波通讯

C．系统高次谐波

D．电晕放电 20．下列不属于电磁传导耦合方式的是（B）。

A．共阻抗耦合B．辐射耦合C．电感应耦合D．磁感应耦合

判断题

1.GIS中使用SF6气体作为绝缘介质，主要是由于SF6气体具有很强的电负性。（对）

2.采用平衡电桥法测量电力变压器各绕组的tanδ和C，所得数据即是所需的数据。（错）

3.目前国际通用的通过变压器油中五种特征气体含量的三对比值，用不同编码表示不同三对比值和比值范围来判断变压器的故障性质。（对）

4.瓦斯保护是电力变压器的主保护，通过瓦斯继电器实现轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。（对）

5.通常绝缘子性能是由湿耐受电压、污秽耐受电压和雷电冲击耐受电压评价，但是超高压绝缘子则需要重视操作冲击耐受电压。（对）

6.当有机绝缘材料表面污损且湿润时，表面流过漏泄电流会形成局部干燥带，使加在这一部分上的电压升高，从而产生微小放电，导致绝缘表面被炭化形成导电通路，这种现象被称之为爬电痕迹。（对）

7.污闪是指线路绝缘子表面积污，在受潮或爬电比距不足的情况下，在正常运行电压下发生的闪络放电现象。（对）

8.采用直流叠加法、tan法和局部放电法的复合诊断法对电力电缆进行绝缘诊断，其准确率可高达95%以上。（对）

9.环境温度升高会加速交联聚乙烯电缆水树枝的延伸。（对）10．电缆终端是安装在电缆末端，以使电缆与其他电气设备或架空输电线相连接，并维持绝缘直至连接点的装置。（对）

11.介质损耗表示绝缘介质的品质，仅取决于材料的特性与材料尺寸无关的物理量。（错）

12.如果介质损耗主要是由电导引起，则常应用并联等值电路进行等效分析。（对）

13.测量电容型设备绝缘电阻的主要目的是初步判断相应部位的绝缘状况。（对）

14.当干扰频谱成分不同于有用信号的频带时，可以用滤波器将干扰加以滤除。（对）

15.避雷管的保护方式是当出现较高瞬变电压时，避雷管内气体发生电离，使避雷管两端电压迅速降到很低水平，导致大部分瞬态能量被转移掉。（对）16.电容器不允许装设自动重合闸装置。（对）

17.近场电场辐射屏蔽必要条件是采用高导磁率金属屏蔽体和良好接地。（错）18.屏蔽电缆的屏蔽层接地点通常选在屏蔽电缆一端，称为单端接地。（对）19.信号地能够为雷电、静电等能量提供安全释放的通道。（错）20.对于大电容试样，直流耐压试验所带来的残余破坏远大于交流耐压。（错）21.利用红外热像仪可以测量出，正常运行中不良绝缘子表面温度高于正常绝缘子。（错）22.直流电压下绝缘子表面积污量要高于交流电压下绝缘子表面积污量。（对）23.测量绝缘电阻是检查电缆线路绝缘状态最简便的方法。（对）24.电力电容器的介质材料主要起到储藏能量和绝缘的双重作用。（对）25.接地就是在电气设备和大地之间实现确实的电气连接。（对）

填空题

1.通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而（下降）。

2.状态检测与维修是根据具体设备的实际情况来确定（检修周期）和（检修内容）的维修体制。3.电磁干扰主要抑制方式有：（接地）、（滤波）、（屏蔽）、（保护）。4.对于常用的A级绝缘，如油纸绝缘，温度每超过（6℃），寿命约缩短一半。5.电磁干扰的耦合路径有：（传导耦合）与（辐射耦合）。6.交联聚乙烯电力电缆导体正常运行温度为（90℃）。7.传导耦合是导体之间及元件之间的主要干扰耦合方式，分为（共阻抗耦合）、（电感应耦合）和（磁感应耦合）。

8.电力系统外绝缘的试验目的是验证绝缘子在实际运行中遇到的各种（机械负荷）、（温度变化）和（电气应力）。

9．绝缘子按照电压种类分为（交流绝缘子）和（直流绝缘子）。10.电力变压器在电力系统中起到（传输电能改变电压）的作用。

名词解释

电力变压器：答案：

是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理，将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电，起传输电能改变电压的作用。电气设备故障诊断：答案：

通过对电气设备的试验和各种特性的测量，了解其特征，评估设备在运行中的状态(老化程度)，从而能早期发现故障的技术。电容型设备：答案：

通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。在较厚的绝缘内设置均压电极，将其分隔为若干份较薄的绝缘，可提高绝缘整体的耐电强度。由于结构上这一共同点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。电力电缆的电树老化：答案：

电极尖端处或微小空气隙、杂质等处电场较强，发生的放电逐渐发展，形成较细的沟状放电通道的碳化痕迹。绝缘老化：答案：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作用，内部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。问答题

什么是在线监测系统取样方式的直接耦合方式？答案：

直接将电阻、电容元件串入设备接地线中称之为直接耦合方式。XLPE电缆水树老化的主要诱因？答案：

（1）制造过程中残留在绝缘中的微水；（2）运行中因机械损伤水分逐渐侵入；（3）电场长期作用下绝缘中形成由微小的水滴及连接它们的水丝组成的水树枝。电气绝缘在线检测系统的基本组成有哪些？答案：

（1）传感器系统：利用各种传感器感知所需的电气量或非电气量。

（2）信号采集系统：将传感器等到的模拟量转换成数字量，应用数字滤波等抗干扰措施进行数据传输。

（3）分析诊断系统：对采集的信号进行分析、处理和诊断。电气设备绝缘劣化的主要影响因素？答案：

电气因素；机械因素；温度和热稳定性；受潮；化学稳定性和抗生物性状态维修的原理。答案：

绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发展期。在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的发展，可以对电力设备进行在线状态监测，及时取得各种即使是很微弱的信息。对这些信息进行处理和综合分析，根据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的可靠性随似乎做出判断并对绝缘的剩余寿命做出预测，从而能早期发现潜伏的故障，必要时可提供预警或规定的操作。

电力电缆的种类？答案：

油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆、聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称XLPE电缆）

什么是电缆终端？为什么它是电缆线路的薄弱环节，事故较多？其原因是什么？答案：

在电力电缆线路的两侧，只有将电缆端部的金属套剥开，才能将电缆导体与其他电气设备的导体连接。为了恢复绝缘层和保护层，电缆端部必须经特殊工艺处理，形成一个连接装置——电缆终端，它是所有电力电缆线路不可缺少的重要组成部件。电缆终端的类别多，一般均在现场制作和安装，以手工工艺完成。电缆终端是电缆线路的一个薄弱环节，终端事故较多，其原因多数是手工工艺不完善所致。降低感性耦合干扰的方法有哪些？答案：

（1）可采用电路上物理隔离的方法，减小穿过测量回路的磁通密度；

（2）可将导线紧贴地平面或采用双绞线，尽可能减小测量回路的等效面积；（3）调整干扰源与测量回路的相对位置。什么是电磁干扰？它的危害有哪些？答案：

电磁干扰是指由于电磁环境引起的设备、传输通道或系统性能的下降。电磁干扰的频谱很宽，可以覆盖0~40GHz频率范围。危害：

（1）造成测量仪器性能下降；（2）导致机电设备和控制装置误动作；（3）导致元器件烧毁或击穿；（4）电爆装置、易燃材料等意外触发或点燃。什么是泄漏电流脉冲记数法？答案：

运行电压下，记录一定周期内流经绝缘子表面超过某一幅值的泄漏电流脉冲数称为泄漏电流脉冲记数法。

电容型设备在线监测项目及项目的监测意义。答案：

（1）介质损耗角正切——tgδ

监测tgδ对发现绝缘的整体劣化（例如绝缘均匀受潮）较为灵敏，而对局部缺陷则不太灵敏。（2）电容值——CX（3）电流值——IX 能给出有关可引起极化过程改变的介质结构变化的信息（均匀受潮或严重缺油），还能发现严重的局部缺陷（绝缘部分击穿）。叙述局部信号检测系统由都由哪几部分组成。答案：

系统的组成：

（1）信号的变送（2）信号的处理（3）数据采集（4）信号的传送（5）数据的处理（6）诊断直流成分法存在的主要问题及引起的主要原因。

答案：主要问题：杂散电流会影响测量和诊断的可靠性

主要原因：一般的直流成分法的测量分辨率为0.2nA，而当电缆护层的绝缘电阻下降时，由于护层与地之间存在化学作用电动势，使得测量装置中还会流过由化学作用电动势引起的杂散电流，会影响测量和诊断的可靠性。电容型设备在线检测tanδ时，消除现场电场及磁场对电桥平衡影响的方法有哪些？答案：

（1）可采用改变试验电源极性的做法：如进行正、反相两次测量；（2）采用加移相器的方法；（3）近期也有采用45或55Hz异频电源的方法，这样可避开50Hz频率的干扰；（4）磁场干扰往往对电桥检流计回路的影响明显，可将检流计移出磁场干扰区，或采用更好的磁屏蔽措施。叙述绝缘子在线监测的意义。答案：

随着电网扩大和地区性污染源不断增加，大气污染加剧，暴露在污秽条件下的的绝缘子会沉积污秽，当遇有大雾、毛毛雨等不利气象，易造成电网污闪事故。输电线路污闪事故的根本原因是由于绝缘子表面沉积了污秽物质，当它吸收了潮湿空气中水分后，使绝缘强度急剧下降，承受不住工作电压而发生闪络。大面积污闪停电事故是灾难性事故，会带来巨大的经济损失。因此有关污闪问题的相关研究就显得尤为重要和迫切。

简述电力电缆故障的一般测距和精确定点方法及其原理？答案：

（1）电桥法：利用电桥平衡时，对应桥臂电阻的乘积相等，而电缆的长度和电阻成正比的原理进行测试。

（2）脉冲法：应用脉冲信号进行电缆故障测距。

1）低压脉冲法：向故障电缆的导体输入一个脉冲信号，通过观察故障点发射脉冲与反射脉冲的时间差进行测距。

2）脉冲电压法：对故障电缆加上直流高压或冲击高电压，使电缆故障点在高压下发生击穿放电，然后通过仪器观察放电电压脉冲在测试端到放电点之间往返一次的时间进行测距。

3）脉冲电流法与脉冲电压法相似，区别在于前者通过线性电流耦合器测量电缆击穿时的电流脉冲信号，使测试接线更简单，电流耦合器输出的脉冲电流波形更容易分辨。

变压器油中的局部放电检测常采用什么方法？是怎样实现的? 答案：

变压器的监测与诊断内容：

（1）变压器油中气体分析和油样的电气、理化特性监测（2）绝缘纸的抗拉强度、平均聚合度等机械特性监测；（3）变压器的局部放电、温度和变形监测。

从监测信号的物理意义上分，变压器局部放电监测有哪几种主要方法？答案：电测法：利用局部放电所产生的脉冲信号，即测量因放电时电荷变化所引起的脉冲电流，称为脉冲电流法。

脉冲电流法的优点是灵敏度高。脉冲电流法的缺点是电磁干扰问题。非电测法：油中气体分析，红外监测，光检测和声测法。

非电测法的优点是不受电磁干扰的影响，信噪比高，可以确定放电源位置。非电测法的缺点是灵敏度低，不能确定放电量。简述三比值法如何诊断变压器故障。答案：

目前国际通用的通过变压器油的气体含量来鉴别变压器故障的方法是三比值法。所谓的三比值法是用五种特征气体的三对比值，用不同的编码表示不同的三对比值和不同的比值范围，来判断变压器的故障性质。即根据电气设备内油、纸绝缘故障下裂解产生气体组分的相对浓度与温度有着相互的依赖关系浓度与温度有着相互的依赖关系，选用两种溶解度和扩散系数相近的气体组分的比值作为判断故障性质的依据气体组分的比值作为判断故障性质的依据气体组分的比值作为判断故障性质的依据，可得出对故障状态较可靠的判断。变压器的绝缘分类。答案：

变压器的绝缘分为内绝缘和外绝缘，内绝缘指变压器油箱以内的绝缘，外绝缘指油箱意外的空气绝缘。内绝缘包括套管绝缘、绕组绝缘、引线及分接开关绝缘。外绝缘包括同一绕组不同相套管间的空气绝缘、套管之间或对地的空气绝缘。内绝缘中的绕组绝缘和引线及分接开关绝缘从结构上又分为纵绝缘和主绝缘。纵绝缘指同一绕组的不同匝间、层间、段间、引线间、分接开关各部分的绝缘。主绝缘：高压和低压之间、相间及对地绝缘；引线或分接开关对地或对其他绕组的绝缘。

分析题

电力系统的发展加速了电力设备维修方式的演变，试分析演变过程中各个阶段的维修方式，并对比分析各种方式的特点。答案：

（1）事后修理BM或故障维修

早期技术及管理水平都很低，即使再重要的设备也只能坏了再修。以致工作毫无计划性，供电可靠性很低。

简单方便，对消耗性产品是有效的。随着电力系统的不断扩大，设备故障所造成的停电损失也越来越大，事后维修无法满足系统对运行稳定性的需求。（2）定期检修TBM或预防性维修PM 预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。预防性试验、大修和小修构成了定期维修制的基本内容，但是，随着电力系统的发展，其弊端也凸显出来： 1）维修周期频繁；

2）预防性试验项目过多； 3）经济性差；

4）增大不安全因素：易发生人身和设备安全事故，停送电过程易造成误操作； 5）过度维修：频繁检修非但不能改善设备性能，反而常常会引入新的故障因素； 6）维修不足：由于采用周期性定期检查，很难预防由于随机因素引起的偶发事故，设备仍可能在试验间隔期间内由于微小缺陷的持续发展导致发生故障； 7）预防性试验条件与实际运行工况不同，很难正确反映高压电气设备在运行中存在的缺陷。

（3）状态维修CBM或预知性维修

通过对设备运行情况的实时监测，随时查明设备可能“存在着什么样的隐患，什么时候会发生故障”，预先得知将要发生事故的部位和时间，设备管理人员因此可以从容地安排停电计划和组织维修人力，采购必须的备件，以便在短时间内完成高质量的维修工作。实现“无病不修、有病才修、修必修好”的目的。（可简单说明）

实现电气设备绝缘状态检修的技术支持？答案：

1、系统可靠性评估：

系统可靠性评估是状态检修的重要技术组成部分，是根据可靠性结构、寿命模型及试验信息，利用统计方法和手段，对系统的可靠性指标给出估计的过程。

2、先进检测技术

先进检测技术是实现状态检修的重要手段，也是长盛不衰的研究热点。因为故障诊断技术的发展首先决定于能否获取尽可能多的有用信息，是数据处理和诊断决策的基础。

3、信息采集处理技术

状态检测所测的特征信号，既有状态变量，也有二次效率信息（如分解物等），有很多信号反应设备状态。因此，不同设备需要选择不同信息及不同信号处理方式。

4、干扰抑制技术

状态检测过程虽然需要采取很多抗干扰措施，但在线检测过程中仍不可避免受到现场中的各种干扰，除需要对硬件滤波器和数字滤波技术进行深入研究外，近年来不断有新的抗干扰技术出现。

5、故障模式识别技术