2022年电气试验工基础知识模拟 3.pdf

1 模拟 电气试验工基础知识模拟14 论述题第 1 题：在电场干扰下测量电力设备绝缘的tan ，其干扰电流是怎样形成的？参考答案：在现场预防性试验中，往往是部分被试设备停电，而其他高压设备和母线则带电。因此停电设备与带电母线 ( 设备)之间存在着耦合电容， 如果被试设备通过测量线路接地， 那么沿着它们之间的耦合电容电流便通过测量回路。若把被试设备以外的所有测量线路都屏蔽起来， 这时从外部通过被试设备在测量线路中流过的所有电流之和称为干扰电流。 因此，干扰电流是沿着干扰元件与测量线路相连接的试品间的部分电容电流的总和。干扰电流的大小及相位取决于干扰源和被试设备之间的耦合电容， 以及取决于干扰源上电压的高低和相位。干扰电流的数值可利用西林电桥进行测量。干扰电流实际上在大多数情况下是由一个最靠近被试设备的干扰元件(例如一带电母线或邻近带电设备)所产生的，但也必须计及所有干扰元件的影响。 因为总干扰电流是由各个干扰源的各自干扰电流所组成，而次要干扰元件能使通过被试设备的干扰电流有不同的数值和相位。由此可知，干扰电流是一个相量， 它有大小和方向， 当被试设备确定和运行方式不变的情况下，干扰电流的大小和方向即可视为不变。第 2 题：为什么用介损电桥测量小电容试品介质损耗因数时，采用正接线好？参考答案：小电容 (小于 500pF)试品主要有电容型套管、电容型电流互感器等。对这些试品采用介损电桥的正、 反接线进行测量时， 其介质损耗因数的测量结果是不同的，其原因分析如下。按正接线测量一次对二次或一次对二次及外壳( 垫绝缘 )的介质损耗因数，测量结果是实际被试品一次对二次及外壳绝缘的介质损耗因数。而一次与顶部周围接地部分之间的电容和介质损耗因数均被屏蔽掉( 电桥正接线测量时，接地点是电桥的屏蔽点)。为了在现场测试方便，可直接测量一次对二次的绝缘介质损耗因数， 便可以灵敏地发现其进水受潮等绝缘缺陷，而按反接线测量的是一次对二次及地的介质损耗因数值。由于试品本身电容小， 而一次与顶部对周围接地部分之间的电容所占的比例相对就比较大，也就对测量结果( 反接线测量的综合介质损耗因数) 有较大的影响。由于正接线具有良好的抗电场干扰、测量误差较小的特点， 一般应以正接线测量结果作为分析判断绝缘状况的依据。第 3 题：为什么油纸电容型电流互感器的介质损耗因数一般不进行温度换算？参考答案：油纸绝缘的介质损耗因数tan与温度的关系取决于油与纸的综合性能。良好的绝缘油是非极性介质，油的tan 主要是电导损耗，它随温度升高而增大。而纸是极性介质，其tan 由偶极子的松弛损耗所决定，一般情况下，纸的tan在-4060的温度范围内随温度升高而减小。因此，不含导电杂质和水分的良好油纸绝缘，在此温度范围内其tan 没有明显变化， 所以可不进行温度换算。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 若要换算，也不宜采用充油设备的温度换算方式，因为其温度换算系数不符合油纸绝缘的 tan 随温度变化的真实情况。当绝缘中残存有较多水分与杂质时，tan 与温度的关系就不同于上述情况，tan 随温度升高明显增加。如两台220kV电流互感器通入 50% 额定电流，加温 9h， 测取通入电流前后tan 的变化，tan 初始值为 0.53%的一台无变化，tan 初始值为 0.8%的一台则上升为 1.1%。实际上已属非良好绝缘 (规程要求值为不大于 0.8%)，故 tan 随温度上升而增加。因此，当常温下测得的tan 较大时，为进一步确认绝缘状况，应考察高温下的 tan 变化，若高温下tan 明显增加时，则应认为绝缘存在缺陷。第 4 题：为什么预防性试验合格的耦合电容器会在运行中发生爆炸？参考答案：从耦合电容器的结构可知， 整台耦合电容器是由100 个左右的单元件串联后组成的。就电容量而言，其变化+10% ，在 100 个单元件如有 10 个以下的元件发生短路损坏，还是在允许范围之内。此时，另外90 个左右单元件电容要承担较高的运行电压， 这对运行中的耦合电容器的绝缘造成了极大的危害。造成耦合电容器损坏事故的主要原因， 多数是由于在出厂时就带有一定的先天缺陷。有的厂家对电容芯子烘干不好，留有较多的水分，或元件卷制后没有及时转入压装，造成元件在空气中的滞留时间太长，另外，还有在卷制中碰破电容器纸等。个别电容器由于胶圈密封不严， 进入水分。 此时一部分水分沉积在电容器底部，另一部分水分在交流电场的作用下将悬浮在油层的表面，此时如顶部单元件电容器有气隙，它最容易吸收水分， 又由于顶部电容器的场强较高，这部分电容器最易损坏。对损坏的电容器解体后分析得知，电容器表面已形成水膜。 由于表面存在杂质，使水膜迅速电离而导电，引起了电容量的漂移，介电强度、电晕电压和绝缘电阻降低，损耗增大，从而使电容器发热，最后造成了电容器的失效。所以每年的预防性试验测量绝缘电阻、 介质损耗因数并计算出电容量是十分必要的。即使绝缘电阻、介质损耗因数和电容量都在合格范围内，当单元件电容器有少量损坏时，还不可能及早发现电容器内部存在的严重缺陷。电容器的击穿往往是与电场的不均匀相联系的， 在很大程度上决定于宏观结构和工艺条件，而电容器的击穿就发生在这些弱点处。 电容器内部无论是先天缺陷还是运行中受潮，都首先造成部分电容器损坏， 运行电压将被完好电容器重新分配，此时每个单元件上的电压较正常时偏高， 从而导致完好的电容器继续损坏，最后导致电容器击穿。为减少耦合电容器的爆炸事故发生， 对运行中的耦合电容器应连续监测或带电测量电容电流，并分析电容量的变化情况。第 5 题：为什么要对电力设备做交流耐压试验？交流耐压试验有哪些特点？参考答案：交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法。电力设备在运行中， 绝缘长期受着电场、 温度和机械振动的作用会逐渐发生劣化，其中包括整体劣化和部分劣化， 形成缺陷。 例如，由于局部地方电场比较集中或者局部绝缘比较脆弱就存在局部的缺陷。各种预防性试验方法各有所长， 均能分别发现一些缺陷、反映出绝缘的状况， 但其他试验方法的试验电压往往都低于电力设备的工作电压， 作为安全运行的保证还不够有力。直流耐压试验虽然试验电压比较高，能发现一些绝缘的弱点，但是由于电力设备的绝缘大多数都是组合电介质，在直流电压的作用下， 其电压是按电阻分布的， 所以使用直流做试验就不一定能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3 够发现交流电力设备在交流电场下的弱点，如发电机的槽部缺陷在直流下就不易被发现。交流耐压试验符合电力设备在运行中所承受的电气状况，同时交流耐压试验电压一般比运行电压高， 因此通过试验后， 设备有较大的安全裕度， 所以这种试验己成为保证安全运行的一个重要手段。但是由于交流耐压试验所采用的试验电压比运行电压高得多， 过高的电压会使绝缘介质损失增大、 发热、 放电，会加速绝缘缺陷的发展， 因此，从某种意义上讲， 交流耐压试验是一种破坏性试验。在进行交流耐压试验前， 必须预先进行各项非破坏性试验，如测量绝缘电阻、吸收比、介质损耗因数tan 、直流泄漏电流等，对各项试验结果进行综合分析， 以决定该设备是否受潮或含有缺陷。 若发现已存在问题，需预先进行处理，待缺陷消除后， 方可进行交流耐压试验， 以免在交流耐压试验过程中， 发生绝缘击穿，扩大绝缘缺陷，延长检修时间，增加检修工作量。第 6 题：用双臂电桥测量电阻时，为什么按下测量电源按钮的时间不能太长？参考答案：双臂电桥的主要特点是可以排除接触电阻对测量结果的影响，常用于对小阻值电阻的精确测量。 正因为被测电阻的阻值较小， 双臂电桥必须对被测电阻通以足够大的电流，才能获得较高的灵敏度，以保证测量精度。所以，在被测电阻通电截面较小的情况下， 电流密度就较大， 如果通电时间过长就会因被测电阻发热而使其电阻值变化， 影响测量准确性。 另外，长时间通以大电流还会使桥体的接点烧结而产生一层氧化膜， 影响正常测量。 在测量前应对被测电阻的阻值有一估计范围，这样可缩短按下测量电源按钮的时间。第 7 题：有载调压分接开关的切换开关筒上静触头压力偏小时对变压器直流电阻有什么影响？参考答案：当切换开关筒上静触头压力偏小时，可能造成变压器绕组直流电阻不平衡。例如，对某变电站一台SFZ7-20000/110 型变压器的 110kV绕组进行直流电阻测试时，有载调压分接开关 长征电器一厂 1990年产品 (ZY1- 500/60C，9)，由切换开关和选择开关组合而成 连续调节几挡，三相直流电阻相对误差都比上年增加，其中第挡和第挡直流电阻相对误差达到2.1%，多次测试，误差不变，超过国家标准，与上年相同温度下比较，A相绕组直流电阻明显偏小。为查出三相绕组直流电阻误差增大的原因，首先进行色谱分析并测量变压比，排除绕组本身可能发生匝间短路等； 其次将有载调压分接开关中的切换开关从变压器本体中吊出，同时采用厂家带来的酒精温度计检测温度，这样测试变压器连同绕组的直流电阻， 测试结果是三相直流电阻相对误差很小，折算到标准温度后， 与上年测试数据接近。 此时又因酒精温度计与本体温度计比较之间误差很大，本体温度计偏高 8，经检查系温度计座里面油已干，照此折算开始测量的三相绕组直流电阻，实质上是 A相绕组直流电阻正确， B、C两相绕组直流电阻偏大， 再检查切换开关和切换开关绝缘筒，发现B、C两相切换开关与绝缘筒之间静触头压力偏小，导致了 B、C两相绕组电阻增大，造成相对误差增大。对此问题的处理方法是：拧下切换开关绝缘筒静触头，采用0.5mm厚镀锡软铜皮垫入B、C两相静触头内侧， 再恢复到变压器正常状态下进行测试，测试结果是， 三相绕组的各挡直流电阻相对误差都很小，只有一挡最大误差值也仅为1.35%，达到合格标准。第 8 题：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 根据变压器油的色谱分析数据，诊断变压器内部故障的原理是什么？参考答案：电力变压器绝缘多系油纸组合绝缘，内部潜伏性故障产生的烃类气体来源于油纸绝缘的热裂解，热裂解的产气量、产气速度以及生成烃类气体的不饱和度，取决于故障点的能量密度。 故障性质不同， 能量密度亦不同， 裂解产生的烃类气体也不同， 电晕放电主要产生氢， 电弧放电主要产生乙炔， 高温过热主要产生乙烯。故障点的能量不同， 上述各种气体产生的速率也不同。这是由于在油纸等碳氢化合物的化学结构中因原子间的化学键不同，各种键的键能也不同。 含有不同化学键结构的碳氢化合物有程度不同的热稳定性，因而得出绝缘油随着故障点的温度升高而裂解生成烃类的顺序是烷烃、烯烃和炔烃。 同时，又由于油裂解生成的每一烃类气体都有一个相应最大产气率的特定温度范围，从而导出了绝缘油在变压器的各不相同的故障性质下产生不同组分、不同含量的烃类气体的简单判据。第 9 题：电流互感器二次侧开路为什么会产生高电压？参考答案：电流互感器是一种仪用变压器。从结构上看，它与变压器一样，有一、二次绕组，有专门的磁通路；从原理上讲，它完全依据电磁转换原理，一、二次电势遵循与匝数成正比的数量关系。一般地说电流互感器是将处于高电位的大电流变成低电位的小电流。 也即是说： 二次绕组的匝数比一次要多几倍，甚至几千倍(视电流变比而定 ) 。如果二次开路， 一次侧仍然被强制通过系统电流，二次侧就会感应出几倍甚至几千倍于一次绕组两端的电压，这个电压可能高达几千伏以上，进而对工作人员和设备的绝缘造成伤害。第 10 题：为什么吸收比和极化指数不进行温度换算？参考答案：由于吸收比与温度有关，对于良好的绝缘，温度升高，吸收比增大；对于油或纸绝缘不良时，温度升高，吸收比较小。若知道不同温度下的吸收比，则就可以对变压器绕组的绝缘状况进行初步分析。对于极化指数而言，绝缘良好时，温度升高，其值变化不大，例如某台167MVA 、500kV的单相电力变压器，其吸收比 随温 度升 高而 增 大 ，在 不同 温度 时 的 极 化 指数 分 别 为 2.5(17.5 ) 、2.65(30.5 )、2.97(40 ) 和 2.54(50 )；另一台 360MVA 、220kV 的电力变压器，其吸收比随温度升高而增大， 而在不同温度下的极化指数分别为3.18(14 ) 、3.11(31 ) 、3.28(38 ) 和 2.19(47.5 ) 。它们的变化都不显著，也无规律可循。第 11 题：当前在变压器吸收比的测量中遇到的矛盾是什么？它有哪些特点？参考答案：当前在变压器吸收比的测量中遇到的主要矛盾如下：(1) 一般工厂新生产的变压器，发现吸收比偏低的，而多数绝缘电阻值却比较高。 (2)运行中有相当数量的变压器，吸收比低于1.3 ；但一直运行安全，未曾发生过问题。对这些现象有各种各样的分析， 一时难以统一。 但有些看法是共同的， 认为吸收比不是一个单纯的特征数据， 而是一个易变动的测量值， 总结起来有以下特点。 (1)吸收比有随着变压器绕组的绝缘电阻值升高而减小的趋势。 (2)绝缘正常情况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5 下，吸收比有随温度升高而增大的趋势。 (3)绝缘有局部问题时，吸收比会随温度上升而呈下降的现象。在实际测量中也发现有一些变压器的吸收比随着温度上升反而呈现下降的趋势， 其中有一部分变压器绝缘状况属于合格范围，研究者对此进行了分析：当变压器纸绝缘含水量很小(0.3%) ，油的 tan 较大(0.08%0.52%)，吸收比数值会随温度上升而下降。这时的绝缘状况， 也仍为合格的。当变压器纸绝缘含水量愈大，其绝缘状况愈差， 绝缘电阻的温度系数愈大，吸收比数值较低，且随温度上升而下降。有的研究者认为，由于干燥工艺的提高，油纸绝缘材质的改善，变压器的大型化，吸收过程明显变长，出现绝缘电阻提高、 吸收比小于 1.3 而绝缘并非受潮的情况是可以理解的。因此，当绝缘电阻高于一定值时， 可以适当放松对吸收比的要求。究竟绝缘电阻高到什么数值情况下，吸收比不作要求。从经验上说，当温度在10时， 110、220kV的变压器，其绝缘电阻 (R60) 大于 3000M ，可以认为其绝缘状况没有受潮，可以对吸收比不作考核要求。另一个判别受潮与否的经验数据是：绝缘受潮的变压器，R60与 R15之差通常在数十兆欧以下， 且最大值不会超过 200M (R60 与 R15， 分别为持续加压测试至第 60s 和第 15s 时绝缘电阻的测得值 ) 。第 12 题：为什么油纸绝缘电力电缆不采用交流耐压试验，而采用直流耐压试验？参考答案：(1) 电缆电容量大，进行交流耐压试验需要容量大的试验变压器，现场不具备这样的试验条件。 (2)交流耐压试验有可能在油纸绝缘电缆空隙中产生游离放电而损害电缆， 电压数值相同时， 交流电压对电缆绝缘的损害较直流电压严重得多。 (3)直流耐压试验时，可同时测量泄漏电流，根据泄漏电流的数值及其随时间的变化或泄漏电流与试验电压的关系，可判断电缆的绝缘状况。 (4)若油纸绝缘电缆存在局部空隙缺陷， 直流电压大部分分布在与缺陷相关的部位上，因此更容易暴露电缆的局部缺陷。第 13 题：测量电力电缆的直流泄漏电流时，为什么在测量中微安表指针有时会有周期性摆动？参考答案：如果没有电缆终端头脏污及试验电源不稳定等因素的影响，在测量中直流微安表出现周期性摆动， 可能是被试电缆的绝缘中有局部的孔隙性缺陷。孔隙性缺陷在一定的电压下发生击穿， 导致泄漏电流增大， 电缆电容经过被击穿的间隙放电；当电缆充电电压又逐渐升高，使得间隙又再次被击穿；然后，间隙绝缘又一次得到恢复。如此周而复始，就使测量中的微安表出现周期性的摆动现象。第 14 题：为什么测量变压器的tan 和吸收比 K时，铁心必须接地？参考答案：变压器做绝缘特性试验时，如果变压器的铁心未可靠接地，将使tan 值和K分别有偏大和偏小的误差， 造成对设备绝缘状况的误判断。 因为铁心未接地时，测得的 tan 值实际上是铁心对地间绝缘介质的tan ，由于绕组对铁心的电容较大，而铁心对下夹铁的电容很小，故其容抗很大， 所以试验电压大部分降于铁心与下夹铁之间。再则，铁心与下夹铁间只垫有35mm 厚的硬纸板，其绝缘强度较低，当电压升高时该处由电离可能发展为局部放电，导致tan 增大。在名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6 吸收比测量中， 若铁心未接地， 使绕组对外壳间串入了铁心对外壳间的绝缘介质而使绝缘值升高， 而小电容的串入使 R15有较大幅度的提高， 从而导致吸收比下降。第 15 题：测量绝缘油的 tan 时，为什么一般要将油加温到约90后再进行？参考答案：绝缘油的 tan 值随温度升高而增大，越是老化的油，其tan 随温度的变化也越快。例如，老化了的油在20时 tan 值仅相当于新油tan 值的 2 倍，在 100时可相当于20 倍。也常遇到这种情况，20时油的 tan 值不大，而90所测得的 tan 又远远超过标准， 所以应尽量在高温时测量油的tan 。 另外，变压器油的温度常能达到7090，所以测量90绝缘油的 tan 值对保证变压器安全运行是一个较重要的参数。基于上述，规程规定在90下测量绝缘油的 tan 。第 16 题：为什么大型变压器测量直流泄漏电流容易发现局部缺陷，而测量tan 却不易发现局部缺陷？参考答案：大型变压器体积较大，绝缘材料有油、纸、棉纱等。其绕组对绕组、绕组对铁心、套管导电芯对外壳，组成多个并联支路。当测量绕组的直流泄漏电流时，能将各个并联支路的直流泄漏电流值反映出来。而测量tan 时，因在并联回路中的 tan 是介于各并联分支中的最大值和最小值之间。其值的大小决定于缺陷部分损耗与总电容之比。当局部缺陷的tan 虽已很大时，但与总体电容之比的值仍然很小， 总介质损耗因数较小， 只有当缺陷面积较大时， 总介质损耗因数才增大，所以不易发现缺陷。第 17 题：为什么温差变化和湿度增大会使高压互感器的tan 超标？如何处理？参考答案：互感器外部主要有底座、 储油柜和接有一次绕组出线的大瓷套和二次绕组出线的小瓷套。 当它们内部和外部的温度变化时，tan 也会变化， 因此 tan 值与温度有一定的关系。 当大小瓷套在湿度较大的空气中，使瓷套表面附上了肉眼看不见的小水珠， 这些小水珠凝结在试品的大小瓷套上，造成了试品绝缘电阻降低和电容量减小。 对电容量较大的U字形电容式互感器， 电容改变的相当大， 导致出现负 tan 值。如果想降低 tan 值，一是按照技术条件和标准要求，在规定的温度和湿度情况下测量tan 值。二是在实际温度下想办法排除大小瓷套上的水分，使试品恢复原来本身实际的电容量和绝缘电阻，以达到测出试品的tan值的真实数据。处理方法有：化学去湿法、红外线灯泡照射法、烘房加热法等。若采用上述方法处理后，个别试品tan 值仍降不下来，就要从试品的制造工艺和干燥水平上找原因。根据经验，如果是电流互感器，造成tan 值偏大的主要原因有试品包扎后时间过长，试品吸尘、 吸潮或有碰伤等现象。 电容式结构的试品，还可能出现电容屏断裂或地屏接触不良或断开现象，造成tan 值偏大或测不出来。 如果是电压互感器， 主要是由于试品的胶木支撑板干燥不透或有开裂现象，造成tan 值偏大。因为胶木支撑板的好坏，直接影响试品的tan 值。第 18 题：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7 为什么测量 110kV及以上高压电容型套管的介质损耗因数时，套管的放置位置不同，往往测量结果有较大的差别？参考答案：测量高压电容型套管的介质损耗因数时，由于其电容小，当放置不同时，因高压电极和测量电极对周围未完全接地的构架、物体、墙壁和地面的杂散阻抗的影响， 会对套管的实测结果有很大影响。 不同的放置位置，这些影响又各不相同，所以往往出现分散性很大的测量结果。因此，测量高压电容型套管的介质损耗因数时，要求垂直放置在妥善接地的套管架上进行，而不应该把套管水平放置或用绝缘索吊起来在任意角度进行测量。第 19 题：为什么要对变压器类设备进行交流感应耐压试验？如何获得中频率的电源？参考答案：交流感应耐压试验是考核变压器、电抗器和电压互感器等设备电气强度的一个重要试验项目。 以变压器为例， 工频交流耐压试验只检查了绕组主绝缘的电气强度，即高压、中压、低压绕组间和对油箱、 铁心等接地部分的绝缘。 而纵绝缘，即绕组匝间、 层间、段间的绝缘没有检验。 交流感应耐压试验就是在变压器的低压侧施加比额定电压高一定倍数的电压，靠变压器自身的电磁感应在高压绕组上得到所需的试验电压来检验变压器的主绝缘和纵绝缘。特别是对中性点分级绝缘的变压器，由于不能采用外施高压进行工频交流耐压试验，其主绝缘和纵绝缘均由感应耐压试验来考核。为了提高试验电压， 又不使铁心饱和， 多采用提高电源频率的方法，这可从变压器的电势方程式来理解 E=KfB 式中 E感应电动势； K 常数； f 频率； B 磁通密度。由此可见，若欲使磁通密度不变， 当电压增加一倍时， 频率厂就要相应地增加一倍。因此感应耐压试验电源的频率要大于额定频率两倍以上， 一般采用 100250Hz的电源频率。获得中频率的电源有以下几种方法： (1)中频发电机组。它是由一个电动机拖动一个中频的同步发电机所组成。 发电机组的调压是通过改变励磁机的励磁变阻器，用励磁机来调节对发电机转子的励磁，从而达到发电机的定子输出电压平滑可调的目的。这种方法多在制造厂中应用。 (2)绕线式异步电动机反拖取得两倍频的试验电源。 这种方法称为反拖法。 它实际上是将绕线式异步电动机作为异步变频机应用的一个例子。 (3)用三相绕组接成开口三角形取得三倍频试验电源。这是现场进行感应耐压试验较易实现的一种方法。它们可以是 3 台单相变压器组合而成，也有采用五柱式变压器作为专用三倍频电源的。 (4)可控硅变频调压逆变电源。 应用可控硅逆变技术来产生中频，用作感应耐压试验电源， 具有显著优点。如质量轻，可利用380V低压交流电源，装置兼有调压作用，节省大量调压设备等，因此是一种有希望的倍频感应耐压试验的电源装置。第 20 题：为什么避雷器工频放电电压会偏高或偏低？参考答案：避雷器工频放电电压偏高或偏低，除了限流电阻选择不当，升压速度不当和试验电源波形畸变等外部原因外，还有避雷器的内部原因。避雷器工频放电电压偏高的内部原因是： 内部压紧弹簧压力不足， 搬运时使火花间隙发生位移；黏合的 O形环云母片受热膨胀分层， 增大了火花间隙， 固定电阻盘间隙的小瓷套破碎，间隙电极位移； 制造厂出厂时工频放电电压接近上限。避雷器工频放电电压偏低的内部原因是： 火花间隙组受潮， 电极腐蚀生成氧化物， 同时 O形环云母名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8 片的绝缘电阻下降，使电压分布不均匀；避雷器经多次动作、放电，而电极灼伤产生毛刺；由于间隙组装不当，导致部分间隙短接；弹簧压力过大，使火花间隙放电距离缩短。第 21 题：如何保证红外成像检测结果的正确？参考答案：(1) 要防止太阳照射与背景辐射影响。 户外设备检测应选择在阴天、 日出前或日落后一段时间内，最好在晚上。户内设备检测时，应关闭照明灯。当附近有高温设备时，应进行遮挡或选择合适的检测方向。 (2)要防止环境温度的影响。应避开环境温度过高和过低的夏季和冬季，检测在春季4、5 月份和秋季 9、10月份；变电站选择日出或日落后3h 检测；选择理想的环境温度参照体，如不发热的相似设备表面， 来采集环境温度参数， 可在一定程度上弥补环境温度变化带来的检测误差。 (3)要防止气象条件的影响。选择无雾、无雨、云天气进行；尽量在无风的天气检测，实在不行，则进行风速修正。 (4)要防止大气中物质的影响。由于红外线在传输路径大气中存在水汽、CO 、CH4 和悬浮微粒， 使其衰减，因此检测应尽量安排在大气较干燥的季节，并且湿度不超过 85% ；在保证安全条件下，检测距离尽量缩短为5m左右。 (5)要防止发射率的影响。检测时应正确设定发射率，并在检测结果处理时，进行发射率修正。 (6)要防止运行状态的影响。 检测和负荷电流有关的设备时，应选择在满负荷下检测； 检测和电压有关的绝缘时，应保证在额定电压下，电流越小越好；检测温度时，应使设备达到稳定状态为止。第 22 题：为什么说测量电气设备的介质损耗因数tan ，对判断设备绝缘的优劣状况具有重要意义？参考答案：在绝缘受潮和有缺陷时，泄漏电流要增加，在绝缘中有大量气泡、杂质和受潮的情况，将使夹层极化加剧，极化损耗要增加。这样，介质损耗角正切tan 的大小就直接与绝缘的好坏状况有关。同时，介质损耗引起绝缘内部发热，温度升高，这促使泄漏电流增大，有损极化加剧，介质损耗增大使绝缘内部更热，如此循环， 可能在绝缘弱的地方引起击穿， 故介质损耗值既反映了绝缘本身的状态，又可反映绝缘由良好状况向劣化状况转化的过程。同时介质损耗本身就是导致绝缘老化和损坏的一个因素。第 23 题：变压器的作用是什么？为什么需要变压？参考答案：变压器是一种静止的电气设备，借助电磁感应作用，把一种电压的交流电能转变为同频率的另一种或几种电压的交流电能。为什么需要变压呢？这是因为要将一定数量的大功率的电能输送到远方用户时，如果用较低的电压， 则电流将很大，而线路的功率损耗与电流的平方成正比，从而将造成巨大的能量损失。另一方面，大电流在线路上引起很大的电压损失，使得用户无法得到足够的电压，故必须用升压变压器把要输送电能的电压升高，以减小电流。 另外，用电设备的电压相对来说却较低， 因此电能送到受电端后， 还必须用降压变压器将电压降低到用户所需要的数值。第 24 题：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9 试述工频交流耐压试验、直流耐压试验及超低频交流耐压试验各有什么优缺点？参考答案：耐压试验项目包括工频交流耐压试验、直流耐压试验以及 20 世纪 60 年代初发展起来的 0.1Hz 超低频交流耐压试验， 三者各有优缺点。 工频交流耐压试验历史最久，在复合绝缘各介质上的电压分布以及电机端部表面的电压分布与运行情况下相同。但工频交流耐压试验设备笨重， 这促使在 20 世纪 50年代就广泛使用了直流耐压试验。 直流耐压试验易于检出端部缺陷和间隙性缺陷，试验时还可测量泄漏电流，按泄漏电流的变化，可判断绝缘的整体性能( 例如受潮、局部缺陷等)，但直流耐压试验时，在介质内部的电位分布与工频时不同，这使得直流耐压试验不能取代工频交流耐压试验。 超低频 (0.1Hz) 交流耐压试验从 1962 年起就已实际使用， 其主要优点是电压分布接近于工频，而试验设备体积又与直流耐压试验时相仿，可兼顾两者。第 25 题：自耦变压器具有哪些优缺点？参考答案：其优点如下：(1) 消耗材料少，成本低。因为变压器所用硅钢片和铜线的量与绕组的额定感应电动势、 额定电流有关， 也即与绕组的容量有关， 自耦变压器绕组容量降低，所消耗材料也减少，成本也低。 (2)损耗少，效率高。由于铜线和硅钢片用量减少， 在同等的电流密度及磁通密度时，自耦变压器的铜耗和铁耗都比双绕组变压器减少，因此效率高。 (3)便于运输和安装。因为它比同等容量的双绕组变压器重量轻、尺寸小，占地面积小。 (4)提高了变压器的极限制造容量。 变压器的极限制造容量一般受运输条件的限制，在相同的运输条件下，自耦变压器容量可比双绕组变压器制造大一些。其缺点如下： (1)使电力系统短路电流增加。 由于自耦变压器的高、 中压绕组之间有电的联系， 其短路阻抗只有同容量普通双绕组变压器的倍，因此在电力系统中采用自耦变压器后，将使三相短路电流显著增加。 又由于自耦变压器中性点必须直接接地，所以将使系统的单相短路电流大为增加，有时甚至超过三相短路电流。 (2)造成调压上的困难。主要是由于自耦变压器的高、中压绕组之间有电的联系引起的。 (3)使绕组的过电压保护复杂。 由于高、中压绕组的自耦联系， 当任一侧落入一个波幅与该绕组绝缘水平相适应的雷电冲击波时，另一侧出现的过电压冲击波的波幅则可能超出该侧绝缘水平。 为了避免这种现象的发生， 必须在高、 中压两侧出线端都装一组避雷器。 (4)使继电保护复杂。第 26 题：直流输电的主要特点？参考答案：直流输电的主要特点如下。 (1)直流架空线路结构简单、 造价低、损耗小。与交流输电相比， 输送同样的容量， 直流线路可节省 1/3 的铜芯铝线， 其造价约为交流的 2/3 ，并且在此条件下直流线路损耗仅为交流的1/2 。 (2)直流输电无交流输电的稳定问题，对于远距离大容量输电，输送功率不受稳定极限的限制，也不需要提高稳定的各种措施，具有良好的技术经济性能。 (3)采用直流输电实现电网互联， 可不增加被联电网的短路容量， 被联电网可用不同频率或不同步独立运行，增强各电网的独立性和可靠性，运行管理也方便。 (4)利用直流的快速控制， 可改善交流系统的运行性能。根据交流系统的要求， 可快速改变直流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 10 输送的有功和换流器消耗的无功， 对交流系统的有功和无功平衡起快速调节作用，从而提高交流系统频率和电压的稳定。 (5)在直流输电中只有电阻起作用，电感和电容均不起作用， 利用大地为回路， 直流电流则向电阻率很低的大地深层流去，可很好地利用大地这个良导体，提高直流输电系统的运行可靠性和经济性。(6) 直流输电换流站比交流变电站增加了换流装置、滤波和无功补偿装置，致使换流站结构复杂，损耗大，可靠性低，造价和运行费用高。第 27 题：110kV及以上的电力变压器有哪些冷却方式？ODAF 和 OFAF 冷却方式有哪些相同点？哪些不同点？参考答案：油浸式电力变压器冷却方式如下：(1) 油浸自冷 (ONAN) 。(2) 油浸风冷(ONAF) 。 (3)强迫油循环风冷 (OFAF)。 (4)强迫油循环水冷 (OFWF) 。 (5)强迫导向油循环风冷或水冷(ODAF 或 ODWF) 。ODAF 或 OFAF 冷却方式相同点：都是强油循环， 油从箱体下部进入， 吸收器身热量后从箱体上部流出，再经风扇冷却降温后，又被潜油泵重新打入箱体下部再循环。最大的不同点是变压器油循环冷却路径不一样： ODAF方式下变压器油从线圈底部进入，经过线圈内部吸收热量后，从线圈顶部 (包括匝间， 饼间) 流出；OFAF 方式下， 油流不经过线圈内部，只在外部循环冷却。第 28 题：500kV直流输电换流站中，主要的噪声源是什么，如何采取防治措施？参考答案：500kV 直流输电换流站中主要的噪声源如下：(1) 换流变压器的铁心振动及风扇发出的噪声很大， 一般噪声水平都超过85dB 。如果有直流偏磁侵入， 严重时会发出啸叫。 (2)交、直流滤波场的电容、 电感也会发出较大的噪声。防治噪声的主要方法如下： (1)提高换流变压器和滤波场的电容、电感的制造质量。换流变压器运行中换向过程就是一个短路过程，所以它的振动、 噪声都比交流变压器要大一些。 噪声源主要来自于铁心的振动， 因此研究铁心叠片末梢的防振措施是减小噪声的重要问题。 (2)正确选择滤波电容的额定电压是防止电容器短期运行中损坏，减小噪声的方法之一。交流滤波电容中谐波(3、5、7、9、11 次)是比较严重的，一组10kV 等级的电容起往往额定电压要提高到12.513.0kV，才能满足运行的要求，同时起到降低噪声的要求。 (3)滤波电感不宜采用铁心电感而应采用空心电感，可以大大降低电感噪声。 (4)为了防止噪声对换流站周边居民的骚扰， 可以在换流变压器旁或变电站围墙上设置声障墙，以降低噪声分贝。第 29 题：500kV并联电抗器在系统中有哪些作用？参考答案：(1) 限制工频暂态过电压， 使线路断路器的线路侧不超过1.4p.u. ，线路断路器的变电站侧不超过1.3p.u. 。(2) 在单机带空长线运行方式下，防止自励磁发生。 (3)在并联电抗器的中性点小电抗，可限制潜供电流；限制单相断线时工频谐振过电压。 (4)提供感性无功补偿，主要是补偿线路的充电功率。第 30 题：简述在 110kV及以下系统中，空母线带电磁式电压互感器产生铁磁谐振过电压的防止和限制措施。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 11 参考答案：防止和限制铁磁谐振过电压的措施如下：(1) 排除外界强烈的冲击扰动，例如，在电磁式电压互感器的中性端串入非线性阀片，当母线电压升高时非线性阀片动作，防止铁磁谐振过电压的发生。 (2)选用励磁性能好 ( 饱和拐点比较高 )的电磁式电压互感器或改用电容式电压互感器。 (3)在电磁式电压互感器的开口三角形绕组中加装一个阻尼电阻R， 使 R0.4XT( 互感器的励磁感抗)。第 31 题：中性点直接接地变压器的绕组在大气过电压作用时，电压是如何分布的？参考答案：当大气过电压作用在中性点直接接地变压器绕组上时，绕组上电压分布是呈衰减指数分布。 一开始由于绕组的感抗很大， 所以电流不从变压器绕组的线匝中流过，而只从高压绕组的匝与匝之间， 以及绕组与铁心即绕组对地之间的电容中流过。由于对地电容的存在，在每线匝间电容上流过的电流都不相等，因此，沿着绕组高度的起始电压的分布， 也是不均匀的。 在最初瞬间的电压分布情况是首端几个线匝间， 电位梯度很大。 使匝间绝缘及绕组间绝缘受到很大的威胁。在绕组中部电位大大减小， 尾部(中性接地端 ) 趋于平缓。从起始电压分布状态过渡到最终电压分布状态， 伴随有谐振的过程， 这是由于绕组之间电容及绕组的电感的作用。在谐振过程中， 绕组某些部位的对地主绝缘，甚至承受比冲击电压还要高的电压。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -