2025年高压电工证书考试：高压设备故障诊断与预防案例分析试题解析

2025年高压电工证书考试：高压设备故障诊断与预防案例分析试题解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______考生须知：1.请仔细阅读每一道案例分析题，根据题目要求进行分析和解答。2.请在答题纸上清晰、工整地书写您的答案。3.本试卷共包含三道大题，请按顺序作答。第一题某变电站10kVI母线发生接地故障，保护动作发出接地信号，但并未跳闸。运维人员检查发现，接地信号由B段母线电压互感器（VT）二次侧A相接地保护装置发出，该装置动作灵敏，动作时间约为0.1秒。现场巡视时，运维人员观察到故障点附近有轻微放电声，但未见明火。检查发现，B段母线所连接的1号、2号出线开关均在正常运行状态，其对应的VT二次回路完好。变电站直流电源系统正常。请分析本次接地故障的可能原因，并提出进一步排查和消除故障的具体措施，同时说明为防止类似故障再次发生应采取的预防性措施。第二题某厂区变电所内，一台运行中的500kV主变压器（油浸式，YNd11接线）发生突发性内部故障，导致油位急剧下降（但仍在油标可见范围内），同时本体保护动作，跳闸停运。故障发生后，运维人员立即进行了检查。现场气味异常（有焦糊味），油色变暗，但未观察到大量油流。保护动作报告显示，差动保护、瓦斯保护均动作，动作时间分别为0.05秒和0.2秒。请分析该主变压器可能发生的内部故障类型，解释差动保护和瓦斯保护相继动作的原因，并提出处理该故障和后续处理的建议。第三题在对某110kV输电线路进行例行巡视时，巡线人员发现一基铁塔上的U型横担存在明显变形，且与导线接触，导致导线在接触点附近有轻微放电现象（绝缘子表面有轻微闪络痕迹，但未造成短路）。该线路运行电压110kV，导线型号为LGJ-240/30。根据规程要求，该类铁塔的垂直荷载应能承受一定标准。请分析导致该铁塔U型横担变形的可能原因，并针对此问题提出处理方案和预防措施。试卷答案第一题解析：分析思路：首先明确故障现象（母线接地、VT二次保护动作、有放电声、设备完好）。然后根据故障现象和已知信息，逐条排查可能的原因。从保护动作入手，判断是哪部分二次回路或保护装置异常。结合现场巡视信息，判断是一次设备问题还是二次设备问题。最后提出排查步骤、处理措施和预防措施。可能原因分析：1.B段母线本身绝缘受损，发生瞬时性接地或金属性接地。2.B段母线电压互感器（VT）本体或其二次接线存在绝缘问题，导致对地短路。3.B段母线电压互感器二次回路的A相保护装置本身故障，误发接地信号。4.接地信号回路存在干扰，导致误报。5.放电声可能来自母线或VT附近的其他设备。排查步骤：1.确认接地信号是否稳定，是否伴随其他异常信号。2.检查B段母线本体及连接设备，重点检查绝缘子、引下线等部位，查找可见的接地点或损伤。3.检查B段母线VT本体是否有破损、渗油等异常。4.仔细检查B段母线VT二次回路的A相接线，包括端子、电缆、连接片等，查找松动、断线、短路点。5.检查接地信号回路的屏蔽和抗干扰措施。6.可尝试用高阻值接地电阻测试仪在B段母线端子处进行感应测试，进一步定位故障点。处理措施：1.若确认母线接地，根据接地性质（瞬时性或持续性）和程度，采取相应措施：瞬时性接地可监视，持续性接地应隔离故障点。2.若确认VT本体或二次回路故障，应立即处理故障点，修复或更换损坏部件。3.若确认保护装置误动，应检查并修复或更换保护装置。预防性措施：1.加强母线和VT的巡视检查，特别是绝缘子和二次回路的连接点。2.定期对母线VT进行绝缘测试和二次回路检查。3.改善接地信号回路的抗干扰设计，必要时增加屏蔽。4.提高运维人员对异常现象的识别能力。第二题解析：分析思路：首先根据保护动作类型（差动、瓦斯）和动作顺序，判断故障性质和严重程度。结合故障现象（油位下降、焦糊味、油色变暗），确定故障发生在变压器内部且较为严重。然后根据变压器结构和保护原理，分别解释差动保护和瓦斯保护动作的原因。最后提出故障处理和后续处理建议。可能原因分析：1.变压器内部绕组发生匝间、相间或相地短路故障，导致电流急剧增大，产生高热。2.故障导致绝缘材料烧毁、分解，产生气体。差动保护动作原因解释：差动保护是基于电流差原理，当变压器两侧电流差值达到设定定值时动作。内部故障导致一侧或两侧绕组短路，引起穿越性故障电流剧增，使得差动回路电流差值超过定值，从而快速（0.05秒）动作跳闸，以防止故障扩大。瓦斯保护动作原因解释：变压器内部故障产生的高热导致绝缘油分解、汽化，形成大量油气。油气上升到瓦斯继电器内部，使浮筒上浮或使油导板带动干簧触点闭合，触发瓦斯保护装置动作（动作时间约0.2秒），发出告警或跳闸信号。油位下降也是故障导致油分解汽化的直接后果。处理措施：1.立即隔离故障变压器，防止事故扩大。2.停止变压器运行。3.根据瓦斯保护动作情况，判断气体可能性质（可后续取样分析）。4.进行外部检查，评估设备损坏情况。后续处理建议：1.抽取变压器油样，进行色谱分析、简化试验等，精确判断故障类型和程度。2.对变压器进行吊罩检查，彻底查找故障点。3.根据检查结果，决定修复或报废。4.分析故障原因，改进运行维护措施。预防性措施：1.加强变压器运行监视，特别是负荷、温度、油位、油色、声音等。2.定期进行油色谱分析，及早发现内部故障隐患。3.加强绝缘监督，定期进行绝缘测试。4.注意运行维护，避免过载运行和受潮。5.改进变压器设计或制造工艺，提高抗故障能力。第三题解析：分析思路：首先根据题目描述，确定故障点（铁塔U型横担变形、导线接触、绝缘子闪络）。然后结合铁塔结构和受力特点，分析可能导致横担变形的各种原因。从机械应力、环境影响、安装质量等方面进行排查。最后提出处理方法和预防措施。可能原因分析：1.铁塔承受超过其设计或实际运行所承受的垂直或水平荷载，导致横担过载变形。2.U型横担本身存在制造缺陷或材料疲劳、老化。3.铁塔基础沉降不均或遭外力破坏（如车辆撞击、挖掘工程影响），导致铁塔结构变形，带动横担变形。4.导线张力异常增大（如冰害、风偏导致），对横担产生过大侧向力或顶压力。5.安装不规范，连接螺栓未按要求紧固或存在松动。6.长期存在轻微变形，未及时处理，逐渐加剧。处理措施：1.立即对受力情况进行评估，判断变形程度是否影响安全。2.如变形严重或持续发展，应停电处理。3.根据检查结果，采取相应措施：更换变形的U型横担；调整铁塔基础或结构；紧固连接螺栓；调整导线张力等。4.处理后进行复测，确认横担恢复原状，导线与绝缘子距离满足要求。预防性措施：1.加强对铁塔、横担的巡视检查，特别是迎风面、山区线路