2026年電氣工程基礎(chǔ)：設(shè)備故障診斷與修復(fù)實踐題庫一、選擇題（每題2分，共20題）說明：本部分共20題，每題2分，共40分。請根據(jù)題目要求選擇最合適的答案。1.在變壓器油中溶解氣體分析（DGA）中，哪一種氣體通常指示變壓器內(nèi)部存在低溫過熱故障？（）A.H?B.CH?C.C?H?D.CO?2.某工廠的電動機運行時出現(xiàn)異常振動，頻譜分析顯示主要頻率為工頻的倍頻，可能的原因是？（）A.軸承損壞B.轉(zhuǎn)子不平衡C.定子繞組故障D.電源電壓不平衡3.在進行高壓電纜絕緣測試時，常用的直流電壓等級是？（）A.1kVB.5kVC.10kVD.35kV4.某工廠的變頻器輸出端出現(xiàn)缺相故障，可能的原因是？（）A.整流橋損壞B.功率模塊過熱C.控制器通信中斷D.電機接線松動5.在風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱故障診斷中，哪種振動信號分析方法最適用于檢測早期軸承故障？（）A.時域分析B.頻域分析（FFT）C.譜峭度分析D.小波分析6.某變電站的斷路器操作機構(gòu)頻繁出現(xiàn)分合閘不到位故障，可能的原因是？（）A.合閘線圈斷路B.分閘彈簧疲勞C.控制回路接觸不良D.液壓系統(tǒng)壓力不足7.在光伏逆變器故障診斷中，哪一種參數(shù)最能反映其直流母線電容的健康狀態(tài)？（）A.電壓紋波B.電流諧波C.功率因數(shù)D.溫度8.某工廠的PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)通信中斷，可能的原因是？（）A.電纜短路B.接口模塊故障C.網(wǎng)絡(luò)干擾D.CPU過載9.在電梯曳引機故障診斷中，哪種方法最適合檢測鋼絲繩的疲勞斷裂？（）A.超聲波檢測B.振動分析C.磁粉檢測D.油液分析10.某變電站的變壓器油色譜分析顯示總烴含量超標(biāo)，可能的原因是？（）A.繞組過熱B.分接開關(guān)接觸不良C.空氣進入油箱D.油質(zhì)老化二、判斷題（每題1分，共10題）說明：本部分共10題，每題1分，共10分。請根據(jù)題目要求判斷正誤。1.變壓器油中溶解氣體的產(chǎn)氣速率與故障的嚴(yán)重程度成正比。（）2.電動機軸承損壞時，頻譜分析通常顯示高頻沖擊信號。（）3.高壓電纜絕緣電阻測試時，應(yīng)先施加直流電壓再切換至交流電壓。（）4.變頻器輸出缺相故障會導(dǎo)致電機過熱，但不會損壞功率模塊。（）5.風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱油液中的金屬屑主要來自齒輪磨損。（）6.斷路器操作機構(gòu)分合閘不到位時，應(yīng)優(yōu)先檢查液壓系統(tǒng)。（）7.光伏逆變器直流母線電壓紋波超標(biāo)可能指示電容老化。（）8.PLC控制系統(tǒng)通信中斷時，應(yīng)先檢查物理線路再檢查軟件配置。（）9.電梯曳引機鋼絲繩的疲勞斷裂通常伴隨振動頻率的微小變化。（）10.變壓器油色譜分析中，乙炔（C?H?）含量升高通常表明存在電弧放電故障。（）三、簡答題（每題5分，共4題）說明：本部分共4題，每題5分，共20分。請根據(jù)題目要求簡要回答。1.簡述電動機軸承故障的振動特征及其診斷方法。2.解釋高壓電纜直流耐壓測試的原理及其注意事項。3.描述變頻器輸出缺相故障對電機和功率模塊的影響及修復(fù)措施。4.說明風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱油液分析中，金屬屑的種類與故障部位的關(guān)系。四、分析題（每題10分，共2題）說明：本部分共2題，每題10分，共20分。請根據(jù)題目要求進行分析。1.某工廠的電動機運行時出現(xiàn)異常噪聲，頻譜分析顯示主要頻率為工頻及其倍頻，同時伴有少量高次諧波。請分析可能的原因并提出診斷步驟。2.某變電站的變壓器油色譜分析顯示總烴含量和氫氣含量均超標(biāo)，但乙炔含量正常。請分析可能的原因并提出處理建議。五、計算題（每題10分，共2題）說明：本部分共2題，每題10分，共20分。請根據(jù)題目要求進行計算。1.某高壓電纜絕緣電阻測試時，施加直流電壓1000V，測得絕緣電阻為2000MΩ，環(huán)境溫度為25℃。請計算20℃時的絕緣電阻值（假設(shè)溫度系數(shù)為0.02/℃。）2.某變頻器輸出缺相時，電機電流為50A，功率模塊額定電流為60A。請計算缺相運行時功率模塊的銅損增加百分比。答案與解析一、選擇題答案1.B2.A3.B4.A5.D6.B7.A8.B9.B10.A解析1.低溫過熱故障通常產(chǎn)生大量H?和少量的CH?、C?H?等氣體，但CH?是典型指標(biāo)。2.電動機異常振動的主要原因是轉(zhuǎn)子不平衡，頻譜分析顯示倍頻信號符合此特征。3.高壓電纜絕緣測試常用5kV直流電壓，過高可能損壞絕緣。4.變頻器缺相故障通常由整流橋損壞引起，導(dǎo)致輸出電壓缺失。5.小波分析適用于非平穩(wěn)信號，能檢測早期軸承故障的瞬態(tài)沖擊。6.斷路器分合閘不到位多因分閘彈簧疲勞導(dǎo)致行程不足。7.直流母線電壓紋波反映電容濾波效果，超標(biāo)指示電容老化。8.PLC通信中斷常見原因是接口模塊故障，物理線路故障次之。9.電梯曳引機鋼絲繩疲勞斷裂時，振動分析能檢測頻率變化。10.變壓器油總烴含量超標(biāo)通常指示繞組過熱，產(chǎn)氣速率與故障嚴(yán)重程度相關(guān)。二、判斷題答案1.√2.√3.×（應(yīng)先交流后直流）4.×（缺相會導(dǎo)致功率模塊過熱）5.√6.√7.√8.√9.×（鋼絲繩斷裂通常伴隨振動頻率突變）10.√解析3.直流耐壓測試應(yīng)先施加交流電壓消除表面電荷，再換為直流以評估絕緣強度。9.鋼絲繩斷裂時振動頻率會發(fā)生顯著變化，而非微小變化。三、簡答題答案1.振動特征：軸承故障初期表現(xiàn)為低頻微弱沖擊，后期發(fā)展為高頻尖銳沖擊。診斷方法：頻譜分析（檢測故障頻率）、包絡(luò)分析（提取軸承故障特征）。2.原理：通過施加直流高壓檢測電纜絕緣的吸收電流，評估絕緣狀態(tài)。注意事項：測試前充分放電，避免殘留電荷影響結(jié)果。3.影響：缺相導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩下降、功率模塊過熱。修復(fù)措施：檢查整流橋、功率模塊，必要時更換。4.金屬屑種類與故障部位：點蝕產(chǎn)生細小顆粒，磨損產(chǎn)生片狀屑，斷裂產(chǎn)生長條屑。四、分析題答案1.可能原因：-工頻及其倍頻指示電機繞組或鐵芯故障；高次諧波可能源于負載變化或電源干擾。診斷步驟：-測量電機電流和溫度，檢查繞組直流電阻；-擴展頻譜分析范圍，識別高次諧波來源。2.可能原因：-總烴和氫氣超標(biāo)說明存在局部放電或過熱，但乙炔正常排除電弧放電。處理建議：-加強油色譜監(jiān)測，必要時更換絕緣油；-檢查繞組匝間絕緣，排除過熱隱患。五、計算題答案1.計算過程：R?=R?(t?