2025年高压电工职业资格考试：高压设备故障诊断与维修案例分析

2025年高压电工职业资格考试：高压设备故障诊断与维修案例分析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______案例一某变电站内，一台运行中的110kV少油断路器，突然跳闸，保护动作。运维人员到达现场检查，发现该断路器操作机构箱内有一个指示灯闪烁，同时观察到跳闸后，断路器辅助触点状态指示正确，储能状态指示灯亮。断路器本体外观无明显损伤，油位正常，油色透明。询问得知，跳闸前该断路器曾因操作机构故障进行过维修，但未进行投运前的全面试验。请分析可能导致此次跳闸的原因，并提出后续的检查和处理建议。案例二某厂区10kV配电网，采用架空线路供电。近期在夏季雷雨季节，该厂区多次出现单相接地故障，导致保护动作，跳闸停电。运维人员检查发现，故障点多集中在线路终端的几台配电变压器低压侧，且接地电阻测试值合格。请分析可能导致此类频繁单相接地故障的原因，并提出相应的处理措施和预防建议。案例三某变电站内，一台运行中的35kV电流互感器（油浸式），发生内部故障，导致二次侧出现高电压，烧毁了一台连接在该互感器二次侧的继电器。运维人员在排查过程中，发现该互感器油位计破损，油位显示不清，且油色发黑，有异味。请分析可能导致该电流互感器内部故障的原因，并说明在处理此类故障时应注意的安全事项和检查要点。案例四某高压开关柜内，一台正在运行中的6kV真空断路器，突然发生爆炸性放电，导致柜内设备损坏。运维人员现场勘查，发现爆炸发生在断路器的真空灭弧室区域，断路器灭弧室外壳破裂，有明显烧灼痕迹。请分析可能导致该真空断路器发生爆炸性放电的原因，并简述预防此类事故的措施。试卷答案案例一解析思路：分析此类问题，应首先结合断路器跳闸后的状态信息（指示灯闪烁、辅助触点正确、储能指示灯亮）与故障背景（近期维修过操作机构）进行推理。指示灯闪烁通常指向操作机构内部存在告警或异常状态，而非简单的分合闸位置或储能问题。辅助触点正确排除了传动机构卡涩的可能。储能指示灯亮说明合闸回路基本正常。结合维修背景，操作机构是首要怀疑对象。故障原因可能包括：1）操作机构内部元件（如电磁铁、接触器、继电器）故障，导致无法正常完成分合闸指令，触发告警或保护动作；2）操作机构与断路器本体的机械连接在维修后存在问题，导致动作不同步或不到位；3）控制回路或电源回路在维修中受影响，出现瞬间异常导致跳闸。处理建议应围绕操作机构进行重点检查，包括内部元件测试、机械连接检查、控制回路和电源检查，必要时进行模拟操作试验和直流电阻测试等。案例二解析思路：分析频繁单相接地故障，首先要确认接地电阻合格这一信息，这意味着线路或设备本身的对地绝缘整体水平可能尚可，故障多为暂时性或间歇性。故障集中在终端变压器低压侧，提示问题可能与变压器低压出口对地绝缘、低压线路、或者变压器本体（绕组对地）有关。夏季雷雨季节是导致此类故障的常见原因。原因分析应重点考虑：1）雷击过电压沿线路侵入，在绝缘薄弱点（如线间、对杆塔、对大地）造成闪络；2）大气过电压（如感应过电压）导致单相闪络；3）设备绝缘受潮、污秽、老化，在过电压或系统正常电压作用下击穿；4）低压侧设备（如变压器低压侧出口、电缆头、开关等）绝缘缺陷；5）线路施工或维护不当留下的隐患。处理措施包括加强巡视检查，特别是终端设备和易击杆塔；及时处理线路绝缘缺陷；检查并加固接地装置；考虑安装线路型避雷器或氧化锌避雷线进行保护；对变压器低压侧进行绝缘测试。案例三解析思路：分析电流互感器内部故障，关键信息是二次侧出现高电压导致设备损坏，以及互感器本身存在明显异常（油位计破损、油色发黑、有异味）。二次侧高电压通常由互感器内部绝缘击穿，导致其一次侧高电压窝入二次侧回路引起。油位计破损提示无法准确判断内部油位，但油色发黑、有异味是严重的内部故障迹象，表明互感器内部可能已发生严重放电或过热，导致油质劣化。故障原因分析应主要围绕内部绝缘问题展开：1）绝缘油老化、受潮、劣化；2）内部存在制造缺陷或绝缘结构损坏；3）长期过负荷导致绝缘过热；4）外部因素如雷击过电压或内部过电压（如过流、过压、操作过电压）导致绝缘击穿。处理此类故障时的安全注意事项极为重要，因为内部可能残留高电压或存在喷油风险。检查要点包括：确保安全措施到位（验电、挂接地线、设遮栏、挂标示牌）；由经验丰富的专业人员操作；使用合格的绝缘工具；注意观察是否有油喷出；检查互感器本体有无严重破损；必要时进行绝缘电阻、介质损耗角、直流电阻等测试，甚至考虑取油样化验。案例四解析思路：分析真空断路器爆炸性放电，核心是理解真空灭弧室的作用和失效模式。真空灭弧室是断路器的核心部件，利用高真空环境来灭弧。爆炸性放电通常指真空灭弧室内部发生剧烈的、快速的能量释放现象，往往伴随着巨大的响声和闪光。导致此类放电的原因通常与真空度下降或灭弧室内部结构损坏有关：1）真空度下降：灭弧室密封不良导致气体侵入，或长期运行后真空绝缘性能自然下降；2）内部缺陷：灭弧室内部金属零件（如触头、屏蔽罩）有制造缺陷、裂纹或变形；3）操作过电压或系统故障过电压过高，超过灭弧室的承受能力，导致内部电弧不可控地发展或发生内部击穿；4）操作机构问题：如分合闸速度异常、冲击能量过大，导致触头弹跳过于剧烈，破坏真空