《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案).docx

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1、电气设备状态监测及故障诊断技术复习提纲1 预防性试验的不足之处（P4）答：1、 需停电进行试验，而不少重要电力设备，轻易不能停止运行。2、 停电后设备状态（如作用电压、温度等）及运行中不符，影响判断准确度。3、 由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。4、 由于是定期检查和维修，设备状态即使良好时，按计划也需进行试验和维修，造成人力物力浪费，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度维修。2 状态维修的原理（P4）答：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

2、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。3 老化的定义（P12）答：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。4 电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、

3、多应力老化等。5 热老化的定义（P12）答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。6 什么是8规则?（P13）答：根据V.M.Montsinger提出的绝缘寿命及温度间的经验关系式可知，lnL和t呈线性关系，并且温度每升高8，绝缘寿命大约减少一半，此即所谓8规则。7在弱电场和强电场的作用下，设备绝缘的电气特性有哪些？答：（1） 在强电场（外施场强大于该介质的击穿强度）下，将出现放电、闪络、击穿等现象，这在气体中表现最为明显。（2） 在弱电场（外施场强比该介质的击穿场强小得多）下，主要是介质中的极化、电导、介质损耗等。8什么是电气故障诊断？其特点是什么？答：通过对电气设备的试验和各种特性的测

4、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。 提高电气设备及电力系统的运行可靠性和经济性。 任何诊断都是以征兆为线索的，电气设备故障诊断的困难在于：一般说来，故障和征兆之间并不存在简单的一一对应关系，一种故障可能对应多种征兆，而一种征兆也可能对应着多种故障。因此仅仅依靠单一的检测项目，对故障的分析是不全面的，需要对各种试验结果进行综合推理。9 可靠性、失效及故障的定义（P21）答：可靠性：产品在规定条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。失效：产品终止完成规定功能的能力这样的事件。故障：产品不能执行规定功能的状态。10描述可靠性的定量指标是一什么？答：可靠

5、度，失效率，平均寿命。11 寿命试验的目的和方式(26)答：寿命试验是为了确定在工作状态下的寿命分布规律和相应的可靠性指标。寿命试验有两种方式：1、 实验室可靠性试验。相当多的元件、材料可直接在实验室进行寿命试验。为缩短寿命长的试品的试验时间，可采用加速寿命试验。但如何选择合适的应力来试验常需较多的经验。2、 现场可靠性试验。多数电气设备不可能在实验室进行可靠性试验，而只能根据现场的运行、检修资料进行统计分析，从而得出各项可靠性指标。12电气设备在线检测中，对窄带干扰信号可使用什么手段进行抑制？（P53）答：电气设备在线检测中，对检测所得信号中的窄带干扰，可使用数字滤波器、自适应处理器、频域处

6、理和小波分析等手段进行抑制。13抑制白噪声的方法有哪两种？(P64)答：白噪声是电气设备信号检测中经常遇到的一种随机干扰，可以使用时域分析法或小波分析法进行抑制。14 诊断的定义，根据诊断规则的不同可以将其分为哪三类？(P77)答：诊断就是根据设备的特征来推断设备的状态。根据诊断规则的不同，可将诊断分成三种类型：1.逻辑诊断；2.模糊诊断；3.统计诊断。15 什么是模式？什么是模式识别？（P91）答：人们利用分类方法来认识世界上的各种事物。对某一类事物确定其概念，给予定量的或结构的描述，称为模式。然后将需要识别的事物及已知模式相对照，进行识别、归类，这就是模式识别。16 根据所用样板模式的不同

7、，可将诊断分为哪几类？（P93）答：根据所用样板模式的不同，可将诊断分为：1、阈值诊断；2、时域波形诊断；3、频率特性诊断；4、指纹诊断。17分别阐述什么叫阈值诊断、时域波形诊断、频率特性诊断和指纹诊断。（P93）答：阈值诊断：对设备进行测试，按照所得特征量是否超过规定阈值来判断设备状态的方法。时域波形诊断：对设备进行测试，将车的某种物理量随时间变化的曲线及样板对照来判断设备状态的方法。频率特性诊断：对设备进行测试，根据测得的设备的频率特性，或将测得的某种物理量的频谱及样板对照来判断设备状态的方法。指纹诊断：对设备进行测试，对测得的数据进行处理，将得到的某种特殊图形及样板对照来判断设备状态的方

8、法。18 列举出9种特征提取方法。（P99） 答：1、表列数据、2、频谱特征；3、脉冲波形特征；4、时域分析；5、统计特征；6、曲面拟合；7、分形特征；8、灰度图像矩特征；9、信号的参数模型。19 常见的知识表达方式有哪五种？（P129）答：产生式规则表示法、语义网络表示法、框架表示法、谓词逻辑表示法、模糊逻辑表示法。20 什么是推理？根据求解过程中所用知识因果关系确定程度的不同，可将推理分为哪两类？（P133）答：推理就是如何运用知识以求解问题。根据求解过程中所用知识因果关系确定程度的不同，可将推理区分为精确推理和不精确推理。21 当可行性分析确定后，具体进行专家系统开发时要经历哪五个阶段？

9、（P137）答：认识阶段、概念化阶段、形式化阶段、实现阶段、测试阶段。22 对传感器的基本要求有哪三个？按工作时是否需要外加辅助能量支持来分类，传感器可分为哪两类？（P153）答：对传感器的基本要求：（1）能检测出反映设备状态的特征量的信号，有良好的静态特性和动态特性。前者包括灵敏度、线性度、分辨率、准确度、稳定度、迟滞。后者则指频响特性。（2）对被测设备无影响，吸收被测系统的能量极小，能和后续单元很好的匹配。（3）工作可靠性好，寿命长。按工作时是否需要外加辅助能量支持来分类，传感器可分为无源传感器和有源传感器。23 温度传感器包括哪三类？（P153）答：固体温度传感器、半导体温度传感器、光纤

10、温度传感器。24 红外线传感器的主要技术参数有哪些？（P155）答：主要技术参数为：（1）灵敏度（V/W），即探测器的输出信号电压及入射到探测器的辐射功率之比；（2）响应时间，指传感器受辐射照射时，输出信号上升到稳定值的63%时所需的时间；（3）噪声等效功率（NEP），当辐射小到它在探测器上产生的信号完全被探测器的噪声所淹没时的功率，它代表了探测器的探测极限；（4）探测率，当探测器的敏感元具有单位面积、放大器的测量带宽为1Hz时，单位辐射功率所能获得的信号电压噪声比；（5）光谱响应，指传感器的响应度随入射波长的变化。25 电流传感器有哪三类？（P159）答：互感器型电流传感器、霍尔电流传感器、

11、感应传感器。26以电容式套管为例，其常见绝缘故障有哪五种？（P180）答：（1）制造或大修时密封不良引起受潮；（2）电容芯子的卷制不良或真空浸油处理不完善时，很容易发生局部放电；（3）悬浮放电；（4）均压球附近放电；（5）因过电压过高、外绝缘爬距偏小或表面脏污等原因而引起外绝缘放电。27 电力电缆线路包括哪三部分？其配件包括哪四部分装置？还包括哪四种土建部分？（P194）答：电力电缆线路是采用电缆输送电力的输电或配电线路，一般敷设在地下或水下。作为一个完整的输配电线路，电力电缆线路包括电缆本体、接头、终端，视情况不同还可能带有不同功能的配件，如护层保护器、交叉互联箱、压力箱、温度示警装置等。有

12、些电缆线路还包括相应的土建部分，如电缆沟、排管、竖井、隧道。28 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？（P197）答：在电力电缆线路的两侧，只有将电缆端部的金属套剥开，才能将电缆导体及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。29 对电缆接头的要求是什么？（P198）答：对电缆接头的基本要求是：电缆导体在连接处应有良好的导

13、电性能和机械性能，并具有及电缆本身相同的绝缘强度和防潮性能，其密封套还应具有防腐蚀性能。及电缆终端类似，两根被连接的电缆端部也需要使用电场控制锥，以改善电场分布。30 对电缆故障点的预估定位通常用什么方法？电缆故障点的确切定位用什么方法？（P210）答：电缆故障点预估定位通常采用脉冲反射法。在初步估计电缆故障范围后，即可在此范围寻找电缆的确切故障点，已进行修理。对占故障比例较高的并联型故障，可根据电缆故障点电阻数值的大小，分别采用声波法或音频法。31 变压器绕组变形的主要原因是什么？绕组变形的主要形式和特点是什么？（P289）答：（一）变压器绕组变形的主要原因是：1、设计、制造原因：（1）设计

14、不合理，设计时的短路强度不够、动稳定性较差；（2）制造过程中存在缺陷或不合理因素，如压紧件、支撑件的强度、刚度不够。（3）装配时线圈的不同心、压紧不良等。2、出口短路：变压器在运行中发生出口短路事故是导致变压器绕组发生变形的最重要和最主要的外部原因。（1）变压器在运行中不可避免地要遭受各种短路故障的考验，若变压器本身结构中有不合理的地方或机械强度不够，则会引起变压器绕组的变形或位移。（2）在短路过程中，绕组出现由固有和强迫振荡所构成的复杂振动。动态力的量值及按短路电流幅值计算的静态力有很大的差别。动态力随时间变化的特性及其量值在很大程度上取决于绕组的固有振荡频率，而预加紧力的变化会改变固有振荡

15、频率，如果两者接近，就可能出现共振现象，导致绝缘产生松弛、垫块错位、铁芯螺丝松动，继而促使绕组发生变形。（3）绕组变形具有累积效应。3、运输中的冲击：运输中的冲击形成的巨大动态力也会造成绕组的移位、变形。（二）绕组变形的主要形式和特点是：变压器绕组变形是指绕组的尺寸或形状发生的不可逆转的变化，如：（1）在径向上外绕组导线伸长、内绕组直径变小；（2）在轴向上的压缩和坍塌；（3）通常表现为对称的弯曲变形；（4）通常表现为不对称的曲翘变形；（5）器身位移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路。32典型的不可修复元件，其失效率曲线呈什么形状？有哪些组成部分？（P22）答：典型的不可修复元件，一般为电子器件，其失效

16、率曲线呈浴盆状，可分为三个部分：早期失效期、恒定失效期和耗损失效期。33什么是电气设备失效的故障树分析？以你熟悉的电气设备为例，给出其故障树。答：故障树分析方法（Fault Tree Analysis）简称FTA法。是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐级细化的分析方法。34什么是以可靠性为中心的维修策略？答：是以最少的资源消耗保持设备固有可靠性和安全性的原则,应用逻辑决断方法确定设备预防性维修的过程或方法。它强调以设备的可靠性、设备的故障后果作为制定维修策略的主要依据。35什么是电磁干扰？电气设备在线检测中按频带划分可将电磁干扰分为哪两类？请给出至少5种运行现场可能出现的干扰。(P

17、52)答：对有用信号可能造成损坏的无用信号或电磁噪声称为电磁干扰。可分为窄带干扰源和脉冲干扰源。电力线路的负荷电流.故障电流，电力系统架空线传送的载波通信信号，绝缘子表面污秽放电，电气机车导电弓及架空线之间的放电，雷电脉冲。36电磁干扰主要的抑制方法有哪些？答：接地，屏蔽，滤波，保护。37什么是阈值报警？其阀值如何确定？（P93）答：阈值报警：监测设备监测到的电气设备的特征量超过规定的阈值进行报警。阈值确定：1. 试验的方法；2. 简化试验法；3. 实际统计法；4. 确定阈值的90%原则认为90%的设备是运行正常的，其余10%设备内部存在着可能引发事故的早期故障38什么是专家系统？答：专家系统

18、是具有大量专门知识的程序系统，根据多个专家提供的专业知识进行推理，模拟专家作出决定，解决只有专家才能解决的复杂问题。专家系统是具有相关领域知识库及推理器的智能型信息系统。39专家系统及通常的计算机程序不同之处。（P128）答：1.专家系统对知识的表达主要采用“规则”、 “框架”等，而不是计算程序常用的数学模型和算法； 2.专家系统处理的对象不仅包括数值信息，还包括更多的用字符表示的知识，因而逻辑推理（不是数值仿真）是求解的主要方法； 3.影响专家系统结论可信度的主要因素是事实、规则的可信度，而不是数学模型、算法的精度。40目前电力电缆故障主要的原因是什么？为什么？（P197）（1）机械损伤导致

19、电缆故障。(2)电缆外皮受电腐蚀导致电缆故障。(3)化学腐蚀导致电缆故障。(4)地面下沉导致电缆故障。(5)电缆绝缘物的流失导致电缆故障。(6)长期过负荷运行导致电缆故障。(7)震动破坏导致电缆故障。(8)环境潮湿导致电缆故障(9)电缆接头制作工艺不当导致的电缆故障。(10)电缆制造质量差导致的电缆故障。41电力电缆绝缘中的树枝状放电包括哪两种形式？两者的区别是？（P194）答：包括电树枝和水树枝。区别：主要是形成的原因不同。42电力电缆在线监测的主要途径是什么？答：1.局部放电监测及检测；2.运行温度监测及检测；3.接地电流测量；4.电缆绝缘水树监测的直流法；5.绝缘电阻和泄漏电流检测；6.

20、介质损耗因素检测。43变压器常见故障有哪些？其检测方法主要有哪些？答：常见故障：1.绕组变形；2.绕组焊接不良；3.局部过热.检测方法：绕组温度。铁心接地电流。 油中溶解气体分析（DGA ） 。局部放电（PD）。 44变压器油色谱分析（DGA）分析及判断变压器内部故障性质的过程是什么？答：在热和电的作用下，变压器绝缘发生如下变化：绝缘油会逐渐老化、分解而产生各种低分子烃（碳氢化合物的统称）、氢气以及有机酸和石蜡等；而以纤维素为基础的固体绝缘材料（纸和纸板）发生劣化分解时，除释放出水、醛类、酮类和有机酸外，还会产生相当数量的一氧化碳和二氧化碳。 变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度，主要取决于故障点能量的释放形式以及故障的严重程度，所以根据油中溶解气体的色谱分析可以判断设备内部是否存在异常，推断故障类型及故障能量等。看特征气体的含量、组成和主次；看特征气体的产气速率；三比值法判断。45说出至少3种局部放电检测方法。答：1.局部放电的脉冲电流法；2.局部放电的声检测法；3. 局部放电的光检测法第 5 页