2025年高壓電工考試題庫(kù)：高壓設(shè)備故障診斷與設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在進(jìn)行高壓設(shè)備絕緣電阻測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，可能的原因是（）。A.設(shè)備絕緣良好B.測(cè)量電壓不足C.存在表面漏電或臟污D.空氣濕度突然變化2.使用紅外熱成像儀檢測(cè)高壓設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)某連接點(diǎn)溫度異常偏高，且呈藍(lán)紫色，這通常表明（）。A.連接點(diǎn)接觸良好，運(yùn)行正常B.連接點(diǎn)存在輕微過熱，需關(guān)注C.連接點(diǎn)存在嚴(yán)重接觸不良，可能即將發(fā)生故障D.設(shè)備內(nèi)部存在放電現(xiàn)象3.高壓設(shè)備發(fā)生內(nèi)部放電時(shí)，可能產(chǎn)生的典型超聲波特征是（）。A.低頻連續(xù)的嗡嗡聲B.高頻尖銳的爆裂聲C.中頻穩(wěn)定的嘶嘶聲D.無(wú)明顯異常聲音4.油浸式變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)中，某相油中氫氣（H?）和甲烷（CH?）含量突然急劇上升，而乙炔（C?H?）含量為零，初步判斷可能發(fā)生的故障類型是（）。A.繞組過熱故障B.短路故障C.分接開關(guān)接觸不良導(dǎo)致電弧放電D.絕緣紙老化5.發(fā)現(xiàn)高壓電纜終端頭出現(xiàn)油浸紙枯焦現(xiàn)象，但未發(fā)生爆炸，最可能的原因是（）。A.電纜長(zhǎng)期過載運(yùn)行B.絕緣介質(zhì)受潮嚴(yán)重C.終端頭安裝工藝不良，導(dǎo)致內(nèi)部缺陷D.系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障6.對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量絕緣介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）的主要目的是（）。A.判斷設(shè)備是否存在短路故障B.評(píng)估設(shè)備絕緣受潮或老化程度C.測(cè)量設(shè)備的直流電阻D.檢查設(shè)備的機(jī)械行程7.在高壓系統(tǒng)中，采用無(wú)功補(bǔ)償裝置的主要目的是（）。A.提高線路的交流阻抗B.減少線路的感抗C.提高功率因數(shù)，降低線路損耗D.增加系統(tǒng)的短路容量8.為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少線路末端電壓損失，常采用的措施是（）。A.提高系統(tǒng)頻率B.減少系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷C.提高線路電壓等級(jí)D.在線路中間或末端加裝調(diào)壓變壓器9.運(yùn)行中的高壓電容器組發(fā)生爆炸，可能的原因之一是（）。A.電容器組長(zhǎng)時(shí)間過電壓運(yùn)行B.電容器組內(nèi)部元件性能參數(shù)分散性大C.電容器組三相負(fù)荷不平衡嚴(yán)重D.電容器組控制回路接觸不良10.實(shí)施高壓設(shè)備狀態(tài)檢修的核心依據(jù)是（）。A.設(shè)備使用年限B.固定的時(shí)間周期C.設(shè)備的實(shí)際健康狀況和故障預(yù)警信息D.歷史故障記錄二、判斷題（請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.高壓設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)電流越大，接地電流中非故障電流（有功分量）所占比例越高。（）2.使用超聲波檢測(cè)儀時(shí)，通常距離被測(cè)設(shè)備越近，接收到的故障信號(hào)越強(qiáng)。（）3.油浸式變壓器頂蓋出現(xiàn)油泥，通常表明變壓器內(nèi)部絕緣油劣化嚴(yán)重。（）4.對(duì)于運(yùn)行中的高壓設(shè)備，紅外熱成像圖上溫度越高，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)越好。（）5.提高功率因數(shù)可以減少線路中的有功功率損耗。（）6.高壓設(shè)備的泄漏電流監(jiān)測(cè)是判斷設(shè)備絕緣狀況的重要手段之一，正常情況下泄漏電流應(yīng)穩(wěn)定且數(shù)值很小。（）7.增加變壓器并聯(lián)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，可以無(wú)限制地提高系統(tǒng)的供電能力。（）8.所謂設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化，主要是指通過增加設(shè)備投入來提高系統(tǒng)整體運(yùn)行水平。（）9.故障錄波信息對(duì)于分析復(fù)雜電氣故障的原因和發(fā)展過程具有重要價(jià)值。（）10.在高壓設(shè)備維護(hù)工作中，工作票是保證人身和設(shè)備安全的唯一許可憑證。（）三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述使用紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)高壓設(shè)備故障的主要原理及其優(yōu)點(diǎn)。2.列舉至少三種常見的引起高壓設(shè)備絕緣擊穿的因素，并簡(jiǎn)述其機(jī)理。3.說明什么是功率因數(shù)？為什么需要提高功率因數(shù)？簡(jiǎn)單說明提高功率因數(shù)的方法。4.在進(jìn)行高壓設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，選擇試驗(yàn)項(xiàng)目的主要依據(jù)是什么？請(qǐng)列舉至少三項(xiàng)重要的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目及其目的。5.簡(jiǎn)述“狀態(tài)檢修”與“定期檢修”的主要區(qū)別，并說明狀態(tài)檢修的優(yōu)勢(shì)。四、分析題1.某變電站運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)，一臺(tái)運(yùn)行中的110kV變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警，顯示總烴含量超標(biāo)，且乙炔（C?H?）含量略高于注意值。請(qǐng)分析可能的原因，并提出下一步應(yīng)采取的檢查和診斷措施。2.某高壓輸電線路發(fā)生故障，故障錄波數(shù)據(jù)顯示故障發(fā)生瞬間電流突然增大至數(shù)倍額定值，隨后迅速下降并出現(xiàn)振蕩，最終電流穩(wěn)定在一個(gè)較低值。請(qǐng)分析可能的故障類型，并說明如何根據(jù)錄波數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷故障的性質(zhì)和位置。---試卷答案一、選擇題1.C解析：絕緣電阻測(cè)量讀數(shù)不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，通常說明存在影響測(cè)量的因素，表面漏電（如臟污、受潮）或表面電荷積聚是常見原因。電壓不足會(huì)使讀數(shù)偏低但通常較穩(wěn)定。良好絕緣讀數(shù)應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定且較高。空氣濕度影響較大但通常使讀數(shù)普遍偏低或波動(dòng)。2.C解析：紅外熱成像圖中，連接點(diǎn)異常發(fā)高熱并呈藍(lán)紫色，是嚴(yán)重接觸不良的典型特征。藍(lán)紫色通常表示溫度極高（超過150°C甚至更高）。輕微過熱顏色可能為紅色或橙色。良好接觸溫度應(yīng)與周圍設(shè)備接近。內(nèi)部放電可能有不同顏色特征，但連接點(diǎn)高溫藍(lán)紫是接觸不良的強(qiáng)信號(hào)。3.B解析：高壓設(shè)備內(nèi)部電弧放電或局部放電通常產(chǎn)生高頻、富含能量的超聲波信號(hào)。低頻嗡嗡聲可能來自設(shè)備振動(dòng)或負(fù)載電流。中頻嘶嘶聲可能來自電暈放電。無(wú)聲是理想狀態(tài)，但內(nèi)部故障往往有聲。高頻爆裂聲是較為劇烈放電的特征。4.A解析：氫氣（H?）和甲烷（CH?）在油中熱分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生，含量急劇上升通常指示存在高能量事件，如繞組過熱導(dǎo)致絕緣材料熱分解。乙炔（C?H?）含量為零排除了電弧放電或油紙絕緣嚴(yán)重老化（如110kV及以下系統(tǒng)較少見純油老化產(chǎn)生大量乙炔）。此模式是典型的熱故障特征。5.C解析：油浸紙枯焦發(fā)生在電纜終端頭，說明該部位存在異常高溫。雖然A、B、D都是可能的原因，但終端頭安裝工藝不良（如應(yīng)力錐處理不當(dāng)、密封不好導(dǎo)致進(jìn)水、引線接觸壓力不均等）是導(dǎo)致局部過熱且未引發(fā)爆炸的常見且具體的原因。6.B解析：測(cè)量絕緣介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）主要是評(píng)估絕緣材料的“老化”程度和是否受潮。tanδ值增大通常意味著絕緣材料吸收電流增加，可能由受潮、熱老化、電老化等引起。它不能直接判斷短路，測(cè)量直流電阻測(cè)的是導(dǎo)體電阻，測(cè)量機(jī)械行程是檢查物理狀態(tài)。7.C解析：功率因數(shù)是有功功率與視在功率的比值，表示電能利用效率。功率因數(shù)低意味著視在功率中無(wú)功功率占比高，增加了線路和設(shè)備的傳輸損耗。提高功率因數(shù)意味著減少無(wú)功功率流動(dòng)，從而降低線路損耗，提高輸電效率。8.C解析：提高線路電壓等級(jí)可以在輸送相同有功功率的情況下，減小線路電流，從而降低線路電壓損失（ΔU=IR）。這是擴(kuò)展輸電能力和減少損耗最基本有效的方法。提高頻率對(duì)損耗影響較小，減少無(wú)功負(fù)荷和提高功率因數(shù)有助于降低線路總損耗，但主要目的是節(jié)能，對(duì)末端電壓損失的直接影響不如升壓明顯。加裝調(diào)壓變壓器是局部電壓調(diào)節(jié)措施。9.A解析：電容器組長(zhǎng)時(shí)間過電壓運(yùn)行會(huì)使其承受超過額定電壓的應(yīng)力，導(dǎo)致介質(zhì)加速老化、擊穿，或電容器內(nèi)部元件過熱損壞，積累能量最終可能引發(fā)爆炸。不平衡負(fù)荷主要影響電容器壽命但不直接導(dǎo)致爆炸。控制回路接觸不良可能導(dǎo)致頻繁投切或異常操作，但直接引發(fā)爆炸的可能性相對(duì)較低。10.C解析：狀態(tài)檢修的核心是基于設(shè)備的實(shí)際健康狀態(tài)來安排維護(hù)，依據(jù)是各種在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、離線測(cè)試結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行工況等綜合評(píng)估。它與固定的檢修周期無(wú)關(guān)，而是根據(jù)設(shè)備“需要”而非“時(shí)間”來檢修，更能預(yù)防故障，優(yōu)化資源。二、判斷題1.錯(cuò)誤解析：故障點(diǎn)電流（主要是短路電流）越大，接地電流（總電流）中非故障電流（如線路電阻、變壓器阻抗上的有功損耗產(chǎn)生的電流分量）所占比例反而越小。絕大多數(shù)情況下，故障電流遠(yuǎn)大于非故障電流分量。2.正確解析：超聲波檢測(cè)儀通過傳感器接收設(shè)備內(nèi)部或表面發(fā)出的超聲波信號(hào)。距離越近，信號(hào)衰減越小，接收到的信號(hào)強(qiáng)度越強(qiáng)，越容易檢測(cè)到微弱的故障信號(hào)。3.正確解析：油浸式變壓器頂蓋的油泥是油品在電場(chǎng)作用下老化、分解以及水分、雜質(zhì)等的沉積物。油泥的多少與絕緣油的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行電壓、環(huán)境條件等有關(guān)，其存在通常表明絕緣油老化嚴(yán)重或受污染。4.錯(cuò)誤解析：紅外熱成像圖上溫度越高，通常表明設(shè)備存在異常，可能接近或已達(dá)到熱損傷的臨界點(diǎn)。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好時(shí)，其溫度應(yīng)處于設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，并根據(jù)負(fù)載情況有正常的變化，但不應(yīng)出現(xiàn)異常的高溫點(diǎn)。5.正確解析：功率因數(shù)低意味著有功功率占比小，無(wú)功功率占比大。提高功率因數(shù)意味著減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的循環(huán)流動(dòng)。無(wú)功功率通過線路時(shí)也會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗（I2R），減少無(wú)功流動(dòng)直接減少了這部分損耗。6.正確解析：泄漏電流是流過絕緣表面或絕緣內(nèi)部微弱缺陷的電流。它是反映絕緣狀況的敏感指標(biāo)。正常情況下，由于存在微小的表面缺陷或吸濕，會(huì)有微小的泄漏電流，但其數(shù)值應(yīng)很小且穩(wěn)定。數(shù)值突然增大或持續(xù)偏大通常預(yù)示絕緣有故障。7.錯(cuò)誤解析：增加變壓器并聯(lián)運(yùn)行臺(tái)數(shù)可以提高系統(tǒng)的總供電能力，但受電網(wǎng)電壓、無(wú)功平衡、保護(hù)配置、系統(tǒng)短路容量等多種限制。并非可以無(wú)限制增加，否則可能導(dǎo)致電壓崩潰、保護(hù)誤動(dòng)等問題。8.錯(cuò)誤解析：設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化是指在現(xiàn)有設(shè)備條件下，通過改進(jìn)運(yùn)行方式、調(diào)整操作參數(shù)、加強(qiáng)維護(hù)等管理和技術(shù)手段，提高設(shè)備運(yùn)行的效率、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，并非主要靠增加設(shè)備投入。9.正確解析：故障錄波記錄了故障前后一段時(shí)間的電壓、電流等電氣量波形信息。通過分析這些波形，可以判斷故障類型、發(fā)展過程、故障點(diǎn)位置、保護(hù)動(dòng)作行為等，對(duì)于深入分析復(fù)雜故障原因和制定改進(jìn)措施至關(guān)重要。10.錯(cuò)誤解析：工作票是進(jìn)行高壓設(shè)備維護(hù)、檢修工作的許可憑證之一，是保證安全的組織措施。但保證安全的措施還包括技術(shù)措施（如驗(yàn)電、接地、懸掛標(biāo)示牌、設(shè)置遮欄等）和個(gè)人防護(hù)用品。安全是多重措施保障的結(jié)果，工作票只是其中關(guān)鍵的一環(huán)。三、簡(jiǎn)答題1.紅外熱成像技術(shù)通過探測(cè)物體自身發(fā)射的紅外輻射能量，將其轉(zhuǎn)換為可見的溫度圖像（熱圖）。高壓設(shè)備在運(yùn)行中由于電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生I2R損耗發(fā)熱，或由于絕緣缺陷、接觸不良、介質(zhì)損耗等因素導(dǎo)致局部過熱。這些異常熱點(diǎn)在紅外熱圖上會(huì)以不同的顏色（通常溫度越高顏色越深或越亮）顯示出來。通過對(duì)比不同溫度區(qū)域的分布、變化趨勢(shì)，可以直觀地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)、故障隱患，如連接點(diǎn)過熱、絕緣缺陷、變壓器繞組熱點(diǎn)等，從而實(shí)現(xiàn)早期診斷和預(yù)防性維護(hù)。2.常見的引起高壓設(shè)備絕緣擊穿的因素及其機(jī)理：*過電壓：外部過電壓（雷擊、操作過電壓）或內(nèi)部過電壓（浪涌、暫態(tài)過電壓）瞬間或持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)，超過絕緣的耐受能力，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)發(fā)生電擊穿。*過熱：運(yùn)行中電流過大（過載、短路）、散熱不良或絕緣材料自身缺陷導(dǎo)致設(shè)備溫度過高，使絕緣材料物理性能劣化（如變脆、軟化）、化學(xué)鍵斷裂、介電強(qiáng)度下降，最終擊穿。*受潮：水分侵入絕緣內(nèi)部或表面，降低絕緣電阻和介電強(qiáng)度，增大泄漏電流，可能引發(fā)局部放電，逐漸侵蝕絕緣，最終導(dǎo)致?lián)舸Ｋ诌€可能溶解絕緣中的雜質(zhì)，加速老化。*機(jī)械損傷：設(shè)備安裝、運(yùn)輸、運(yùn)行過程中受到外力作用，導(dǎo)致絕緣結(jié)構(gòu)破壞、裂紋，使絕緣強(qiáng)度下降，在正常電壓下也可能擊穿。*絕緣老化：絕緣材料在電、熱、光、化學(xué)、濕度等多種因素長(zhǎng)期作用下，其物理和化學(xué)性質(zhì)逐漸變差，性能下降，最終失去絕緣能力而擊穿。3.功率因數(shù)是有功功率（kW）與視在功率（kVA）的比值，通常用cosφ表示。提高功率因數(shù)的目的是為了提高電能利用效率，減少線路和設(shè)備的功率損耗。在傳輸相同有功功率的情況下，功率因數(shù)低意味著需要更大的視在功率，即更大的電流流過線路，導(dǎo)致線路上的有功損耗（I2R損耗）和無(wú)功損耗（若線路存在電抗）都增加，降低了輸電效率，增加了運(yùn)行成本。提高功率因數(shù)的方法主要有：*提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)：改善設(shè)備本身特性，如采用高效電機(jī)、合理選擇變壓器容量等。*安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置：在電力系統(tǒng)中并聯(lián)電容器組（最常用）或同步調(diào)相機(jī)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）等，向系統(tǒng)提供感性無(wú)功功率，補(bǔ)償線路和負(fù)荷從系統(tǒng)中吸收的無(wú)功功率，從而提高功率因數(shù)。4.選擇預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目的主要依據(jù)是設(shè)備的類型、電壓等級(jí)、運(yùn)行環(huán)境、制造工藝以及歷次試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)備健康狀況。目的是通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在缺陷，評(píng)估絕緣狀況，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。重要的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目及其目的包括：*測(cè)量絕緣電阻：主要目的是檢查設(shè)備絕緣是否存在嚴(yán)重受潮、臟污、老化或貫穿性缺陷。是基本且重要的試驗(yàn)項(xiàng)目。*測(cè)量交流耐壓（或直流耐壓）：主要目的是在較高電壓下驗(yàn)證設(shè)備的絕緣強(qiáng)度是否滿足要求，能發(fā)現(xiàn)絕緣整體性能的劣化或缺陷。通常在停電時(shí)進(jìn)行。*測(cè)量介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）：主要目的是評(píng)估絕緣油和有機(jī)絕緣材料的受潮、老化程度以及局部放電情況。對(duì)油浸式變壓器和電纜尤為重要。*測(cè)量直流電阻：主要目的是檢查導(dǎo)體連接是否良好、有無(wú)斷股、接觸是否緊密等。對(duì)變壓器繞組、電抗器、母線等尤為重要。*測(cè)量電壓比：主要目的是檢查變壓器、儀用互感器等的接線組別是否正確，繞組匝數(shù)比是否符合設(shè)計(jì)要求。*測(cè)量電容量和介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）：對(duì)電纜和電容器組，用于評(píng)估其絕緣狀況和介質(zhì)老化程度。5.“狀態(tài)檢修”與“定期檢修”的主要區(qū)別在于檢修的觸發(fā)依據(jù)和安排方式。*定期檢修：是基于設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間或累計(jì)運(yùn)行時(shí)間來安排的，不管設(shè)備實(shí)際狀況如何，到了預(yù)定時(shí)間就進(jìn)行檢修。這種方式不考慮設(shè)備是否真的需要檢修，可能導(dǎo)致“過度維修”（設(shè)備良好卻拆修）或“維修不足”（設(shè)備已出問題卻未及時(shí)處理）。*狀態(tài)檢修：是基于設(shè)備的實(shí)際健康狀況來安排的，通過在線監(jiān)測(cè)、離線測(cè)試等手段獲取設(shè)備狀態(tài)信息，評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，判斷設(shè)備是否需要檢修以及何時(shí)需要檢修。這種方式更加精準(zhǔn)，能針對(duì)性地處理問題，避免不必要的維修，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，提高運(yùn)行可靠性。狀態(tài)檢修的優(yōu)勢(shì)在于：提高了檢修的針對(duì)性和有效性，降低了維修成本，減少了非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了基于風(fēng)險(xiǎn)的維護(hù)，更好地適應(yīng)了設(shè)備狀態(tài)多樣化、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜化的趨勢(shì)。四、分析題1.可能的原因分析：*總烴含量超標(biāo)通常指向絕緣油熱分解，可能原因是變壓器負(fù)載長(zhǎng)期過重或運(yùn)行電壓偏高導(dǎo)致繞組熱點(diǎn)溫度過高。*乙炔（C?H?）含量略高于注意值，雖然不高，但仍指示存在較為劇烈的電弧放電或局部放電的可能性，可能發(fā)生在繞組內(nèi)部或絕緣薄弱處。*結(jié)合兩者，可能的原因是變壓器內(nèi)部存在局部過熱區(qū)域，導(dǎo)致絕緣油熱分解（總烴升高），同時(shí)可能伴隨有輕微的電弧放電（乙炔升高）。下一步應(yīng)采取的檢查和診斷措施：*加強(qiáng)監(jiān)視：密切關(guān)注油色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，特別是總烴和乙炔的變化速率。*進(jìn)行離線試驗(yàn)：結(jié)合停電機(jī)會(huì)，進(jìn)行絕緣油色譜復(fù)試，更精確地分析總烴、乙炔等氣體的絕對(duì)含量和產(chǎn)氣速率，判斷故障發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)進(jìn)行絕緣電阻、介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）、直流電阻等試驗(yàn)，評(píng)估整體絕緣狀況和繞組連接情況。*進(jìn)行帶電檢測(cè)：