《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲(附答案)

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1、1预防性试验的不足之处（P4）答：1、需停电进行试验，而不少重要电力设备，轻易不能停止运行。2、停电后设备状态（如作用电压、温度等）与运行中不符，影响判断准确度。3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。4、由于是定期检查和维修，设备状态即使良好时，按计划也需进行试验和维修，造成人力 物力浪费，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度维修。2状态维修的原理（P4）答：绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发 展期。在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。 随着电子、计算机、光

2、电、信号处理和各种传感技术的发展，可以对电力设备进行在线状态 监测，及时取得各种即使是很微弱的信息。对这些信息进行处理和综合分析，根据其数值的 大小及变化趋势，可对绝缘的可靠性随似乎做出判断并对绝缘的剩余寿命做出预测，从而能 早期发现潜伏的故障，必要时可提供预警或规定的操作。3老化的定义（P12）答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作 用，内部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。4电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?（P12） 答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。5热老化的定义（P12）

3、 答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。6什么是8C规则？（P13）答：根据V.M.Montsinger提出的绝缘寿命与温度间的经验关系式可知，lnL和t呈线性关 系，并且温度每升高8C,绝缘寿命大约减少一半，此即所谓8C规则。7可靠性、失效与故障的定义（P21） 答：可靠性：产品在规定条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。失效：产品终止完成规定功能的能力这样的事件。 故障：产品不能执行规定功能的状态。8典型的不可修复元件，其失效率曲线呈什么形状？有哪些组成部分？（P22） 答：典型的不可修复元件，一般为电子器件，其失效率曲线呈浴盆状，可分为三个部分：早 期失效期、恒定失效期和耗

4、损失效期。9 寿命试验的目的和方式（26）答：寿命试验是为了确定在工作状态下的寿命分布规律和相应的可靠性指标。 寿命试验有两种方式：1、实验室可靠性试验。相当多的元件、材料可直接在实验室进行寿命试验。为缩短寿命长 的试品的试验时间，可采用加速寿命试验。但如何选择合适的应力来试验常需较多的经 验。2、现场可靠性试验。多数电气设备不可能在实验室进行可靠性试验，而只能根据现场的运 行、检修资料进行统计分析，从而得出各项可靠性指标。10什么是电磁干扰？电气设备在线检测中按频带划分可将电磁干扰分为哪两类？ （P52）答：对有用信号可能造成损害的无用信号或电磁噪声成为电磁干扰，是由自然现象或人类活 动所致

5、的电磁波源形成。电气设备在线监测中常将电磁干扰源按频带划分为窄带干扰源和脉冲（宽带）干扰源。11电气设备在线检测中，对窄带干扰信号可使用什么手段进行抑制？（P53）答：电气设备在线检测中，对检测所得信号中的窄带干扰，可使用数字滤波器、自适应处理 器、频域处理和小波分析等手段进行抑制。12 抑制白噪声的方法有哪两种？ （P64）答：白噪声是电气设备信号检测中经常遇到的一种随机干扰，可以使用时域分析法或小波分 析法进行抑制。13 诊断的定义，根据诊断规则的不同可以将其分为哪三类？ （P77） 答：诊断就是根据设备的特征来推断设备的状态。根据诊断规则的不同，可将诊断分成三种类型：1.逻辑诊断；2.模

6、糊诊断；3.统计诊断。14什么是模式？什么是模式识别？（P91）答：人们利用分类方法来认识世界上的各种事物。对某一类事物确定其概念，给予定量的或 结构的描述，称为模式。然后将需要识别的事物与已知模式相对照，进行识别、归类，这就 是模式识别。15根据所用样板模式的不同，可将诊断分为哪几类？（P93） 答：根据所用样板模式的不同，可将诊断分为：1、阈值诊断；2、时域波形诊断；3、频率特性诊断；4、指纹诊断。16分别阐述什么叫阈值诊断、时域波形诊断、频率特性诊断和指纹诊断。（P93）答：阈值诊断：对设备进行测试，按照所得特征量是否超过规定阈值来判断设备状态的方法。 时域波形诊断：对设备进行测试，将车

7、的某种物理量随时间变化的曲线与样板对照来判断设 备状态的方法。频率特性诊断：对设备进行测试，根据测得的设备的频率特性，或将测得的某种物理量的频 谱与样板对照来判断设备状态的方法。指纹诊断：对设备进行测试，对测得的数据进行处理，将得到的某种特殊图形与样板对照来 判断设备状态的方法。17 列举出9种特征提取方法。 （ P99 ） 答：1、表列数据、2、频谱特征；3、脉冲波形特征；4、时域分析；5、统计特征；6、曲面拟合；7、分形特征；8、灰度图像矩特征；9、信号的参数模型。18专家系统与通常的计算机程序不同之处。（P128）答：专家系统与通常的计算机程序不同之处在于：1、专家系统对领域知识的表达通

8、常不是计算机程序中所用的数学模型与算法，而主要是采 用“规则”、“框架”等方法。2、专家系统所处理的对象不仅是数值信息，更多的是用字符所表示的知识。因而逻辑推理 已成为求解时的主要方法，而不是数值仿真。3、影响专家系统中结论的可信度的主要因素是事实、规则等的可信度，而往往不是数学模 型与算法等的精度。简言之，传统的计算机程序是用“数据结构”+“算法”=“程序”的模式，而专家系统是 用了“知识”+“推理”=“系统”的模式。19常见的知识表达方式有哪五种？（P129） 答：产生式规则表示法、语义网络表示法、框架表示法、谓词逻辑表示法、模糊逻辑表示法。20 什么是推理？根据求解过程中所用知识因果关系

9、确定程度的不同，可将推理分为哪两 类？（ P133）答：推理就是如何运用知识以求解问题。根据求解过程中所用知识因果关系确定程度的不同， 可将推理区分为精确推理和不精确推理。21当可行性分析确定后，具体进行专家系统开发时要经历哪五个阶段？（P137） 答：认识阶段、概念化阶段、形式化阶段、实现阶段、测试阶段。22 对传感器的基本要求有哪三个？按工作时是否需要外加辅助能量支持来分类，传感器可 分为哪两类？（ P153）答：对传感器的基本要求：（1）能检测出反映设备状态的特征量的信号，有良好的静态特性 和动态特性。前者包括灵敏度、线性度、分辨率、准确度、稳定度、迟滞。后者则指频响特 性。（2）对被测

10、设备无影响，吸收被测系统的能量极小，能和后续单元很好的匹配。（3）工 作可靠性好，寿命长。按工作时是否需要外加辅助能量支持来分类，传感器可分为无源传感器和有源传感器。23 温度传感器包括哪三类？（ P153） 答：固体温度传感器、半导体温度传感器、光纤温度传感器。24红外线传感器的主要技术参数有哪些？（P155）答：主要技术参数为：（1）灵敏度（V/W）,即探测器的输出信号电压与入射到探测器的辐 射功率之比；（2）响应时间，指传感器受辐射照射时，输出信号上升到稳定值的 63%时所 需的时间；（3）噪声等效功率（NEP）,当辐射小到它在探测器上产生的信号完全被探测器 的噪声所淹没时的功率，它代表

11、了探测器的探测极限；（4）探测率，当探测器的敏感元具有 单位面积、放大器的测量带宽为 1Hz 时，单位辐射功率所能获得的信号电压噪声比；（5） 光谱响应，指传感器的响应度随入射波长的变化。25电流传感器有哪三类？（P159）答：互感器型电流传感器、霍尔电流传感器、感应传感器。26变电站里的电容型设备主要包括什么？（P179） 答：（1）高压电容式套管；（2）电容式电流互感器；（3）高压耦合电容器；27以电容式电流互感器为例，其常见绝缘故障有哪五种？（P179）答：绝缘缺陷（发展严重时可能引起爆炸），绝缘受潮、金属异物放电、过电压下击穿、外 绝缘放电。28以电容式套管为例，其常见绝缘故障有哪五种

12、？ （P180） 答：（1）制造或大修时密封不良引起受潮；（2）电容芯子的卷制不良或真空浸油处理不完善 时，很容易发生局部放电；（3）悬浮放电；（4）均压球附近放电；（5）因过电压过高、外绝 缘爬距偏小或表面脏污等原因而引起外绝缘放电。29 电力电缆线路包括哪三部分？其配件包括哪四部分装置？还包括哪四种土建部分？（ P194）答：电力电缆线路是采用电缆输送电力的输电或配电线路，一般敷设在地下或水下。作为一 个完整的输配电线路，电力电缆线路包括电缆本体、接头、终端，视情况不同还可能带有不 同功能的配件，如护层保护器、交叉互联箱、压力箱、温度示警装置等。有些电缆线路还包 括相应的土建部分，如电缆沟

13、、排管、竖井、隧道。30什么是电缆终端？为什么它是电缆线路的薄弱环节，事故较多？其原因是什么？（P197） 答：在电力电缆线路的两侧，只有将电缆端部的金属套剥开，才能将电缆导体与其他电气设 备的导体连接。为了恢复绝缘层和保护层，电缆端部必须经特殊工艺处理，形成一个连接装 置电缆终端，它是所有电力电缆线路不可缺少的重要组成部件。电缆终端的类别多，一 般均在现场制作和安装，以手工工艺完成。电缆终端是电缆线路的一个薄弱环节，终端事故 较多，其原因多数是手工工艺不完善所致。31对电缆接头的要求是什么？（P198） 答：对电缆接头的基本要求是：电缆导体在连接处应有良好的导电性能和机械性能，并具有 与电缆

14、本身相同的绝缘强度和防潮性能，其密封套还应具有防腐蚀性能。与电缆终端类似， 两根被连接的电缆端部也需要使用电场控制锥，以改善电场分布。32 对电缆故障点的预估定位通常用什么方法？电缆故障点的确切定位用什么方法？（ P210）答：电缆故障点预估定位通常采用脉冲反射法。在初步估计电缆故障范围后，即可在此范围 寻找电缆的确切故障点，已进行修理。对占故障比例较高的并联型故障，可根据电缆故障点 电阻数值的大小，分别采用声波法或音频法。33 什么对发现变压器内部的潜伏性故障相当有效？ （P272）答：油中溶解气体分析（Dissolved Gases Analysis,DGA）对发现变压器内部的潜伏性故障相

15、 当有效。34变压器绕组变形的主要原因是什么？绕组变形的主要形式和特点是什么？（P289）答：（一）变压器绕组变形的主要原因是：1、设计、制造原因：（1）设计不合理，设计时 的短路强度不够、动稳定性较差；（2）制造过程中存在缺陷或不合理因素，如压紧件、支撑 件的强度、刚度不够。（3）装配时线圈的不同心、压紧不良等。2、出口短路：变压器在运 行中发生出口短路事故是导致变压器绕组发生变形的最重要和最主要的外部原因。（1）变压 器在运行中不可避免地要遭受各种短路故障的考验，若变压器本身结构中有不合理的地方或 机械强度不够，则会引起变压器绕组的变形或位移。（2）在短路过程中，绕组出现由固有和 强迫振荡

16、所构成的复杂振动。动态力的量值与按短路电流幅值计算的静态力有很大的差别。 动态力随时间变化的特性及其量值在很大程度上取决于绕组的固有振荡频率，而预加紧力的 变化会改变固有振荡频率，如果两者接近，就可能出现共振现象，导致绝缘产生松弛、垫块 错位、铁芯螺丝松动，继而促使绕组发生变形。（3）绕组变形具有累积效应。3、运输中的 冲击：运输中的冲击形成的巨大动态力也会造成绕组的移位、变形。（二）绕组变形的主要 形式和特点是：变压器绕组变形是指绕组的尺寸或形状发生的不可逆转的变化，如：（1）在 径向上外绕组导线伸长、内绕组直径变小；（2）在轴向上的压缩和坍塌；（3）通常表现为对 称的弯曲变形；（4）通常表现为不对称的曲翘变形；（5）器身位移、绕组扭曲、鼓包和匝间 短路。