《高电压技术 第3版》 习题及答案第6章习题.docx

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1、第6章 电气绝缘在线检测6-1简述什么是在线检测，那些设备需要实施在线检测？在线检测与离线试验各有什么 优缺点？6-2变压器绝缘故障有哪些类型，对应的故障气体特点是什么？6-3实现变压器油中溶解气体在线检测需要哪些环节，简述各个环节的基本原理?6-4如何根据油中溶解气体分析进行变压器故障诊断？6-5局部放电在线检测的关键技术是什么？如何抑制干扰？6-6容性电气设备tan 5在线检测方法主要有哪些？简述其原理？6-7为什么说在线检测技术是实施状态维修的基础？6-8对于在线检测装置，测量重复性和测量精度哪个更重要，为什么？6-1简述什么是电气设备在线监测，并说明与离线试验相比较，有什么优缺点？答：

2、在线监测是在电力设备运行的状态下连续或周期性监测绝缘的状况。一些不能停止 运行的重要电力设备需要实施在线监测。离线试验需要停电进行；监测间隔周期较长，不能 及时发现绝缘故障；停电后的设备状态与运行时的设备状态不相符，影响诊断的正确性，但 是离线试验投资较小；检测面宽；检测设备相对简单，使用方便；适合小型系统和设备，同 时对设备的影响小。6-2变压器绝缘故障有哪些类型，对应的故障气体特点是什么？答：变压器绝缘故障主要分为三类：热故障、电故障及其绝缘受潮，故障不同时，油中 溶解的故障气体成分不同，因此可以通过分析油中溶解气体的成分来判断变压器存在的绝缘 故障。1 .过热故障：当热应力只引起热源处绝

3、缘油分解时，所产生的特征气体主要是CH4和 C2H4,且C2H4所占比例随着故障点温度的升高而增加。当故障涉及固体材料时，则还会产 生大量的CO和CO2o2 .放电故障：放电故障是由于电应力作用而造成绝缘裂化，按能量密度不同可以分成电 弧放电、火花放电和局部放电等。（1）电弧放电：油中溶解的故障特征气体主要是C2H2、H2,其次是大量的C2H4、CH4o（2）火花放电：油中溶解气体的特征气体以C2H2、H2为主。（3）局部放电：油中的气体组分含量随放电能量密度不同而异，一般总煌不高，主要 成分是H2，其次CH4。3 .绝缘受潮：含有大量的H2。6-3实现变压器油中溶解气体在线检测需要哪些环节，

4、简述各个环节的基本原理？答：油中气体在线检测包括：1、脱气2、混合气体分离3、气体检测（1）脱气法主要有油中吹气法、抽真空取气法和分离膜渗透法。吹气法的基本原理是 采用吹气方式将溶解于油中的气体替换出来，使油面上某种气体的浓度与油中气体的浓度逐 渐达到平衡；抽真空法是通过抽真空将油中溶解气体抽出，废油返回变压器油箱；分离膜法 利用气体的溶解-扩散机理，使油中溶解气体通过致密、多孔膜高分子膜，最终使气室内气 体和油中溶解气体浓度达到平衡。（2）混合气体分离一般用气相色谱完成。气相色谱柱常由破璃管、不锈钢管或钢管组 成的静止不动的一相（固体或液体）称为固定相，自上而下运动的一相（一般是气体或液体）

5、 称为流动相;装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）即为色谱柱。当流动相中样品混合物经 过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相相互作 用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不 同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。（3）气体检测通过气敏检测器分辨不同溶解气体类型，目前应用于油中气体检测的气 体检测器主要有热导检测器、半导体型传感器、催化燃烧型传感器、光敏气体传感器、燃烧 电池型传感器和其他形式的传感器。检测器的基本要求是：有足够的灵敏度；选择性好，对 被测气体以外的共存气体或物质不反应或反应小；响应时间和恢复时间短，恢

6、复时间指会传 感器从脱离被测气体到恢复正常状态所需要的时间；重复性好，性能稳定，维护方便，价格 便宜，有较强的抗环境影响能力。6-4如何根据油中溶解气体分析进行变压器故障诊断？答：1.是否存在故障的判断：（1）阈值判断法。将油中溶解各气体的溶度与正常极限注 意值作比较，可以判断变压器有无故障。（2）根据产气速率判断。判断有无故障要将各组分 的气体浓度和产气速率结合起来，温期内各组分气体含量迅速增加，但未超过规定的注意值 也可判断为故障。2.故障性质的判断。（1）特征气体法 我国现行的DL/T 722-2014变压器油中解气体 分析和判断导则，将不同故障类型产生的特征气体归纳为表，表中总结的不同

7、故障类型产 生的油中特征气体组分，只能粗略地判断充油电力变器内部的故障。因此国内外通常以油中 溶解的特征气体的含量来诊断充油电力变压器的故障性质。（2）三比值法。过热性故障产生 的故障特征气体主要是CH.4和C2H4,而放电性故障主要的特征气体是C2H2和H2,为此可以 采用CH/也来区分是放电故障还是过热故障。6-5局部放电在线检测的关键技术是什么？如何抑制干扰？答：局部放电在线检测的关键技术是电流传感器和抗干扰两大关键技术。消除的方法：（1）选择合适的检测频带：系统的检测频带选择原则是，能避开现场主要 的干扰频带，使之在此检测频带下，检测灵敏度和信噪比最高；（2）差动平衡系统，主要通过差动

8、平衡电路，抑制共模干扰。由于信号来源不同、设备结构不同，需要通过调试获得最好的抑制效果。(3)还可采用脉冲极性鉴别法、屏蔽和接地、硬件滤波和软件数字滤波等。6-6容性电气设备tan 5在线检测方法主要有哪些？简述其原理答：1)高压电桥法。电桥法测量tan 6的基本电路如下图所示，其中一桥路由电压互b)感器提供电源。检测前，调整桥路平衡，使指零仪G指零，C4即等于设备tan打 检测时不 再调节R3,只调节C4,使G指示值最小，此时C4仍等于实时的tan 5 , G的指示值则相当 于实时Cx和调试时电容值的差值ACx。2)相位差法。相位差法则是直接测量介质损耗角的正切值tan8,其原理如图所示。电

9、 流信号由设备末屏接地线或设备本身接地线上的低频电流传感器经转换为电压信号后输入 检测系统。电压信号由同相的电压互感器提供，再经电阻器分压后输出。两路信号通过低通 滤波器、放大后进入过零整形，电流和电压的相位差(P，则tan6kb=0.5L(p。通过相位鉴 别单元，用计数脉冲进行计数，计数值和tan 6成正比关系。电流信号电压 信号一b)相位鉴别微型计算机6-7为什么说在线监测技术是实施状态维修的基础？答：在线监测技术比离线监测技术的最大优点在于能够监测装置运行时的状态，而实施 状态维修也必须是装置在运行过程中发生故障，有些装置在离线状态下无法检测出它的故 障，所以在线监测能够较为准确的决定是否进行维修。6-8对于在线监测装置，测量重复性和测量精度哪个更重要，为什么？答：测量精度更为重要，对于在线监测装置，由于我们对于故障的诊断是以概率的方式 来划分，而且装置实时运行时，各个时段的运行状态并不一样，有可能因为微小的一个变化 造成故障现象的出现，但是过后又迅速消失，所以测量重复性一是解决有些细微的变化但还 未达到故障的现象，防止误动作；二是多次测量以确定达到故障时的概率值，保证继电保护 装置动作。