2025年高压电工理论考试：高压设备故障诊断试题

2025年高压电工理论考试：高压设备故障诊断试题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内）1.高压设备发生内部绝缘击穿时，通常会产生（）。A.沿面闪络B.噼啪声和冒烟C.持续稳定的电弧D.设备轻微发热2.在进行高压设备维护或检修前，首要的安全步骤是（）。A.拉开隔离开关B.验电C.挂接地线D.检查绝缘手套3.高压设备过热的主要后果之一是（）。A.电流增大B.绝缘材料加速老化甚至损坏C.电压降低D.设备重量增加4.发现高压设备套管有严重放电痕迹（如闪络、烧伤），首要判断可能是（）。A.设备过载B.绝缘介质损耗过大C.设备内部短路D.环境湿度过高5.使用万用表测量高压设备绝缘电阻时，应选用（）量程。A.电压最高、电流最小的B.电压最低、电流最大的C.任意量程均可D.需要根据设备电压等级精确计算后选择6.高压断路器跳闸后，若要判断是内部故障还是外部故障（如线路故障），应结合（）信息进行分析。A.断路器位置指示B.相关保护装置动作情况C.设备外观检查D.运行人员经验7.下列哪项不是高压设备常见的故障类型？（）A.绝缘故障B.过热故障C.放电故障D.接地良好故障8.高压电缆发生故障时，如果怀疑是绝缘击穿，常用的诊断方法不包括（）。A.电缆直流耐压测试B.电缆红外热成像检测C.电缆介质损耗角正切（DOS）测试D.直接切开电缆测量绝缘电阻9.在高压设备故障诊断过程中，优先考虑的因素是（）。A.故障发生的具体时间B.故障现象的严重程度C.故障对经济的影响D.故障是否易于修复10.GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）发生内部故障时，通常会在绝缘气体内产生（）。A.可听到的放电声B.油雾C.明亮的光弧D.持续的电流增大二、判断题（请将“正确”或“错误”填入括号内）1.高压设备运行时，如果发现设备外壳有轻微发热，通常属于正常现象。（）2.进行高压设备维护时，验电是确保安全的首要措施，必须确认设备确无电压。（）3.绝缘子表面脏污或受潮是导致沿面放电的重要原因。（）4.任何情况下，高压设备发生故障后都应立即切断电源。（）5.故障诊断的基本思路是先分析最可能的原因，再进行验证。（）6.高压设备的金属外壳必须可靠接地，这是防止触电事故的重要措施。（）7.使用红外测温仪可以非接触式地检测高压设备接头的过热情况。（）8.互感器（如CT、PT）发生故障，可能导致保护装置误动或拒动。（）9.故障诊断过程中，收集和整理设备的运行历史数据有助于分析故障原因。（）10.对高压设备进行绝缘测试时，测试人员应与被测设备保持足够的安全距离。（）三、简答题1.简述高压设备绝缘故障的常见类型及其主要特征。2.在高压设备故障诊断中，通常需要遵循哪些基本步骤或原则？3.解释什么是“问、看、听、闻、摸”（五感检查法）在高压设备巡检和故障初步诊断中的应用。4.当发现高压设备（如变压器、断路器）油位异常时，可能存在哪些故障或问题？应如何进一步判断？5.在高压设备故障诊断过程中，为何必须严格遵守安全操作规程？请列举至少三项关键的安全措施。四、案例分析题某变电站一台运行中的高压电力变压器（油浸式）突然发出异常的“噼啪”声，并伴有轻微的冒烟现象，同时相关的瓦斯保护装置发出动作信号。请分析可能的原因，并简述后续应采取的检查和处理步骤（注意安全）。试卷答案一、选择题1.B*解析思路：内部绝缘击穿是绝缘介质失去绝缘能力，导致电流通过，产生局部放电或电弧，常伴有声音（噼啪声）、光（火花或小火焰）和烟雾。沿面闪络是沿固体绝缘表面发生的放电，A错误。持续稳定电弧通常指短路或故障点稳定，B正确。轻微发热可能是正常运行或轻微异常，D错误。2.B*解析思路：安全规程规定，在接触高压设备进行工作前，必须先进行验电，确认设备是否确实无电，这是防止误操作触电的首要物理隔离验证步骤。拉开隔离开关是断开电路，但必须先确认其可以操作且断开位置正确，且验电是前提。挂接地线是在确认无电后，防止突然来电造成触电或设备损坏的重要措施。检查绝缘手套是个人防护，但不是首要安全步骤。正确顺序通常是：验电->挂接地线->设置安全措施。3.B*解析思路：设备过热会导致其内部原子和分子运动加剧，加速绝缘材料（如油、塑料、橡胶）的化学分解和物理老化过程，使其性能下降，最终可能失去绝缘能力或机械强度，导致故障。A、C、D是过热可能伴随的现象或原因，但不是过热本身的主要后果。4.B*解析思路：套管是绝缘结构的一部分，其出现闪络或烧伤痕迹，通常直接指向套管本身的绝缘性能下降（如脏污、受潮、老化、内部缺陷等），导致在正常电压或过电压作用下发生放电。A、C可能是内部故障，但放电现象更常见于绝缘问题。D是环境因素，可能导致绝缘问题，但现象本身指向绝缘。5.A*解析思路：测量高压设备绝缘电阻需要使用兆欧表（摇表），其输出电压较高（通常几百至几千伏），需要足够高的电压才能有效揭示绝缘的薄弱环节。量程选择应使指针有较大偏转（通常在中间区域），以保证测量精度。A选项描述了选择高电压、小电流档位的原则。B选项描述错误。C选项过于绝对。D选项需要计算，不是首选原则。6.B*解析思路：高压断路器跳闸的原因可能是内部故障（如触头损坏、灭弧室问题），也可能是外部故障（如线路短路、保护误动）。保护装置的动作信息（哪些保护动作、动作定值、动作时间等）是判断故障是源于设备内部还是外部的重要依据。A、C、D都是检查内容，但保护信息对区分内外故障具有关键性。7.D*解析思路：A、B、C都是高压设备在实际运行中可能发生的、影响其安全稳定运行的异常情况。D“接地良好故障”本身不是一种故障类型，良好的接地是安全运行的基础，不是故障。8.D*解析思路：A、B、C都是诊断电缆绝缘击穿常用的方法。直流耐压测试是验证绝缘强度；红外热成像检测可以直观显示电缆或连接点异常发热；DOS测试可以反映绝缘介质损耗情况。直接切开电缆测量绝缘电阻会破坏电缆结构，通常只在确定故障点位置或进行修复前不得已采用，不是首选的诊断方法。9.B*解析思路：故障诊断的首要考虑因素是安全，防止人身和设备事故。在此基础上，再考虑故障的严重程度（可能导致的影响范围和后果）、对系统运行的影响、经济成本等。严重程度往往直接影响诊断的优先级和处理的紧迫性。10.A*解析思路：GIS内部是充气绝缘，故障时（如绝缘击穿）会在气体内产生电弧或局部放电。这些过程会伴随产生紫外线、可听到的声音、气体分解产物等。A正确。GIS内部通常是SF6等气体，不会有油雾。C的“明亮光弧”可能发生，但A的“可听到的放电声”更具有特征性。D描述的是外部短路等故障可能出现的现象。二、判断题1.错误*解析思路：高压设备正常运行时，由于电流流过导体电阻会产生发热，以及铁芯损耗等，会有一定的温升，但应在允许范围内。轻微发热可能是正常的，但如果发热量大、范围广、持续不退，或者伴随其他异常现象（如声音、气味、指示仪表变化），则可能是不正常状态，预示着故障隐患。2.正确*解析思路：验电是确认设备是否带电的必要步骤，是执行一切接触性工作前防止触电事故的第一道防线。必须使用合格的验电器，在设备的各相和接地端进行验电，确保电压为零。3.正确*解析思路：绝缘子表面如果有污秽（如灰尘、盐分、工业污染物）或受潮（雨水、露水），其绝缘电阻会显著下降，泄漏电流增大，在电压作用下容易发生沿绝缘表面滑移放电。4.错误*解析思路：并非所有故障都需要立即切断电源。例如，对于某些轻微异常（如轻微放电、轻微发热），可能先进行观察、检测或采取其他处理措施。只有在故障严重危及人身安全、设备安全或系统稳定运行时，或无法隔离故障点时，才需要紧急断电。应遵循“先隔离，后处理”的原则，并优先保证人员安全。5.正确*解析思路：故障诊断通常遵循由简到繁、由表及里的逻辑。先根据现象，结合经验和知识，初步判断最可能的原因（提出假设），然后设计验证方法（如进行特定检查、测试）来验证假设，逐步排除其他可能性，最终找到根本原因。6.正确*解析思路：高压设备的金属外壳或其他可触及的金属部件必须可靠接地。这是为了在设备发生绝缘损坏漏电时，能将故障电流迅速导入大地，保持外壳电位接近地电位，防止人员接触外壳时发生触电事故。7.正确*解析思路：红外测温仪通过探测物体表面发出的红外辐射能量来测量其温度。对于高压设备，特别是位于高处或难以接触的接头、开关等部位，红外测温可以实现非接触式测量，方便快捷，且能直观显示温度分布情况，帮助判断是否存在过热。8.正确*解析思路：互感器（CT、PT）是电力系统中测量和保护的关键设备。如果互感器本身发生故障（如绝缘损坏、绕组匝间短路、开路等），其输出信号将异常，导致保护装置根据错误的或不完整的电气量信息做出错误判断，可能发生误动（错误跳闸）或拒动（应跳闸未跳闸）。9.正确*解析思路：设备的运行历史数据（如负荷记录、温度记录、故障记录、维护保养记录等）包含了设备运行状态的变化趋势和曾经发生问题的信息。分析这些数据有助于了解设备健康状况变化，判断当前故障可能与哪些历史因素有关，为故障诊断提供重要线索。10.正确*解析思路：使用绝缘测试仪器（如兆欧表）进行测量时，仪器本身带有较高电压，且测试对象是高压设备，存在潜在危险。测试人员必须与被测设备保持足够的安全距离，并穿戴合格的个人防护用品（如绝缘手套、绝缘鞋），同时确保周围环境安全，防止意外。三、简答题1.高压设备绝缘故障的常见类型及其主要特征：*类型：绝缘老化、绝缘受潮、绝缘污秽、绝缘击穿、放电损伤。*特征：*绝缘老化：表现为绝缘材料性能（如弹性、强度、耐压能力）下降，颜色变暗、变脆，可能伴随缓慢的发热和体积变化。*绝缘受潮：表现为绝缘电阻显著下降，介电损耗角正切（DOS）增大，吸湿后易发生沿面放电或内部放电，设备可能出现异常气味（潮湿气味）。*绝缘污秽：在潮湿天气下，污秽物吸水形成导电层，导致泄漏电流增大，容易发生沿绝缘表面滑移放电，表现为套管根部或表面出现闪络放电现象，伴有光和声。*绝缘击穿：表现为绝缘介质完全失去绝缘能力，被高电压击穿，形成低阻通路，通常伴有剧烈的火花、电弧、发热、冒烟甚至爆炸声，导致设备损坏。*放电损伤：表现为局部电场过强导致发生持续或间歇性的局部放电，产生臭氧、氮氧化物等腐蚀性气体，损伤绝缘材料，并可能导致沿面闪络或内部击穿，特征是出现放电声、紫外光、设备局部发红或碳化。2.高压设备故障诊断的基本步骤或原则：*安全第一：始终将人身和设备安全放在首位，严格遵守安全操作规程。*现象观察：仔细观察设备的运行状态、声音、气味、温度、指示仪表读数、保护及自动装置动作情况等。*信息收集：查阅设备运行记录、历史故障记录、维护保养记录、操作票等。*初步分析：根据观察到的现象和收集到的信息，结合设备原理和经验，初步判断故障的可能原因和性质。*诊断验证：运用“问、看、听、闻、摸”等方法进行初步检查，或使用仪器设备（如万用表、兆欧表、红外测温仪、局部放电检测仪等）进行测量和测试，验证初步判断，缩小故障范围。*综合判断：综合所有信息和分析结果，确定故障原因，并提出处理建议或维修方案。*记录总结：详细记录故障现象、诊断过程、处理结果和经验教训。3.“问、看、听、闻、摸”（五感检查法）在高压设备巡检和故障初步诊断中的应用：*问：询问运行人员设备最近是否有过异常表现（如声音、气味变化）、近期是否经历过操作或环境变化、保护或仪表是否有告警等。*看：观察设备外观有无损伤、变形、锈蚀；观察指示灯、仪表指示是否正常；观察设备运行状态指示（如断路器位置）；观察有无放电痕迹（火花、电弧、碳化）、油位油色是否正常、温度指示是否异常。*听：听设备运行声音是否正常（如变压器有轻微嗡嗡声，风扇有规律转动声），有无异常的响声、振动声、放电声（噼啪声、嘶嘶声）。*闻：闻设备有无异常气味（如绝缘油烧焦味、臭氧味、焦糊味、酸味等），这些气味通常指示设备内部可能存在故障。*摸（需谨慎，通常在设备停电或确认无危险时，或通过接触外部部件间接判断）：对于允许接触的部位，可触摸感受其温度是否均匀、有无过热点；对于不便于接触但可间接判断的，可通过感受附近部件的温度间接推断。4.当发现高压设备（如变压器、断路器）油位异常时，可能存在哪些故障或问题？应如何进一步判断？*可能问题：*油位过低：可能原因是漏油（密封不良、焊缝开裂、套管损伤等）、油箱或附件（如散热器、油枕）内部故障导致喷油或油被消耗（如严重内部故障烧毁）。*油位过高：通常发生在温度较高时，由于油的体积膨胀；也可能是误加油或油箱内进入水分形成油泡。*进一步判断：*确认油位计是否完好，读数是否准确。*检查环境温度，与正常油位进行对比（考虑温度对油体积的影响）。*检查设备本体及所有附件（散热器、油枕、胶囊、隔膜等）有无明显的渗漏油痕迹。*检查气体继电器（瓦斯继电器）状态，如有油色变化或气体积聚可能指示内部故障。*进行油化验，检查油中水分、杂质、酸值、闪点等指标是否异常，判断油质和内部故障情况。*若怀疑漏油，必要时进行油位在线监测或压力测试。5.在高压设备故障诊断过程中，为何必须严格遵守安全操作规程？请列举至少三项关键的安全措施。*必须性：高压设备具有高电压、大电流的特点，存在极大的触电、电弧灼伤、高空坠落、设备爆炸等危险。故障诊断过程中往往需要接近或接触设备，甚至进入危险区域。如果违反安全规程，极易造成人身伤亡事故，也可能导致设备损坏，甚至引发电网事故。安全是电力工作的生命线，任何时候都不能妥协。*关键安全措施：*停电与验电：在接触设备前，必须先将其停电（断开断路器、隔离开关），并使用合格的验电器进行验电，确认设备确无电压。*挂接地线：在确认无电后，必须根据工作需要，在工作地点附近装设临时接地线，或在工作设备上装设携带型接地线，以防止突然来电时造成触电。*设置安全距离与遮栏：保持与高压带电设备的安全距离，必要时设置遮栏、围绳等，防止人员误入危险区域。使用绝缘操作杆等绝缘工具进行操作。*个人防护：穿戴合格的个人防护用品，如绝缘手套、绝缘鞋、安全帽、护目镜等。*通讯联络：保持工作负责人与工作人员、调度之间的有效通讯联络。四、案例分析题某变电站一台运行中的高压电力变压器（油浸式）突然发出异常的“噼啪”声，并伴有轻微的冒烟现象，同时相关的瓦斯保护装置发出动作信号。请分析可能的原因，并简述后续应采取的检查和处理步骤（注意安全）。*可能原因分析：*瓦斯保护动作通常指向变压器内部故障。异常“噼啪”声和冒烟现象进一步支持了内部故障的判断。结合声音特征（噼啪声常由局部放电或绝缘击穿产生）和瓦斯保护动作，可能的原因包括：*绕组匝间或层间短路：导致局部高温、放电，产生