2025年高壓電工考試：高壓設備故障診斷與排除案例分析試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______試卷內(nèi)容案例一：變壓器突發(fā)性故障某變電站一臺運行中的110kV雙繞組變壓器（型號SFPSZ9-120000/110），額定電壓110/11kV，聯(lián)結組別YNd11。正常運行時負荷約80%。突然，運行人員發(fā)現(xiàn)主控室變壓器保護裝置發(fā)出“差動保護動作”和“瓦斯保護動作”信號，同時變壓器本體溫度急劇上升，油位計指示異常（或：油位計無法正常指示），并伴有明顯異味。立即跳閘，斷路器指示在分閘位置。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)變壓器外殼有輕微炸裂痕跡，有部分絕緣油噴出。請分析：1.根據(jù)現(xiàn)象描述，判斷變壓器可能發(fā)生了何種性質(zhì)的故障？請列出主要原因。2.針對此次故障，后續(xù)應如何進行故障檢查和診斷？請簡述需要重點檢查的項目和可能采用的檢測手段。3.在未明確故障原因之前，處理和檢查工作應遵循哪些主要的安全注意事項？4.如果檢查確認是內(nèi)部繞組匝間或相間短路引起的差動保護動作，請簡述故障排除后的送電前準備和注意事項。案例二：高壓斷路器操作異常某工廠變電所內(nèi)一臺運行中的10kVZN63A-12型真空斷路器（額定電壓12kV，額定電流1250A），正常合閘、分閘操作均正常。在一次由運行人員手動操作分閘時，發(fā)現(xiàn)斷路器動作緩慢，分閘時間遠超正常值（例如超過0.5秒），且分閘后輔助觸點位置異常（或：儲能指示燈未亮）。保護裝置未動作，電流、電壓表計無明顯異常。斷路器外觀無可見損傷。請分析：1.根據(jù)現(xiàn)象描述，判斷該斷路器可能存在哪些方面的故障或問題？2.為查明原因，應進行哪些檢查和測試？請說明檢查的要點。3.如果檢查發(fā)現(xiàn)是斷路器操作機構儲能問題，請簡述可能的原因和處理方法。4.在進行斷路器內(nèi)部檢查或維修前，必須執(zhí)行哪些重要的安全措施？案例三：高壓電纜線路故障某城市配電室一條運行中的10kV交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜線路（型號YJV22-8.7/15kV3x300mm2），連接一臺配電變壓器。近期該線路附近進行過道路挖掘工程，但據(jù)施工單位稱已按要求進行過電纜保護。最近幾天，運行人員發(fā)現(xiàn)該線路保護裝置（如過流保護或接地保護）頻繁發(fā)出告警信號，但告警電流值不高，未達到跳閘定值。同時，線路末端電壓略有波動。紅外熱成像檢測發(fā)現(xiàn)電纜接頭部位有異常溫升。請分析：1.根據(jù)現(xiàn)象描述，分析該電纜線路可能存在的故障類型及原因。2.為進一步診斷故障點，可以采取哪些方法？請簡述其中一種方法的原理和步驟。3.如果確認是外部施工造成的電纜絕緣損傷，但在正常運行電壓下未立即擊穿，應如何處理？處理過程中需要注意什么？4.預防此類電纜故障應采取哪些措施？案例四：母線連接點異常某變電站110kV母線段，采用戶內(nèi)隔離開關和斷路器連接。運行人員在日常巡視中，使用紅外熱成像儀檢測時，發(fā)現(xiàn)某相母線連接金具（靠近隔離開關側）存在明顯的異常溫升，溫度較其他相高約15-20℃。環(huán)境溫度正常，母線電流平衡，各側保護裝置工作正常。連接金具外觀無明顯變形或燒傷痕跡。請分析：1.根據(jù)現(xiàn)象描述，判斷該母線連接點異常溫升的主要原因可能是什么？2.針對這種異常情況，應如何進一步檢查和確認問題？可以采取哪些措施？3.如果確認是連接點接觸不良導致發(fā)熱，應如何處理？處理前需要進行哪些準備？4.定期檢查母線連接點狀態(tài)有哪些重要意義？除紅外熱成像外，還有哪些常用的檢查方法？---試卷答案案例一：變壓器突發(fā)性故障1.故障性質(zhì)及原因分析:*故障性質(zhì):可能發(fā)生了嚴重的內(nèi)部故障，如繞組相間短路、匝間短路，或鐵芯故障導致嚴重局部放電等，導致差動保護動作和瓦斯保護動作。*主要原因:可能包括絕緣老化或擊穿、制造缺陷、外力破壞、過電壓沖擊、過負荷運行（雖然案例說80%負荷，但可能短暫尖峰或短路前狀態(tài)）、運行維護不當?shù)葘е聝?nèi)部發(fā)生短路故障。瓦斯保護動作通常伴隨油流沖擊，可能由短路電流產(chǎn)生強烈電動力或電弧引起。2.故障檢查和診斷:*安全措施:首先確?，F(xiàn)場安全，設置遮欄、懸掛標示牌，必要時斷開電源（若不影響保護試驗），穿戴合格絕緣防護用品。*外觀檢查:詳細檢查變壓器外殼、油箱、散熱器、油位計、瓦斯繼電器、壓力釋放裝置等有無嚴重損傷、變形、滲漏油、放電痕跡等。*油樣分析:取油樣進行簡化試驗（絕緣電阻、介質(zhì)損耗角正切tanδ、極性試驗）和色譜分析。色譜分析是判斷內(nèi)部故障性質(zhì)和程度的重要手段，可檢測出氫氣（H?）、甲烷（CH?）、乙烷（C?H?）、乙炔（C?H?）等氣體成分及其絕對產(chǎn)率，判斷故障類型（如低能量放電、高能量電弧/短路）。*電氣試驗:待油樣分析結果基本穩(wěn)定后，進行更全面的電氣試驗，如絕緣電阻測試、直流電阻測試（檢查繞組連接和有無斷路、短路）、變比測試、交流耐壓測試（需謹慎，可能進一步損壞絕緣）等，根據(jù)試驗結果綜合判斷故障位置和程度。*內(nèi)部檢查:如以上檢查無法明確原因或情況緊急，可能需要吊罩檢查繞組、鐵芯、絕緣結構等。3.送電前安全注意事項:*必須由專業(yè)人員對故障原因做出基本判斷，確認內(nèi)部無嚴重缺陷或危險隱患。*必須進行充分的絕緣檢查和試驗，確保絕緣強度滿足運行要求。*必須對保護裝置進行校驗，確保其準確可靠。*做好所有安全措施，包括驗電、掛接地線（必要時）、設遮欄、掛標示牌，確保操作人員安全。*必須由相關負責人批準后方可恢復送電。4.故障排除后的送電準備和注意事項:*恢復送電前準備:清理現(xiàn)場，恢復設備外觀完整；確保所有檢修工作完成；重新充滿合格的絕緣油至規(guī)定油位；檢查所有連接是否緊固；對保護裝置進行整定和校驗；檢查控制回路和信號回路是否正常。*注意事項:送電初期應加強監(jiān)視，密切注意變壓器聲音、溫度、油位、油色、有無異味等變化；監(jiān)視保護裝置狀態(tài)；必要時可進行負載測試，逐步增加負荷觀察運行情況。案例二：高壓斷路器操作異常1.可能故障或問題分析:*操作機構儲能問題：儲能馬達故障、儲能彈簧失效或斷裂、儲能行程不足。*操作電源問題：合閘或分閘線圈回路電壓不足、接觸不良或斷線。*控制回路問題：控制開關位置與實際狀態(tài)不對應、中間繼電器故障、信號回路接觸不良。*真空滅弧室問題：雖然通常影響開斷性能，但極少數(shù)情況下可能影響操作機構反饋或本身存在機械故障。*操作機構機械部分卡滯或潤滑不良。2.檢查和測試:*外觀檢查:檢查操作機構外觀有無損傷，儲能指示燈狀態(tài)，輔助觸點指示。*操作試驗:嘗試手動儲能，觀察過程是否順暢，儲能指示是否正確。嘗試手動合閘、分閘操作，觀察機構動作是否到位，有無卡滯。*操作電源檢查:測量合閘、分閘線圈端子電壓，確認是否在額定范圍內(nèi)。*控制回路檢查:檢查控制開關、按鈕、中間繼電器等元件是否工作正常，測量相關回路電壓和導通情況。*輔助觸點檢查:檢查分合閘位置繼電器的輔助觸點是否在分閘位置時正確反映狀態(tài)。*機構內(nèi)部檢查:如外部檢查無果，可能需要拆卸機構進行內(nèi)部檢查，檢查機械部件、彈簧、馬達等。3.儲能問題原因及處理方法:*可能原因:儲能馬達損壞、儲能彈簧疲勞斷裂或卡澀、傳動機構問題、控制儲能的電氣元件故障。*處理方法:替換損壞的儲能馬達；更換斷裂或失效的儲能彈簧；清理或修復卡澀的機械部件；更換故障的電氣控制元件。4.進行內(nèi)部檢查或維修前的安全措施:*必須先斷開斷路器的電源，包括操作電源和控制電源。*確認斷路器處于分閘位置，并拉開相關隔離開關。*在斷路器兩側（包括接地端）裝設臨時接地線。*檢查確認斷路器確無電壓。*設置遮欄和標示牌，防止人員誤入。*操作人員必須穿戴合格的個人防護用品。案例三：高壓電纜線路故障1.故障類型及原因分析:*故障類型:可能是電纜絕緣受損導致的接地故障（接地保護頻繁動作）、相間短路故障（過流保護頻繁動作）或斷線故障。*主要原因:最可能原因是附近道路挖掘工程造成的電纜外護套或內(nèi)襯套損傷，導致絕緣下降。即使未立即擊穿，也可能在間歇性接地或電暈放電下導致保護頻繁動作。異常溫升可能表明存在固定性接地或嚴重絕緣缺陷導致泄漏電流增大。保護定值偏低或躲過負荷也可能導致頻繁告警。2.進一步診斷方法:*方法一：電纜路徑紅外熱成像檢測:在不同時間段（負荷高峰期）對電纜線路全線及重點區(qū)段（如接頭、終端、穿越點）進行紅外熱成像檢測，精確定位發(fā)熱點位置。原理是基于故障點發(fā)熱導致紅外輻射增強。*方法二：電纜故障定位:使用電纜故障定位儀。先通過保護動作信息或絕緣電阻測試確定故障區(qū)域，然后在故障點附近沿電纜路徑，使用高壓電法、音頻法或脈沖法發(fā)送信號，通過接收器測量信號到達故障點的距離或時差，精確定位故障點。原理是利用故障點對信號傳播的阻擋或反射。3.處理及注意事項:*處理方法:確定故障點后，需開挖電纜溝，暴露故障電纜，切除受損段，重新制作電纜頭（如果是絕緣受損）或更換電纜段（如果是金具或外力破壞導致斷線）。*注意事項:*在未找到并處理故障點前，可嘗試適當提高接地保護的整定值（需評估風險），或采用臨時性接地方式（如連接臨時接地線，注意電流大小和持續(xù)時間限制）以減少保護動作次數(shù)，但必須確保安全。*處理過程中必須嚴格遵守電纜作業(yè)安全規(guī)程，防止二次損傷。*更換電纜或制作頭后，必須進行詳細的絕緣測試（絕緣電阻、介質(zhì)損耗角正切tanδ、直流耐壓等）和特性測試（如直流電阻、電壓比），確保合格。*恢復送電后加強監(jiān)視。4.定期檢查母線連接點狀態(tài)的意義及檢查方法:*意義:母線連接點是電流匯集和分配的關鍵點，其接觸狀態(tài)直接影響電網(wǎng)的連接可靠性、導電性能和發(fā)熱情況。良好的接觸確保電流通暢，減少壓降和損耗；不良接觸會導致接觸電阻增大，發(fā)熱嚴重，可能引發(fā)設備損壞、火災甚至短路事故。