电气试验高级技师

“在线检测”的含义是什么？

答案：顾名思义，在线检测就是在电力系统运行设备不停电的情况下，进行实时检测，检测内容包括绝缘、过电压及污秽等参数。 实际上看，在线检测有以下三种形式：

（1）被试设备在线。20世纪60年代就开始的带电测试或叫不停电试验就是这种情况。当时，试验项目和试验设备都和停电预试是相同的。只是有的设备开展某些项目要对设备做些小的改动，如垫绝缘等。后来发展起来的色谱分析和红外检测等非电量测试也属于这种情况，我们可以叫它半在线。

（2）被试设备和部分测试装置在线。这种情况实际上就是要装传感器，大多数是电气量传感器，装在被试设备或元件的接地引下线上。此外还有装热敏元件的、装气敏元件的，都属于信息传感器。 传感器在线后，定期或不定期地用携带式仪器检测传感器的输出信息，有类似巡视和监测的含义，可以叫四分之三在线。

（3）将各在线传感器的输出信息，经过电缆（有的还先将信息放大）送入一台作为控制的专用仪器（一般都带微电脑），进行分析处理，连续地监测被监测的高压电气设备，这种全部预定的被试设备和监测设备始终在生产线上一同运行，这可叫全在线。

对局部放电测量仪器系统的一般要求是什么？测量中常见的干扰有几种？

答案：对测量仪器系统的一般要求有以下3种：

（1）有足够的增益，这样才能将测量阻抗的信号放大到足够大； （2）仪器噪声要小，这样才不至于使放电信号淹没在噪声中； （3）仪器的通频带要可选择，可以根据不同测量对象选择带通。 常见于扰有：

（1）高压测量回路干扰； （2）电源侧侵入的干扰；

（3）高压带电部位接触不良引起的干扰；

（4）试区高压电场作用范围内金属物处于悬浮电位或接地不良的干扰； （5）空间电磁波干扰，包括电台、高频设备的干扰等；

（6）地中零序电流从入地端进入局部放电测量仪器带来的干扰。

表征电气设备外绝缘污秽程度的参数主要有哪几个？

答案：主要有以下三个：

（1）污层的等值附盐密度。它以绝缘子表面每平方厘米的面积上有多少毫克的氯化钠来等值表示绝缘子表面污秽层导电物质的含量。

（2）污层的表面电导。它以流经绝缘子表面的工频电流与作用电压之比，即表面电导来反映绝缘子表面综合状态。

（3）泄漏电流脉冲。在运行电压下，绝缘子能产生泄漏电流脉冲，通过测量脉冲次数，可反映绝缘子污秽的综合情况。

下图是什么故障的寻测方法？并写出测量后的计算公式。

答案：用直流压降法查找发电机转子绕组稳定接地故障点的试验接线，其计算公式为：

Rg＝Rv[U/(U1U2)1]

L＝U1×100％

U1U2U2×100％

U1U2L＝式中 U——在两滑环间测量的电压，V；

U1——正滑环对轴（地）测得的电压，V；

U2——负滑环对轴（地）测得的电压，V； Rv——电压表的内阻，Ω； Rg——接地点的接地电阻，Ω；

L、L一—转子绕组接地点距正、负滑环的距离占转子绕组总长度L的百分数。

下图是什么一次设备的原理接线图？并写出主要元件的名称。

答案：电容式电压互感器原理接线图。

C1－主电容；C2－分压电容；L－谐振电抗器的电感；F－保护间隙；TT－中间变压器；R0－阻尼电阻；C3－防振电容器电容；S－接地开关；A－载波耦合装置；－C2分压电容低压端；E－中间变压器低压端；ax－主二次绕组；afxf－辅助二次绕组。

下图为110、220kV变压器某项试验接线图，C0为被充电的电容器电容，F为球隙，是什么试验接线图？

答案：110、220kV变压器操作波感应耐压试验接线图。

下图是什么试验装置接线，有何作用？试验电压是由T还是由TM提供？

答案：上图为倍频感应耐压试验电源装置接线图，其作用是为感应耐压试验提供两倍于系统电源频率的电压。试验电压由TM提供。

上图中，M1为笼型异步电动机；M2为绕线转子异步电动机；TM为升压变压器；T为调压变压器；S为起动器。

识别下图是什么试验项目接线图？

答案：变压器局部放电试验单相励磁接线图。

识别下图是什么图形？并简述其测量原理。

答案：自动监测tg的方框原理图。由电容型试品CX处经传感器得其电压信号ui，而由分压器或电压互感器处得反映线路电压的信号uu；如不考虑分压器的相角差等影响，则uu后，它与ui间的相角差，即介质损耗角。 与ui应差90°-；因此uu经移相90°成uu

有如下设备：

G－倍频发电机，输出电压1385V，频率115Hz；T1－平衡试验变压器；C－高压套管电容；PD－局部放电测量仪；zm－测量阻抗；TV－电压互感器；T2－被试变压器，组成如下图所示试验接线图，对一台连接组别为YN，d11的主变压器进行试验，写出此项试验的名称和采用的试验电源名称。

答案：此项试验为局部放电试验，采用115Hz倍频电源装置。

用一台电流互感器，一台电压互感器，一块电流表，一块电压表，测量一台连接组别为YN，y接法的变压器的零序阻抗，画出试验接线图。

答案：如下图所示。

下图是什么试验项目的接线？标出P1、PF、RS的名称。

答案：上图为发电机温升试验的接线图。P1－功率因数表；PF－频率表；RS－分流器电阻。

下图为绝缘介质中的局部放电等值电路图，1－电极；2－绝缘介质；3－气泡。请画出在电源电压u的作用下，绝缘介质中产生局部放电的等值电路图。

答案：上图绝缘介质中产生局部放电的等值电路图如下图所示。

已知：G－电源：QF1、QF2－断路器；T－空载变压器。画出在系统中投、切空载变压器时的原理图。

答案：如下图所示。

下图中：L－串联电抗器的电感；CX－SF6断路器耐压时的对地等值电容；C1、C2－匹配及分压电容器电容；TT－试验变压器；TI－隔离变压器；TR－感应调压器。说出是哪个试验项目的原理接线图。

答案：上图为SF6断路器用固定频率型调容调感式串联谐振交流耐压试验原理接线图。

下图为一继电保护展开图，识别这是什么图。

答案：所示电路为直流绝缘监察装置图。

在固体绝缘、液体绝缘以及液固组合绝缘上施加交流或直流电压进行局部放电测量时，两者的局部放电现象主要有哪些差别？

答案：主要有如下几点差别：

（1）直流电压下局部放电的脉冲重复率比交流电压下局部放电的脉冲重复率可能低很多。这是因为直流电压下单脉冲的时间间隔是由与绝缘材料特性有关的电气时间常数所决定的，而交流电压下，单个脉冲的时间间隔是由外施电压的频率所决定的。

（2）因绝缘材料内部的电压分布不同而引起的局部放电现象不同。直流电压下绝缘材料内部电压分布是由电阻率决定的，而交流电压下则基本是由介电常数决定的。

（3）当电压变化时，例如电压升高或降低，都将有电荷的再分配过程。这个过程在交流电压下和直流电压下是不同的。同时，直流电压的脉动以及温度参量变化，都可能对直流局部放电有显著的影响。

（4）交流电压下局部放电的视在放电量、脉冲重复率等基本量，对直流电压下的局部放电来说，也是适用的。但是，用以表征交流电压下放电量和放电次数综合效应的那些累积量表达式，不适于直流电压下的局部放电。

（5）直流电压下要确定局部放电起始电压和熄灭电压是困难的，因为它们与绝缘内部的电压分布有关，后者是变化无常的，而交流则相对容易些。

在交流耐压试验中，为什么要测量试验电压的峰值？

答案：在交流耐压试验和其他绝缘试验中，规定测量试验电压峰值的主要原因有：

（1）波形畸变。近几年来，用电单位投入了许多非线性负荷，增大了谐波电流分量，使地区电网电压波形产生畸变的问题愈来愈严重。此外，还进一步发现高压试验变压器等设备，由于结构和设计问题，也引起高压试验电压波形发生畸变。例如交流高压试验变压器铁芯饱和，使激磁电流出现明显的3次谐波，试验电压出现尖顶波，特别是近年来国内流行的体积小，质量轻的所谓轻型变压器，铁芯用得小，磁密选得高，使输出电压波形畸变更严重；又如某些阻抗较大的移圈调压器和部分磁路可能出现饱和的感应调压器，也使输出电压波形发生畸变。试验电压波形畸变对试验结果带来明显的误差和问题，引起了人们的关注。为了保证试验结果正确，对高压交流试验电压的测量，应按国家标准GB311.3－1983《高电压试验技术》和电力行业标准DL474.1～474.6－1992《现场绝缘试验实施导则》的规定，测量其峰值。

（2）电力设备绝缘的击穿或闪络、放电取决于交流试验电压峰值。在交流耐压试验和其他绝缘试验时，被试电力设备被击穿或产生闪络、放电，通常主要取决于交流试验电压的峰值。这是由于交流电压波形在峰值时，绝缘中的瞬时电场强度达到最大值，若绝缘不良，一般都在此时发生击穿或闪络、放电。这个现象已为长期的实践和理论研究所证实，而且对内绝缘击穿（大多数为由严重的局部放电发展为击穿）和外绝缘的闪络、放电都是如此。交流高电压试验常遇到试验电压波形畸变的情况，因此形成了交流高电压试验电压值应以峰值为基准的理论基础。

为什么在变压器空载试验中要采用低功率因数的瓦特表？

答案：有的单位在进行变压器空载试验时，不管功率表的额定功率因数为多少，拿起来就测量。例如有用D26-W、D50－W等型cosW=1的功率表来测量的，殊不知前者的准确度虽达0.5级，后者甚至达到0.1级，但其指示值反映的是U、I、cos，三个参数综合影响的结果，仪表的量程是按cos=1来确定的。而在测量大型变压器的空载或负载损耗时，因为功率因数很低，甚至达到cos≤0.1，若用它测量，则必然出现功率表的电压和电流都已达到标准值，但表头指示值和表针偏转角却很小的情况，给读数造成很大的误差。 设功率表的功率常数为CW，W/格，则有

CW=UnIncos/aN

式中Un——功率表电压端子所处位置的标称电压，V；

In——功率表电流端子所处位置的标称电流，A；

cos——功率表的额定功率因数；

aN——功率表的满刻度格数。

举一个例子来说明这个问题。若被测量的电压和电流等于功率表的额定值100V和5A，当功率表和被测量的功率因数皆等于1时，则功率表的读数为满刻度100格，功率常数等于5W/格。若被测量的功率因数为0.1时，同样采用上面那只功率因数等于1的功率表来测量，则功率表的读数便只有10格。很明显，在原来的1/10刻度范围内读出的数其准确性很差。假如换用功率因数也是0.1的功率表来测量，则读数可提高到满刻度100格，功率常数为0.5W/格。从两个读数来看，采用低功率因数的功率表读数误差可以减小很多。

试验变压器的输出电压波形为什么会畸变？如何改善？

答案：电压波形畸变的可能原因是调压器和高压试验变压器的特性引起的，这是因为试验变压器在试品放电前实际上几乎是工作在空载状态，此时只有励磁电流ie通过变压器的一次侧。当变压器铁芯工作在饱和状态时，励磁电流是非正弦的，含有3次、5次等谐波分量，因而是尖顶波形。变压器的磁化特性曲线（～i曲线），由于它的起始部分及饱和部分是非线性的，因此即使正弦电压作用到一次侧，其磁通为正弦的，但励磁电流仍为非正弦的。 如果计及磁化曲线的磁滞回线，励磁电流波形将左右不对称。这一非正弦的励磁电流将流过调压器的漏抗，产生非正弦的电压降，因此在试验变压器的一次电压变为非正弦，其中含有调压器漏抗压降中的高次谐波（主要是3次谐波），于是试验变压器的高压输出电压就被畸变了。试验变压器的铁芯愈饱和（即电压愈接近额定值），调压器的漏抗愈大，波形畸变就愈严重。由于移圈式调压器漏抗大，因此当用它调压时，波形畸变颇为严重。实际运行表明，波形畸变在输出电压较低时也同样严重，这是因为此时移圈式调压器本身漏抗最大，使非正弦漏抗压降在试验变压器一次电压中占很大的比重。 为了改善试验变压器的输出电压波形，可以在它的一次并联适当数值的电容器、滤波装置或在高压侧接电容电感串联谐振电路，如下图所示。

对100kV的试验变压器，在其一次侧及移圈调压器之间并联16F的电容后，其电压波形可以得到很大的改善，基本上满足要求。

对150kV、25kVA的试验变压器，对3次谐波可取C3=250F，L3=4.58mH，对5次谐波，

可取C5=110F，L5=3.66mH，构成谐振电路，使谐波分量被低阻抗分路。

为什么温差变化和湿度增大会使高压互感器的tg超标？如何处理？

答案：互感器外部主要有底座、储油柜和接有一次绕组出线的大瓷套和二次绕组出线的小瓷套。当它们内部和外部的温度变化时，tg也会变化，因为tg值与温度有一定的关系。当大小瓷套在湿度较大的空气中，使瓷套表面附上了肉眼看不见的小水珠，这些小水珠凝结在试品的大小瓷套上，造成了试品绝缘电阻降低和电容量减小。对电容量较大的U字形电容式互感器，电容改变的相当大，导致出现负tg值。

如果想降低tg值，一是按照技术条件和标准要求，在规定的温度和湿度情况下测量tg值。二是在实际温度下想办法排除大小瓷套上的水分，使试品恢复原来本身实际的电容量和绝缘电阻，以达到测出试品的tg值的真实数据。

处理方法有：化学去湿法、红外线灯泡照射法、烘房加热法等。

若采用上述方法处理后，个别试品tg值仍降不下来，就要从试品的制造工艺和干燥水平上找原因。根据经验，如果是电流互感器，造成tg值偏大的主要原因有试品包扎后时间过长，试品吸尘、吸潮或有碰伤等现象。电容式结构的试品，还可能出现电容屏断裂或地屏接触不良或断开现象，造成tg值偏大或测不出来。如果是电压互感器，主要是由于试品的胶木支撑板干燥不透或有开裂现象，造成tg值偏大。因为胶木撑板的好坏，直接影响试品的tg值。

高压电流互感器末屏引出结构方式对末屏的介质损耗因数有何影响？

答案：高压电流互感器末屏引出的结构方式有两种：一种是从二次接线板（环氧酚醛层压玻璃布板）上引出，另一种是利用一个绝缘小瓷套管，从油箱底座上引出，如下图所示。

现场测试表明，电流互感器的末屏引出结构方式对其介质损耗因数测量结果影响较大。由二次接线的环氧玻璃布板上直接引出的末屏介质损耗因数一般都较大，最大可达8％左右，即使合格的也在1％～1.5％之间；由绝缘小瓷套管引出的末屏介质损耗因数一般都较小，在1％以下，最小的在0.4％左右。

对于由二次接线板上直接引出的末屏介质损耗因数不合格的电流互感器，可采取更换二次接线板的方法。但是，有的更换了二次接线板后，末屏介质损耗合格，在1％～1.5％之间，而有的更换了二次接线板后，介质损耗因数反而增大。对于这种情况，应将其末屏改为由绝缘小瓷套管引出至箱壳，这样更换后的末屏介质损耗因数可达1％以下。 两种末屏引出结构方式对末屏介质损耗因数影响如此之大，主要是与末屏引出的绝缘结构材料有关。电流互感器的末屏对二次绕组及地之间，可以看成一个等效电容，它由油纸、变压器油和环氧玻璃布板或小瓷套管并联组成。末屏介质损耗因数的大小与上述并联绝缘介质的性能如其tg和电容量C有很大关系。

若将环氧玻璃布板和瓷套管的tg和C进行对比，环氧玻璃布板结构方式在20℃、50Hz下的tg和C较瓷套管方式在20℃、50Hz下的tg和C大。根据电介质理论，绝缘介质的tg大、C大，必然使末屏介质损耗因数大。此外，环氧玻璃布板是由电工用无碱玻璃布浸以环氧酚醛树脂经热压而成，其压层间难免出现一些微小的气泡和杂质，有的甚至出现夹层和裂纹，这种有缺陷的环氧玻璃布板不但会影响末屏介质损耗因数，导致其增大，而且会影响到末屏对二次及地的绝缘电阻的降低，有的甚至降到1000MΩ以下而不合格。 采用绝缘小瓷套管的末屏引出方式，不但能保证电流互感器的末屏介质损耗因数在合格的范围内，而且能够提高末屏对地的绝缘水平。一般来说，末屏对地绝缘电阻可达5000MΩ以上，末屏对地的1min工频耐压可由2kV提高到5kV。

为什么《规程》规定油纸电容型套管的tg一般不进行温度换算？有时又要求测量tg随温度的变化？

答案：油纸电容型套管的主绝缘为油纸绝缘，其tg与温度的关系取决于油与纸的综合性能。良好绝缘套管在现场测量温度范围内，其tg基本不变或略有变化，且略呈下降趋势。因此，一般不进行温度换算。

对受潮的套管，其tg随温度的变化而有明显的变化。绝缘受潮的套管的tg随温度升高而显著增大。 基于上述，《规程》规定，当tg的测量值与出厂值或上一次测试值比较有明显增长或接近于《规程》要求值时，应综合分析tg与温度、电压的关系，当tg随温度增加明显增大或试验电压从10kV升到Um/3，tg增量超过±0.3％时，不应继续运行。

鉴于近年来电力部门频繁发生套管试验合格而在运行中爆炸的事故以及电容型套管tg的要求值提高到0.8％～1.0％，现场认为再用准确度较低的QS1型电桥（绝对误差为|△tg|≤0.3％）进行测量值得商榷，建议采用准确度高的测量仪器，其测量误差应达到|△tg|≤0.1％，以准确测量小介质损耗因数tg。

为什么要对变压器类设备进行交流感应耐压试验？如何获得中频率的电源？

答案：交流感应耐压试验是考核变压器、电抗器和电压互感器等设备电气强度的一个重要试验项目。以变压器为例，工频交流耐压试验只检查了绕组主绝缘的电气强度，即高压、中压、低压绕组间和对油箱、铁芯等接地部分的绝缘。而纵绝缘，即绕组匝间、层间、段间的绝缘没有检验。交流感应耐压试验就是在变压器的低压侧施加比额定电压高一定倍数的电压，靠变压器自身的电磁感应在高压绕组上得到所需的试验电压来检验变压器的主绝缘和纵绝缘。特别是对中性点分级绝缘的变压器，由于不能采用外施高压进行工频交流耐压试验，其主绝缘和纵绝缘均由感应耐压试验来考核。

为了提高试验电压，又不使铁芯饱和，多采用提高电源频率的方法，这可从变压器的电势方程式来理解。 E=KfB

式中E——感应电动势； K——常数；

f——频率；

B——磁通密度。

由此可见，若欲使磁通密度不变，当电压增加一倍时，频率f就要相应地增加一倍。因此感应耐压试验电源的频率要大于额定频率两倍以上，一般采用100～250Hz的电源频率。 获得中频率的电源有以下几种方法：

（1）中频发电机组。它是由一个电动机拖动一个中频的同步发电机所组成。发电机组的调压是通过改变励磁机的励磁变阻器，用励磁机来调节对发电机转子的励磁，从而达到发电机的定子输出电压平滑可调的目的。这种方法多在制造厂中应用。

（2）绕线式异步电动机反拖取得两倍频的试验电源。这种方法称为反拖法。它实际上是将绕线式异步电动机作为异步变频机应用的一个例子。

（3）用三相绕组接成开口三角形取得三倍频试验电源。这是现场进行感应耐压试验较易实现的一种方法。它们可以是3台单相变压器组合而成，也有采用五柱式变压器作为专用三倍频电源的。

（4）可控硅变频调压逆变电源。应用可控硅逆变技术来产生中频，用作感应耐压试验电源，具有显著优点。如质量轻，可利用380V低压交流电源，装置兼有调压作用，节省大量调压设备等，因此是一种有希望的倍频感应耐压试验的电源装置。

为什么避雷器工频放电电压会偏高或偏低？

答案：避雷器工频放电电压偏高或偏低，除了限流电阻选择不当，升压速度不当和试验电源波形畸变等外部原因外，还有避雷器的内部原因。 避雷器工频放电电压偏高的内部原因是：内部压紧弹簧压力不足，搬运时使火花间隙发生位移；黏合的O型环云母片受热膨胀分层，增大了火花间隙，固定电阻盘间隙的小瓷套破碎，间隙电极位移；制造厂出厂时工频放电电压接近上限。

避雷器工频放电电压偏低的内部原因是：火花间隙组受潮，电极腐蚀生成氧化物，同时O型环云母片的绝缘电阻下降，使电压分布不均匀；避雷器经多次动作、放电，而电极灼伤产生毛刺；由于间隙组装不当，导致部分间隙短接；弹簧压力过大，使火花间隙放电距离缩短。

试述工频交流耐压试验、直流耐压试验及超低频交流耐压试验各有什么优缺点？

答案：耐压试验项目包括工频交流耐压试验、直流耐压试验以及60年代初发展起来的O.1Hz超低频交流耐压试验，三者各有优缺点。工频交流耐压试验历史最久，在复合绝缘各介质上的电压分布以及电机端部表面的电位分布与运行情况下相同。但工频交流耐压试验设备笨重，这促使在20世纪50年代就广泛使用了直流耐压试验。直流耐压试验易于检出端部缺陷和间隙性缺陷，试验时还可测量泄漏电流，按泄漏电流的变化，可判断绝缘的整体性能（例如受潮、局部缺陷等），但直流耐压试验时，在介质内部的电位分布与工频时不同，这使得直流耐压试验不能取代工频交流耐压试验。超低频（0.1Hz）交流耐压试验从1962年起就已实际使用，其主要优点是电压分布接近于工频，而试验设备体积又与直流耐压试验时相仿，可兼顾两者。

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