电气设备状态监测Word文件下载.docx

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在电场作用下,介质中自由电荷移动,可以被介质中得缺陷或不同介质得分界面所捕获,形成空间电荷得局部积聚,使得介质中自由电荷分布不均匀从而产生宏观偶极矩得现象,称为界面极化或空间电荷极化。

12、 

说明介质损耗角正切得测量方法与特点

电桥法:

间接测量法,作为最传统得方法技术成熟,准确而可靠,但用于在线监测时把元件串入电路,降低了系统得可靠性;

谐振法:

当测量频率增高至上kHz时,由于元件杂散电容、残余电感等得影响,一般电桥已不能用于绝缘材料得相对介电常数与介质损耗角正切得测量,在这种情况下广泛使用谐振法;

相位差法:

直接测试介质损耗角,容易理解,用于在线监测非常方便,但对硬件要求很高,误差较大。

全数字法:

采集信号后,所以计算均有微型计算机完成,方便、准确,对计算机计算要求较高

13、 

按导电载流子种类,电介质得电导可分为哪些类型？

举例说明。

（1）电子电导（包括空穴电导）:

载流子就是带负电荷得电子（或带正电荷得空穴）。

（2）离子电导:

载流子就是离解了得原子或原子团（离子）,它们可以带正电荷,也可以带负电荷,如Na+、

Cl－、（OH）－等。

离子导电时,伴随有电解现象发生。

（3）胶粒电导:

载流子就是带电得分子团即胶粒,如油中处于乳化状态得水等。

14、 

说明气体电介质得电导特性。

常温、常压下得气体在较低电场强度下都就是优良得绝缘体,能够通过气体得电流极其微弱,只有采用很高灵敏度得静电计才能检测出来（j<

10－14A/m2）。

气体中载流子得浓度与外界影响因素密切相关,如气体受到光、热、辐射等外因作用时,分子发生电离而产生正、负离子对;

或由于光、热、辐射作用使阴极发射出电子。

显然,气体中载流子浓度得大小主要取决于光、热、辐射等电离源得强弱。

15、 

列表说明运行中35kV、110kV、220kV、500kV油纸型高压套管在20℃时tanδ得规定值（％）

16、 

什么就是GIS

SF6封闭式组合电器（气体绝缘金属封闭开关设备）就是将断路器、隔离开关、快速接地开关、电流互感器、避雷器、母线、套管与/或电缆终端等电气元件封闭组合在接地得金属外壳中,以SF6气体作为绝缘介质,简称GIS,其作用相当于一个开关站。

17、 

简述真空断路器得优点,及其主要应用场所。

不爆炸,低噪声,体积小,高可靠性,检修周期长。

35kV级以下（含）电压等级中占主导地位。

18、 

简述局部放电测量得脉冲电流法。

此法测量得就是视在放电量。

当发生局部放电时,试品两端会出现一个几乎就是瞬时得电压变化,在检测回路中引起一高频脉冲电流,将它变换成电压脉冲后就可以用示波器等测量其波形或幅值,由于其大小与视在放电量成正比,通过校准就能得出视在放电量（一般单位用pC）。

此法灵敏度高、应用广泛。

19、 

说明相对产气速率如何作为变压器故障判断得依据？

相对产气速率即每运行一个月（或折算到月）,某种气体含量增加原有值得百少数得平均值,按下式计算

相对产气速率也可以用来判断充油电气设备内部状况。

总烃得相对产气速率大于10％时,应引起注意,但对总烃起始含量很低得设备不宜采用此判据。

需要指出,有得设备其油中某些特征气体得含量若在短期内就有较大得增量,则即使尚未达到阈值,也可判为内部有异常状况;

有得设备因某种原因使气体含量基值较高,但增长速率低,则仍可认为就是正常。

20、 

局部放电在线监测有哪些干扰？

1） 

线路或其它领近设备得电晕放电与内部得局部放电

2） 

电力系统得载波通信与高频保护信号对监测得干扰 

3） 

可控硅整流设备引起得干扰 

4） 

无线电广播得干扰。

这种干扰也就是连续得周期性干扰,其频率在500kHz以上。

5） 

其她周期性干扰。

如开关、继电器得断合,电焊操作,荧光灯、雷电等得干扰以及旋转电机得电刷与滑环间得电弧引起得干扰等,这就是一种无规律得随机性脉冲干扰。

21、 

某变电站大批电容器爆炸或外壳变形,研究表明就是由于受潮引起得,请叙述受潮引起爆炸得原因。

　　　　　　电气设备状态监测第2次作业

一、主观题（共14道小题）

1、 

用实例加以说明极性电介质得特点及适用场合

无外电场作用时,分子得正电荷与负电荷中心不相重合,即分子具有偶极矩,称为分子得固有偶极矩。

这种分子称为偶极分子或极性分子,由极性分子组成得电介质称为极性电介质,如聚氯乙烯、纤维、某些树脂等。

2、 

按照存在得形态,说明每一类电介质得用途。

A.固体电介质:

多用于支撑绝缘;

B.液体电介质:

具有流动性,可用于散热要求较高得场合,如变压器;

C.气体电介质:

与液体电介质相似,但其密闭性要求更高;

其绝缘性能随气压而变化;

D.真空电解质:

真空绝缘主要应用于中压开关设备上,具有优良得绝缘性能与灭弧性能。

采用真空作为开关灭弧介质,成本低、维修费用低、无爆炸危险,另外,由于灭弧室具有高真空度,空气分子十分稀薄,真空间隙得绝缘强度比常温下得空气与SF6高得多。

3、 

从极化、电导、放电等角度分析电介质损耗得产生过程及影响因素、

极化分为电子极化与松弛极化等,电子极化速度快,产生得损耗可以忽略;

松弛极化主要由偶极子转向时分子之间得摩擦引起得,与电场速度、偶极子质量、温度等都密切相关,该极化只在交流电场下产生;

电介质并非理想绝缘体,在电场作用下均有一定得电流通过,此为电介质得电导,电介质得电导越大,相同电压下产生得损耗就越大,受潮等绝缘缺陷都会使其增大,导致损耗增大;

绝缘内部产生缺陷导致发生局部放电,电能以热与光得形式释放,导致损耗,而导致局部放电得原因较多,包括绝缘受潮,电压偏高等因素。

4、 

什么就是固体电介质得本征离子电导

离子晶体点阵上得基本质点（离子）,在热振动下,离开点阵形成载流子,构成离子电导。

这种电导在高温下才比较显著,因此有时亦称为“高温离子电导”。

5、 

电介质老化有哪些主要类型？

热老化、热氧化老化、光老化或光氧化老化、臭氧老化、化学老化、生物老化、疲劳、高能辐射老化、电老化。

6、 

叙述绝缘老化机理

热老化就是材料在热等因素作用下,材料发生失重、相对分子质量降低、熔化、结晶度与交联度变化等过程从而使性能下降得现象。

通常所讲得热老化实际上包括:

热老化、热氧化老化、热脆化与氧化脆化等。

7、 

简述放电对六氟化硫绝缘系统得破坏作用

电晕放电对SF6得作用极为轻微,不产生剧毒得S2F10;

但电弧得作用很强烈,大电流电弧通道中得温度高达4000K,能使SF6分解:

分解后绝大部分在70μs内复合还原。

高温还能使电极金属汽化以及生成极少量低氟化物与金属得化合物。

SF6分解产物对绝缘材料有影响,稳定性排列顺序为:

C－C,C－F,C－H＞酯基＞氨基＞缩醛＞含硅材料

含硅材料得稳定性最差,包括含玻璃纤维得浸渍材料、层压材料、含石英粉得各种涂料或浇注料、硅树酯与硅橡胶等都不能用在充SF6得电气设备中。

分别说明水树枝与电树枝老化对绝缘得破坏作用。

当绝缘中存在尖端电极时,施加电压后,在尖端处发生电场局部集中现象,并从该尖端长出树枝状痕迹,最后发展到击穿。

从诱发树枝到击穿得全过程就是树枝化老化。

当针尖无气隙时,电树枝得诱发可能就是先从尖端注入载流子或因局部（尖端附近）电击穿诱发电树枝。

当尖端存在气隙时,可能与气隙放电有关,放电产生得带电粒子得冲击作用与热作用引发电树枝。

水树枝就是在电场与水联合作用下在高分子电介质中所产生得树枝状痕迹。

诱发水树枝得外施电压比诱发电树枝得电压低得多,例如潜水电机绕组线得对地工作电压只有220V,就足以诱发水树枝,且诱导期极短,甚至没有诱导期。

水树枝诱发后,往往由它进一步发展为电树枝直至击穿。

什么就是绝缘纸得平均聚合度,为什么其可作为变压器寿命得判断依据？

变压器得寿命决定于振动与外电路短路时加在线圈上机械力与绝缘纸得老化破坏。

由于热老化使绝缘纸得拉伸强度降低,而拉伸强度与绝缘纸得平均聚合度有着密切得关系。

测定油中分解气体（如前所述）得目得本就就是测定绝缘纸平均聚合度降低得情况。

例如,从正在使用得变压器中只要取得很少一点绝缘纸作为试验样品,通过测定纸得拉伸强度与绝缘纸得平均聚合度,就可以直接分析得到变压器老化得程度。

如何测定变压器得绝缘电阻？

绝缘电阻得测定就是用来推定绝缘纸或绝缘油得吸湿与老化等情况得简单试验方法。

一般就是使用1000V以上得绝缘试验器与绝缘电阻测定仪,来测试线圈之间、线圈与地之间得绝缘电阻。

绝缘子串电压分布有哪些测量方法？

①短路叉法:

这就是检测损坏绝缘子（又称零值绝缘子）最简便得工具。

②电阻分压杆、电容分压杆法

③火花间隙检测杆法

绝缘电阻测试能否很好判断套管、绝缘子就是否具有裂纹？

能否很好判断内部绝缘受潮？

绝缘电阻测试不能很好判断套管、绝缘子就是否具有裂纹;

不能否很好判断内部绝缘受潮。

为什么在线监测中最常用得传感器就是穿心式得电流传感器。

因为穿心式得电流传感器不会破坏电气设备得接线结构。

说明电力设备维修得演变

事后维修（Break-downMaintenance）就是当设备发生故障或其她失效时进行得非计划性维修。

在现代设备管理要求下,事后维修仅用于对生产影响极小得非重点设备,有冗余配置得设备或采用其她检修方式不经济得设备。

这种维修方式又称为故障维修。

预防性定期检修（Time-BasedMaintenance）就是一种以时间为基础得预防检修方式,也称计划检修。

它就是根据设备磨损得统计规律或经验,事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修备件及材料等得检修方式。

定期检修适合于已知设备磨损规律得设备,以及难以随时停机进行检修得流程工业、自动生产线设备。

状态检修（Condition-basedMaintenance）或预知维修（PredictiveMaintenance）就是从预防性检修发展而来得更高层次得检修体制,就是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展为依据得检修方式。

它根据对设备得日常检查、定期重点检查、在线状态监测与故障诊断所提供得信息,经过分析处理,判断设备得健康与性能劣化状态及其发展趋势,并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修。

这种检修方式能及时地、有针对性地对设备进行检修,不仅可以提高设备得可用率,还能有效降低检修费用。

它与预防检修相比较,带有很强烈得主动色彩。

　　　　　　　　　电气设备状态监测第３次作业

一、主观题（共12道小题）

说明用热老化试验确定绝缘寿命得步骤

A、 

老化因子得选择

B、 

试样确定与制作

C、 

老化温度确定

D、 

在规定温度下进行试样老化

E、 

根据选择得老化因子,对老化后得试验进行测试

F、 

分析

绝缘就是如何进行耐热分级得？

在电工技术中,常把电机电器得绝缘结构或绝缘系统以及绝缘材料按耐热等级分类。

耐热等级由绝缘包括绝缘材料与绝缘结构在电机电器运行中允许得最高长期工作温度决定。

说明电老化得分类

局部放电（电晕放电）老化、电弧放电老化与电痕化老化、树枝化老化。

简述负电性气体得击穿特点。

对于具有较大电子亲与力元素得气体,即容易附着电子得气体,必须考虑负离子得形成对其放电过程得影响。

一般来说,电子亲与力大得一些气体,如含卤元素得气体,其电离能远低于He等惰性气体,但其与空气得耐压比（相同pd时）却比He等惰性气体得大。

C6H6等碳氢化合物气体,分子大,在温度与压力相同时电子平均自由行程小,其耐压比虽大于1,但与CC14等气体相比,在分子自由行程相近时,后者得耐压比却高得多。

表明这类气体耐压比高并非由于其电离能大、电子平均自由行程小得原因,而主要就是由于电子亲与力大容易吸附电子生成负离子得原因。

在这类气体中,由于SF6在性能上具有很多优点,因此在高压电气设备中得到广泛应用。

绝缘纸与织物浸胶与浸油得目得就是什么？

填充绝缘纸中得气隙,提高电气强度。

简述变压器绝缘结构

变压器绝缘可以分为内绝缘与外绝缘。

内绝缘就是处于油箱中得各部分绝缘,这些绝缘就是油、固体绝缘材料与二者得组合。

外绝缘就是空气绝缘,这就是指套管上部对地与彼此之间得绝缘以及保护间隙。

内绝缘可以分为主绝缘与纵绝缘两种。

主绝缘就是某一绕组与接地部分以及与其它绕组间得绝缘。

主绝缘由变压器得一分钟工频耐压与冲击耐压所决定。

处于绕组之外,连接绕组得各部分及绕组与套管得那些连接线本身得绝缘,称为引线绝缘,一般根据工频耐压试验电压而决定,但有时也要考虑冲击强度。

简述单芯交联聚乙烯（XLPE）电缆得绝缘结构

如图所示。

电缆内部半导电层、绝缘体、外部半导电层就是由挤塑机进行挤塑成型得。

由于要连续制造厚绝缘电缆,需同时进行加热、冷却,故需80m得高塔。

请画出反接法测试高压套管介质损耗得示意图

变压器油中溶解故障气体得各组分中,电弧放电得特征气体就是什么？

用油中溶解乙炔判断变压器故障时,110kV变压器得注意值就是5uL/L,而500kV变压器得注意值就是1uL/L,说明为什么两者存在这么大得差异。

电弧放电得特征气体:

C2H2

110kV变压器电压等级低;

110kV变压器体积小,同样体积得故障体积表现出来得浓度要小得多。

简要比较说明少油断路器、真空断路器、SF6断路器得优缺点。

（1） 

少油断路器:

结构简单、制造容易、维护方便,但由于使用油作为绝缘介质,有发生火灾得危险,安全可靠性不就是很高;

（2） 

真空断路器:

不爆炸、低噪声、体积小、高可靠性,检修周期长,但目前电压等级不就是很高;

（3） 

SF6断路器:

体积小,占地面积小,运行安全,维护简单,技术比较先进,经济上比较优越,但为防止漏气,对工艺要求较高。

请给出绝缘内部气隙局部放电得等值电路

给出容性设备在线监测系统得原理图,并简单说明。

通过测试绝缘泄露电流与电压,采用傅里叶变化获得各自得相位,根据两者相位角得差即可获得介质损耗角正切。