2025年電力電纜模擬題與答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某電力電纜型號為YJV22-8.7/15-3×240，其中“22”表示（）A.銅芯導體B.交聯(lián)聚乙烯絕緣C.雙鋼帶鎧裝聚氯乙烯外護套D.額定電壓8.7/15kV答案：C解析：電力電纜型號中，YJ表示交聯(lián)聚乙烯絕緣，V表示聚氯乙烯護套，22中第一個2代表雙鋼帶鎧裝，第二個2代表聚氯乙烯外護套。銅芯導體型號中省略“T”，額定電壓標注為8.7/15kV，因此正確選項為C。2.交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜絕緣層的最佳工作溫度一般不超過（）A.70℃B.90℃C.105℃D.130℃答案：B解析：XLPE電纜的長期允許工作溫度為90℃（導體溫度），短時過負荷溫度不超過130℃（持續(xù)時間不超過8小時/年），短路溫度不超過250℃（持續(xù)時間不超過5秒），因此最佳工作溫度為90℃。3.直埋電纜與熱力管道平行敷設時，最小凈距應為（）A.0.5mB.1.0mC.2.0mD.3.0m答案：C解析：根據(jù)GB50217《電力工程電纜設計標準》，直埋電纜與熱力管道（管溝）平行敷設的最小凈距為2.0m，交叉時凈距為0.5m（有隔熱措施時可減?。?.測量10kV電纜絕緣電阻時，應選用（）兆歐表A.500VB.1000VC.2500VD.5000V答案：C解析：根據(jù)DL/T596《電力設備預防性試驗規(guī)程》，10kV電纜的絕緣電阻測量應使用2500V兆歐表，35kV及以上電纜使用5000V兆歐表。5.電纜載流量的主要影響因素不包括（）A.導體截面積B.環(huán)境溫度C.電纜排列方式D.絕緣材料顏色答案：D解析：電纜載流量由導體電阻（與截面積相關）、散熱條件（環(huán)境溫度、排列方式、土壤熱阻等）、絕緣材料的耐溫等級決定，與絕緣顏色無關。6.電纜局部放電試驗中，若檢測到放電量為50pC，通常認為（）A.絕緣良好B.存在輕微缺陷C.絕緣嚴重劣化D.試驗干擾導致答案：B解析：對于10kVXLPE電纜，交接試驗中局部放電量一般要求≤10pC（有的標準放寬至20pC），50pC超過標準值，提示存在輕微絕緣缺陷（如氣隙、半導電層凸起等）。7.電纜故障類型中，“高阻泄漏性故障”的特點是（）A.故障點電阻接近0ΩB.故障點電阻遠大于電纜特性阻抗C.故障點對大地泄漏電流大但未完全短路D.故障點電阻隨電壓升高顯著降低答案：C解析：高阻泄漏性故障指故障點電阻較高（通常大于100Ω），但存在持續(xù)泄漏電流（如絕緣受潮、老化）；高阻閃絡性故障則是電壓升高到一定值時擊穿放電，電壓降低后恢復高阻狀態(tài)。8.110kV電纜終端頭制作時，應力錐的主要作用是（）A.增強機械強度B.均勻電場分布C.提高耐電暈能力D.防止水分侵入答案：B解析：110kV及以上電纜在絕緣屏蔽層切斷處會產生電場畸變，應力錐通過幾何形狀和材料介電常數(shù)的設計，將集中的電場應力沿軸向均勻分布，避免局部場強過高導致?lián)舸?.電纜直埋敷設時，覆蓋電纜的細沙或軟土厚度應不小于（）A.50mmB.100mmC.150mmD.200mm答案：B解析：GB50168《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收標準》規(guī)定，直埋電纜上方應覆蓋100mm厚的細沙或軟土，再加蓋保護板（如混凝土板），保護板超出電纜兩側各50mm。10.電纜直流耐壓試驗時，若試驗電壓為4U0（U0為電纜相電壓），持續(xù)時間應為（）A.1minB.5minC.15minD.60min答案：B解析：DL/T596規(guī)定，10kV及以下XLPE電纜直流耐壓試驗電壓為4U0（U0=8.7kV時，試驗電壓為34.8kV），持續(xù)時間5min；35kV電纜為5U0，持續(xù)5min。二、判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯誤打×）1.電纜導體的直流電阻應不大于標準規(guī)定的最大值，且三相不平衡系數(shù)≤2%。（）答案：√解析：GB/T12706規(guī)定，電纜導體直流電阻需符合標準，三相不平衡系數(shù)（最大值/最小值）應≤2%，防止導體材質或截面積偏差過大。2.電纜彎曲半徑過小會導致絕緣層外側受拉、內側受壓，可能引發(fā)局部放電。（）答案：√解析：XLPE電纜最小彎曲半徑為15倍電纜外徑（單芯）或12倍（多芯），彎曲半徑過小時，絕緣層外側拉伸可能產生微裂紋，內側壓縮可能導致半導電層與絕緣層分離，均會引發(fā)電場畸變。3.電纜外護套的主要作用是防止水分侵入，因此外護套破損后只需用防水膠帶纏繞即可。（）答案：×解析：外護套不僅防水，還需具備機械防護（如防鼠咬、防腐蝕）功能。破損后應采用專用修補材料（如熱縮套）恢復完整性，僅用防水膠帶無法滿足機械強度要求。4.電纜線路的零序電流保護主要用于檢測單相接地故障。（）答案：√解析：單相接地故障時，零序電流顯著增大，零序保護可靈敏動作，尤其適用于小電流接地系統(tǒng)。5.電纜隧道內敷設時，電力電纜與控制電纜應分層布置，電力電纜在上層，控制電纜在下層。（）答案：√解析：GB50217規(guī)定，電纜隧道內高壓電纜應布置在支架上層，低壓電纜和控制電纜在下層，避免高壓電磁場對控制信號的干擾。6.電纜局部放電試驗中，若背景噪聲為10pC，則有效放電量應取測量值與背景噪聲的差值。（）答案：√解析：局部放電測量需扣除背景噪聲，通常要求背景噪聲≤50%的允許放電量，有效放電量=測量值-背景噪聲。7.電纜故障測距時，行波法適用于低阻故障，電橋法適用于高阻故障。（）答案：×解析：行波法（如脈沖反射法）可用于低阻、高阻及開路故障測距；電橋法僅適用于低阻故障（故障點電阻≤100Ω），高阻故障需配合燒穿設備降低電阻后使用。8.電纜頭制作時，半導電層剝離長度應嚴格按照工藝要求，避免殘留半導電顆粒導致局部場強集中。（）答案：√解析：半導電層殘留顆粒會在絕緣表面形成“尖端”，導致局部電場增強，引發(fā)沿面放電，因此剝離后需用專用砂紙打磨并清潔。9.電纜載流量計算中，土壤熱阻系數(shù)越?。ㄈ绯睗裢寥溃?，電纜載流量越大。（）答案：√解析：土壤熱阻系數(shù)（單位℃·m/W）越小，電纜散熱越好，允許載流量越大。例如，熱阻系數(shù)1.0℃·m/W時的載流量大于2.0℃·m/W時的載流量。10.110kV電纜主絕緣的介電損耗角正切值（tanδ）測量應在工頻電壓下進行，且tanδ值應≤0.5%。（）答案：×解析：110kV及以上XLPE電纜主絕緣的tanδ極小（通常＜0.01%），工頻下難以準確測量，實際試驗中一般不測量tanδ，而是通過局部放電試驗和耐壓試驗評估絕緣狀態(tài)。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜的結構組成及各部分作用。答案：XLPE電纜主要由以下部分組成：（1）導體：多股銅或鋁絞合而成，用于傳導電流，要求低電阻、高機械強度。（2）導體屏蔽層：半導電材料（如半導電交聯(lián)料），緊密包覆導體，消除導體表面不光滑引起的電場畸變。（3）絕緣層：交聯(lián)聚乙烯材料，具有高擊穿場強、低介質損耗，是主要絕緣部分。（4）絕緣屏蔽層：半導電材料，與絕緣層緊密結合，使絕緣層外表面電場均勻，避免絕緣與金屬屏蔽層間的局部放電。（5）金屬屏蔽層：銅帶或銅絲繞包/編織，用于傳導故障短路電流，同時作為電場屏蔽（將電場限制在絕緣層內）。（6）內護套：聚氯乙烯或聚乙烯，保護金屬屏蔽層免受腐蝕，隔離鎧裝層與絕緣屏蔽層。（7）鎧裝層：鋼帶或鋼絲，提供機械保護（如防外力擠壓、鼠咬），鋼帶用于無大拉力場合，鋼絲用于直埋或水下敷設。（8）外護套：聚氯乙烯或聚乙烯，防止鎧裝層腐蝕，提供整體防護。2.電力電纜預防性試驗的主要項目及目的是什么？答案：主要試驗項目及目的如下：（1）絕緣電阻測量：使用兆歐表檢測絕緣整體受潮、老化程度，初步判斷絕緣狀態(tài)（注意需測量每相及對屏蔽/地的絕緣電阻）。（2）直流耐壓試驗及泄漏電流測量：通過直流高壓（通常4-5U0）考核絕緣耐受能力，泄漏電流的穩(wěn)定性、三相對稱性可反映絕緣缺陷（如貫穿性水樹、嚴重老化）。（3）局部放電試驗：采用高頻電流法或超聲波法檢測絕緣內部氣隙、雜質、半導電層凸起等局部缺陷，防止缺陷發(fā)展為擊穿。（4）金屬屏蔽層電阻測量：檢測屏蔽層連接是否良好（如接地電阻≤0.1Ω），避免因屏蔽層斷裂導致環(huán)流過大或電位懸浮。（5）外護套絕緣試驗：對金屬屏蔽層與地之間施加1kV直流電壓，檢測外護套破損（泄漏電流≤1mA），防止水分侵入引發(fā)絕緣故障。（6）交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗：針對長距離電纜的交叉互聯(lián)箱，檢測互聯(lián)段絕緣電阻及接地箱接地電阻，確保環(huán)流平衡，避免護套過電壓。3.電纜故障定位的常用方法及適用場景是什么？答案：常用方法及適用場景：（1）電橋法（直流電阻法）：適用于低阻故障（故障點電阻≤100Ω）。通過惠斯通電橋比較故障相與非故障相的電阻，計算故障距離（Lx=(R1/R2)×L）。優(yōu)點是精度高（誤差≤1%），缺點是無法檢測高阻故障。（2）脈沖反射法（行波法）：包括低壓脈沖法和高壓脈沖法。低壓脈沖法適用于低阻故障和開路故障，通過發(fā)射脈沖并接收反射波時差計算距離（Lx=v×t/2，v為波速，約160-170m/μs）。高壓脈沖法（沖閃法）適用于高阻故障，通過沖擊高壓使故障點放電，利用放電產生的行波反射定位，適用于閃絡性故障。（3）二次脈沖法：結合低壓脈沖和高壓脈沖，先發(fā)射低壓脈沖記錄正常波形，再施加高壓使故障點放電，發(fā)射低壓脈沖記錄故障波形，通過對比波形差異準確定位，適用于高阻故障（尤其是閃絡性故障）。（4）聲磁同步法：用于精確定點。故障點放電時產生電磁波（磁信號）和聲波（聲信號），通過接收磁信號觸發(fā)計時，測量聲信號到達時間差，結合聲音強度確定故障點位置（適用于直埋電纜）。（5）音頻感應法：向電纜注入音頻信號（如800Hz），用探頭接收磁場信號，故障點處信號突變（如短路故障信號消失，開路故障信號增強），適用于尋找電纜路徑或低阻故障定點。4.電纜直埋敷設的施工要點有哪些？答案：施工要點包括：（1）路徑選擇：避開熱力管道、腐蝕性介質區(qū)域，與其他管線保持足夠凈距（如與水管平行≥0.5m，與燃氣管平行≥1.0m）。（2）溝道開挖：溝深≥0.7m（凍土層地區(qū)需埋入凍土層以下），溝底平整，清除石塊等硬物，鋪墊100mm厚細沙或軟土。（3）電纜敷設：電纜應松弛呈波浪形（預留1%-2%長度），避免過度拉伸；轉彎處滿足最小彎曲半徑（單芯≥15D，多芯≥12D，D為電纜外徑）；三相電纜排列整齊，間距均勻。（4）覆蓋保護：電纜敷設后，先覆蓋100mm細沙或軟土，再加蓋混凝土保護板（寬度超出電纜兩側各50mm），或鋪磚保護。（5）標識設置：直線段每隔50-100m、轉彎處、接頭處設置電纜標樁（注明電纜型號、電壓、長度、走向），防止后續(xù)施工破壞。（6）回填夯實：保護板上方回填土分層夯實（每層≤300mm），避免局部沉陷；回填后恢復地表植被或路面。（7）接地處理：金屬屏蔽層兩端接地（單芯電纜需采用交叉互聯(lián)接地，避免護套環(huán)流），接地電阻≤4Ω（根據(jù)系統(tǒng)要求調整）。5.分析10kVXLPE電纜發(fā)生水樹老化的原因及預防措施。答案：水樹老化是XLPE電纜最常見的絕緣劣化形式，原因如下：（1）水分侵入：外護套破損（如機械損傷、鼠咬）、接頭密封不良，導致水分沿屏蔽層與絕緣層間隙或導體絞合線間滲入。（2）電場作用：絕緣層內存在微缺陷（如氣隙、雜質），在工頻電場作用下，水分在缺陷處形成“水樹”（直徑數(shù)微米的樹枝狀水通道），逐步發(fā)展為電樹，最終導致?lián)舸?。?）溫度影響：高溫加速水樹生長（尤其70℃以上），過負荷運行會加劇老化。預防措施：（1）提高制造質量：優(yōu)化絕緣料純度（減少雜質），采用三層共擠工藝（導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽同時擠出），避免層間間隙。（2）加強外護套防護：使用耐候性好的外護套材料（如高密度聚乙烯），直埋電纜加鋼帶鎧裝，避免機械損傷；接頭制作時嚴格密封（使用防水膠、熱縮套）。（3）運行維護：定期檢測外護套絕緣（每年測量外護套接地電流），發(fā)現(xiàn)破損及時修補；避免長期過負荷運行（導體溫度≤90℃）；定期進行局部放電檢測（早期發(fā)現(xiàn)水樹）。（4）采用阻水結構：在導體或絕緣屏蔽層加入阻水帶、阻水紗，阻止水分縱向滲透；使用金屬套電纜（如鉛套、波紋鋁套），提高防水性能。四、計算題（每題10分，共20分）1.某10kVXLPE電纜（YJV22-8.7/15-3×185）直埋敷設，土壤熱阻系數(shù)1.2℃·m/W，環(huán)境溫度30℃，電纜排列方式為品字形（中心間距200mm）。已知該電纜在土壤熱阻系數(shù)1.0℃·m/W、環(huán)境溫度25℃、水平排列（間距300mm）時的額定載流量為350A，試計算實際載流量（需查修正系數(shù)表，假設相關修正系數(shù)如下：土壤熱阻系數(shù)修正K1=0.95，環(huán)境溫度修正K2=0.92，排列方式修正K3=1.05）。答案：實際載流量=額定載流量×K1×K2×K3=350A×0.95×0.92×1.05計算步驟：0.95×0.92=0.8740.874×1.05≈0.9177350×0.9177≈321.2A因此，實際載流量約為321A（保留整數(shù)）。2.某35kV電纜線路全長5km，發(fā)生單相接地故障，采用電橋法測量（故障相接電橋R1端，非故障相短接后接R2端）。已知電橋平衡時R1=20Ω，R2=30Ω，求故障點距離測試端的距離。答案：電橋法測距公式：Lx=(R1/(R1+R2))×2L（注：因故障相和非故障相構成回路，總長度為2L）代入數(shù)據(jù)：L=5km=5000mLx=(20/(20+30))×2×5000=(20/50)×10000=0.4×10000=4000m因此，故障點距離測試端4000m（4km）。五、案例分析題（20分）某110kVXLPE電纜線路投運3年后，在線監(jiān)測系統(tǒng)顯示A相局部放電量突然升至200pC（正?！?0pC），紅外測溫發(fā)現(xiàn)電纜中間接頭處溫度較相鄰段高15℃。試分析可能的故障原因、檢測方法及處理措施。答案：（一）可能的故障原因分析：1.中間接頭制作質量問題：-半導電層處理不當：剝離長度不足或殘留半導電顆粒，導致絕緣表面電場畸變，引發(fā)局部放電。-應力錐安裝偏差：應力錐與絕緣屏蔽層搭接長度不足（標準要求≥50mm），或應力錐位置偏移，無法有效均勻電場，造成局部場強過高。-絕緣材料污染：制作過程中灰塵、水分進入，在接頭內部形成氣隙或雜質，成為放電源。2.接頭密封不良：-外護套或密封膠老化，水分侵入接頭內部，導致絕緣受潮，水樹加速生長，局部放電量增大。-金屬屏蔽層連接松動（如壓接不緊），接觸電阻增大，運行中產生焦耳熱，導致接頭溫度升高（電阻增大1倍，發(fā)熱量增大4倍）。3.運行環(huán)境影響：-接頭處土壤沉降或外力擠壓，導致電纜彎曲半徑過小，接頭內部應力集中，絕緣層與屏蔽