电气设备状态监测

电气设备状态监测第1次作业

二、主观题(共14道小题)

8. abc环路线应该比较长

答：

电介质是指在电场作用下能建立极化的一切物质，广义上说来，电介质不仅包括绝缘材料，而且包括各种功能材料，如压电、热释电、光电、铁电等材料。

9.电介质有哪些类

答：

根据电荷在分子中的分布特性，可以把电介质分为非极性电介质、极性电介质、离子型电介质；电介质按照存在的形态分成几种基本类型：固体电介质、液体电介质、气体电介质和真空电介质。

10.说明固体电介质介质损耗的特点

答：

普通的无机晶体介质只有位移极化，其介质损耗主要来源于电导；玻璃的介质损耗可以认为主要由三部分组成：电导损耗、松弛损耗和结构损耗；非极性有机介质，既没有弱联系离子，也不含极性基团，因此在外电场作用下只有电子位移极化，其介质损耗主要是由杂质电导引起的；极性有机介质分子量一般较大，分子间相互联系的阻碍作用较强，因此除非在高温之下，整个极性分子的转向难以建立，转向极化只可能由极性基团的定向所引起。

11.什么是界面极化和损耗？

答：

不均匀介质的界面极化，不是由束缚电荷或弱联系离子的位移或转向引起的，而是由自由电荷的移动产生的。在电场作用下，介质中自由电荷移动，可以被介质中的缺陷或不同介质的分界面所捕获，形成空间电荷的局部积聚，使得介质中自由电荷分布不均匀从而产生宏观偶极矩的现象，称为界面极化或空间电荷极化。

12.说明介质损耗角正切的测量方法与特点

答：

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

谐振法：当测量频率增高至上kH z时，由于元件杂散电容、残余电感等的影响，一般电桥已不能用于绝缘材料的相对介电常数与介质损耗角正切的测量，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，电介质的电导可分为哪些类型？举例说明。

（1）电子电导（包括空穴电导）：载流子是带负电荷的电子（或带正电荷的空穴）。

（2）离子电导：载流子是离解了的原子或原子团（离子），它们可以带正电荷，也可以带负电荷，如N a+、

Cl－、(OH)－等。离子导电时，伴随有电解现象发生。

（3）胶粒电导：载流子是带电的分子团即胶粒，如油中处于乳化状态的水等。

14.说明气体电介质的电导特性。

答：

常温、常压下的气体在较低电场强度下都是优良的绝缘体，能够通过气体的电流极其微弱，只有采用很高灵敏度的静电计才能检测出来（j < 10－14A/m2）。

气体中载流子的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，气体中载流子浓度的大小主要取决于光、热、辐射等电离源的强弱。

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

16.什么是GIS

答：

SF6封闭式组合电器（气体绝缘金属封闭开关设备）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、套管和/或电缆终端等电气元件封闭组合在接地的金属外壳中，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.简述真空断路器的优点，及其主要应用场所。

答：

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.简述局部放电测量的脉冲电流法。

此法测量的是视在放电量。当发生局部放电时，试品两端会出现一个几乎是瞬时的电压变化，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的依据？

答：

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的百少数的平均值，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。总烃的相对产气速率大于10％时，应引起注意，但对总烃起始含量很低的设备不宜采用此判据。

需要指出，有的设备其油中某些特征气体的含量若在短期内就有较大的增量，则即使尚未达到阈值，也可判为内部有异常状况；有的设备因某种原因使气体含量基值较高，但增长速率低，则仍可认为是正常。

20.局部放电在线监测有哪些干扰？

答：

1)线路或其它领近设备的电晕放电和内部的局部放电

2)电力系统的载波通信和高频保护信号对监测的干扰

3)可控硅整流设备引起的干扰

4)无线电广播的干扰。这种干扰也是连续的周期性干扰，其频率

在500kHz以上。

5)其他周期性干扰。如开关、继电器的断合，电焊操作，荧光灯、

雷电等的干扰以及旋转电机的电刷和滑环间的电弧引起的干扰等，这

是一种无规律的随机性脉冲干扰。

21.某变电站大批电容器爆炸或外壳变形，研究表明是由于受潮引起的，请叙述受潮引起爆炸的原因。

答：

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的特点及适用场合

答：

无外电场作用时，分子的正电荷和负电荷中心不相重合，即分子具有偶极矩，称为分子的固有偶极矩。这种分子称为偶极分子或极性分子，由极性分子组成的电介质称为极性电介质，如聚氯乙烯、纤维、某些树脂等。

2.按照存在的形态，说明每一类电介质的用途。

答：

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的场合，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，具有优良的绝缘性能和灭弧性能。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，真空间隙的绝缘强度比常温下的空气和SF6高得多。

3.从极化、电导、放电等角度分析电介质损耗的产生过程及影响因素.

答：

极化分为电子极化和松弛极化等，电子极化速度快，产生的损耗可以忽略；松弛极化主要由偶极子转向时分子之间的摩擦引起的，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的电流通过，此为电介质的电导，电介质的电导越大，相同电压下产生的损耗就越大，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，电能以热和光的形式释放，导致损耗，而导致局部放电的原因较多，包括绝缘受潮，电压偏高等因素。