西南交大電氣工程作業(yè)答案

電機與拖動11第1次作業(yè)

四、主觀題（共5道小題）

12.一個三相對稱交流繞組，通以對稱三相交流電時，會產(chǎn)生何種合成磁勢？請寫出其基

波磁勢幅值表達式。如果繞組有一相斷線又將產(chǎn)生何種磁勢？

%,=叫x0.9x坐也了

答：圓形旋轉(zhuǎn)磁勢；2P；Y接斷線產(chǎn)生脈振磁勢，D接斷線

產(chǎn)生橢圓旋轉(zhuǎn)磁勢。

13.總結(jié)交流發(fā)電機定子電樞繞組相電動勢的頻率、波形和大小與哪些因素有

關(guān)？這些因素中哪些是由構(gòu)造決定的，哪些是由運行條件決定的？

答:交流繞組感應(yīng)電動勢的頻率與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速、電機極數(shù)有關(guān);

其波形與磁勢波形、電機結(jié)構(gòu)相關(guān)；其大小與頻率、繞組匝數(shù)、

磁場強弱有關(guān)。

14.一臺JQ2—52—6異步電動機，額定電壓380伏，定子三角形接法，頻率50Hz,

額定功率7.5kw,額定轉(zhuǎn)速960r7m,額定負載時%一°-824,定子銅耗474

W,鐵耗231W,機械損耗45w,附加損耗37.5w,試計算額定負載時，（1）轉(zhuǎn)差

率；（2）轉(zhuǎn)子電流的頻率；（3）轉(zhuǎn)子銅耗；（4）效率；（5）定子電流。

60x50

=1000r/??

解:

S=X1000-960

=0.04

Ni1000

⑵￡=S/I=0.04X50=2/

⑶=H+7500+37.5+45=7582.5w

7

p=-^—p=315.94

/1r*Mt"

1-4W

（4）Pi=尸吟+尸必+Ri+Pre

=7582.5+315.94+4744-231=8603.44”

7500

g=.Px,l00%=-------x100%=87.17%

p8603.44

Pi8603.44

=15.86力

'、一晅UiCos（P[380x0,824

（5）

15.設(shè)有一臺380伏、50Hz,1450r/m>15kw,三角形聯(lián)結(jié)得三相異步電機，定子

參數(shù)與轉(zhuǎn)子參數(shù)如折算到同一邊時可作為相等，,1=，2=°，240,每相漏抗為每相

電阻的4倍，G=9QX?=72-4Q,并且電流增減時漏抗近似為常數(shù)。試求：在

額定運行時的輸入功率，電磁功率，總機械功率，各項損耗。

解:n.=1500r/m，%=380V

?1500-1450

3=----------=0.0333

1500

7=^+Jr'=^i+y4xO,724=21.91Z759°

3s5,00333/歐

2f+以=9+戶2.4=72.96/82.91匕

1o

所以z=Z”/Z*=19.656/22.7=18.13+/759歐

則

7=0=-------------------=17.61Z-2908

（Zi+Z）0,724+J4X0,724+18.13+77.59Q.uo

A

所以

■,■0

E=U-Z1/1=380-（0.724+J4x0.724）X17.61Z-29.08

=344.1-/38.37=346.2N-6.3dv

i=A3462/-6.36°

=4.745Z-

Mry089.27°

4㈱72.96Z82.91A

,,■0o

-K=ZrIK=i7.6iz-29.08-4.745z-89.27

=15.O8z-14°A

輸入%=17.545kw

0.724

產(chǎn)/%/2號=3x15.下=16,267

0.0333kw

「陶=。-MR.=15.724(9)

%=mJ；乃=3xl7.6fX0724g)=673.56w

尸陋=嵇￡，2=3x15.g*0724=542.22⑺

PFe=mfm=3x4.745?X9=607913)

幾+九=凡二外=15.724-15=0.724kw

16.一臺三相四極繞線式異步電動機，工作頻率50Hz,電機最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)太了二上5,

5海=。12,求：

1)求電機的額定轉(zhuǎn)速；

2)當電機帶恒轉(zhuǎn)矩額定負載時，把電源電壓下降20%,電動

機是否還能夠運行？

解：⑵sm=SN（^~T+/上；-1）

SN=——^==0.046

kj-+1

nN=（1—與）轉(zhuǎn)產(chǎn)143Ir/min

⑵當U；=0.%,"=1.5時:

2

T?=0.8TM=0.64X1.5^=0.96TN

TK<7^電動機不能運行。

電機與拖動II第2次作業(yè)

四、主觀題（共5道小題）

12.一臺三相4極異步電機，請指出電機分別以625r/min提升重物、以370r/mi

n下放重物、以1527r/min下放重物時處于何種運行狀態(tài)？電磁轉(zhuǎn)矩分別是什么性

質(zhì)的？

答：電動機狀態(tài)；發(fā)電機狀態(tài)。

13.異步電動機在起動和空載運行時，為什么時候功率因數(shù)很低？當滿載運行時，功率

因數(shù)會提高？

答：異步電動機在起動和空載運行時輸入的有功分量小，則無功分

量占大部分，故功率因數(shù)很低。當滿載運行時，有功分量增加，

無功分量近似不變，所以功率因數(shù)會提高。

14.一臺三相四極籠型轉(zhuǎn)子異步電動機，技術(shù)數(shù)據(jù)為：片1='法W,

/minUiN=380VKr=2.2,拖動0.犯恒轉(zhuǎn)矩負載運行。求：

1）電動機的轉(zhuǎn)速；

2）電源電壓下降20%時電動機的轉(zhuǎn)速；

3）頻率降低到35Hz、保持號5不變時電動機的轉(zhuǎn)速。

解:

s赧=sN（kT-1）=0.19425

,s翠

當看=Q8方#寸；s海s

s=0.0366,1.0318｛舍去）

n=1445r/min

⑵當U；=0.%時:%=0吹=1.408TN

0.8T=-=2-T^'—

Nss?

—+T

s*s

5=0.0^05,0,6232（舍去）

n-141Or/min

(3)當4=0.7加=35也，保持號/力時:

保持瓦/〃為常數(shù)時，電機/〃為常數(shù)。

固有特性：=55r加演

/；=35比時:nc=0.7nc-1050r/min

力=35也時:n-nc-hn-955r/min

15.三相繞線式異步電動機，額定功率為=55左取，額定轉(zhuǎn)速

%w=1410"min,額定電流心=12.4",額定電壓%=380，,轉(zhuǎn)子額定

感應(yīng)電勢“訓=214’,轉(zhuǎn)子額定電流/2W=16.65，電機最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)

跖=2.2,丫接，電機帶額定負載。試求：電機采用轉(zhuǎn)子回路串電阻起動，要求起動

轉(zhuǎn)矩弓

Z,=2,則應(yīng)串多大的起動電阻？

⑺SN=^Z^L=0.06

解：許

s源=sN(kT+J町-1)=0.2496

殳=*典=0型660

圖=2加寸：2寫=中2

2_,

s*1

0.6417,1.558

..gM_—2

s*R2+&1

Rc=0.70,2.340(含去〕

16.一臺定子繞組為丫接的三相六極繞線式感應(yīng)電機，額定數(shù)據(jù)為：額定功率

弓=150無町額定電壓%=380,，額定頻率&=50Hz，額定轉(zhuǎn)速

nN=960r/min,《］「=0.91,定、轉(zhuǎn)子電阻力=勺=定、轉(zhuǎn)子

漏電抗與=燈=°比區(qū)忽略勵磁阻抗。電機帶額定位能負載，求:

(1)如果需要以萬=600r/min的速度提升重物，則須在轉(zhuǎn)

子回路中串入多大的電阻？

(2)如果在轉(zhuǎn)子回路中串入0.6。的電阻，則此時電機的

轉(zhuǎn)速為多少？

⑴$『與一陽=0.04

解：no

600r/碗〃提升重物時：s=0,4

轉(zhuǎn)矩一定時：$8見+為

SN_

sR；+R°

%=0.108Q

Rn=0.12Q

(2)轉(zhuǎn)子回路串0.。加阻：

s&+4心0.。

s=1.86

n-(1-s)nc=-860r/min

電機與拖動11第3次作業(yè)

四、主觀題（共9道小題）

7.同步電機在對稱負載下運行時，氣隙磁場由哪些磁勢建立？它們各有什么特點？

答：氣隙磁場由轉(zhuǎn)子磁勢、定子磁勢共同建立。其中轉(zhuǎn)子是直流勵

磁，定子是三相交流繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢。

8.什么叫同步電機？其感應(yīng)電動勢頻率和轉(zhuǎn)速有何關(guān)系？怎樣由其極數(shù)決定它的轉(zhuǎn)速？

”—物

ri=------

答：同步電機的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速與電機轉(zhuǎn)速相等，P。

9.同步發(fā)電機的功角在時間和空間上各有什么含義？

答：同步發(fā)電機的功角在時間是感應(yīng)電勢與端電壓的夾角，空間是氣隙

磁動勢與勵磁磁動勢的夾角。

10.試比較5S、6這三個角的含義，同步電機各種運行狀態(tài)分別與哪個角有關(guān)？角的正、

負又如何？

答：內(nèi)功率因數(shù)角力是電動勢與電樞電流的夾角，功率因數(shù)角。是表示

負載性質(zhì)，功角6是電動勢與端電壓的夾角。同步電機的運行狀態(tài)

與功角有關(guān)，為正時是電動機狀態(tài)，為負時是發(fā)電機狀態(tài)。

11.隱極同步電動機在額定情況下運行時，加=25°。

1）若頻率下降5%,負載轉(zhuǎn)矩保持不變；

2）若頻率、電壓同時下降5%,負載轉(zhuǎn)矩保持不變。求兩種情況下功角如何變化。

解：功角特性X,

丁=￡=理那9

矩角特性Qxq

其中力8yxec」得CC/

(l)sinS=95%sin%

8=28.36°

（2）6=30°

Cosco=0.8

12.有一臺PN=72500kw,UN=10.5kV,丫接，以滯后的水輪發(fā)電機,

參數(shù)為:Xd=1,°5”,忽略電樞電阻。試求額定負載下發(fā)電機勵磁電勢和在0

■

與u的夾角。

■■

解：先以力為參考，則/=叱一36.87

所以反="+/*；=1+川矽/-36.87°=1404/18.4°

■0

￡。與力的夾角0=18.4

再以及為參考向量，則。=°+族=55.27°

■

U*=lN-]84°=0949-70.316

■■

L=-jSin（p——J0.822I—Cos（p=0.57

所以

■■■■

笈=。+”工；+"￡=0.949-/）.316+0.822+4.57x0.554=1.771

氏=瓦.等mi**世74

故75T5KV

13.電動機選擇的一般原則是什么？

答：1）滿足性能要求，性能指標不用超前太多，正好滿足要求為上。

2）最經(jīng)濟合理，包括一次投資費用、使用費用、維護費用。

3）技術(shù)領(lǐng)先性，體現(xiàn)個性。

14.一臺同樣的電動機，在下列條件下拖動負載運行時，為充分利用電動

機，它的輸出功率是否一樣？哪個大？哪個?。?/p>

1）自然冷卻，環(huán)境溫度40噸；

2）強迫通風，環(huán)境溫度40汽；

3）自然冷卻，高溫環(huán)境。

答：輸出功率不一樣。強迫通風、環(huán)境溫度4CTC時輸出功率大，自然冷

去隊高溫環(huán)境時輸出功率小。

15.電機運行時溫升按什么規(guī)律變化？兩臺同樣的電動機，在下列條件下拖動負載運行，它們的

起始溫升、穩(wěn)定溫升是否相同？發(fā)熱時間常數(shù)是否相同？

1）相同負載，一臺環(huán)境溫度高于另一臺；

2）相同負載，相同環(huán)境，一臺未運行，一臺運行剛停下又接著運行；

3）相同環(huán)境，一臺滿載，一臺半載；

4）同一房間內(nèi)，一臺自然冷卻，一臺用冷風吹，都是滿載運行。

答：電機運行時溫升按指數(shù)規(guī)律變化。

1)起始溫升相同、穩(wěn)定溫升相同,發(fā)熱時間常數(shù)相同;

2)起始溫升不同、穩(wěn)定溫升相同,發(fā)熱時間常數(shù)相同;

3)起始溫升相同、穩(wěn)定溫升不同,發(fā)熱時間常數(shù)相同;

4)起始溫升相同、穩(wěn)定溫升不同,發(fā)熱時間常數(shù)不同。

電機與拖動11第4次作業(yè)

四、主觀題（共3道小題）

5.

一臺三相感應(yīng)電動機，額定功率4=4左用，額定電壓Sv=380〃，△型接法,

額定轉(zhuǎn)速”=1442廣，min,定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)如下：。

R.=4.47QR\=3.18QJ?m=11.9Q；

Xla=6.7QX工=9.85QXm=6.7Q。2

試求在額定轉(zhuǎn)速時的電磁轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。+，

解：轉(zhuǎn)差率S=U。。-1442=02

丐1500

幺

1

額定轉(zhuǎn)速時的電磁轉(zhuǎn)矩T=

tnd(&+啊]+((+必)2

3x380,x

4=2.1500-------下——也運------N-優(yōu)=29一14N-加，

(4.47+y+(6.7+9.85)2

600.0387

13U：

最大轉(zhuǎn)矩為

QI2[&+3?「+(X?+X；?]

13x380?、T工…”

--------------------.丫N=m=63.77A?

21X15002(4.47+74.472+(6.7+9,85)2]

60

起動電流為-------7--------------------

'，（號+號）2+（區(qū)。+均,）2

___________380

K=20.844。

J(4.47+3.18):+(6.7+9.85)*

起動線電流q=收二=指x20.844=363/?

丁_13貝%

起動轉(zhuǎn)矩

■(&+%)?+(幾+4)2

]__________3x3802x3.18

m—26.39Nm

2%x1500(447+3.18『+(6.7+9.85)：

60

6.

有一臺70000kVA、60000kWs13.8kV（星形聯(lián)結(jié)）的三相水輪發(fā)電機，交、軸同

步電抗的標幺值分別為＜=0.7,X：=1,試求額定負載時發(fā)電機的激磁電動勢

￡；（不計磁飽和與定子電阻）。

解：

與=I?+ji'X]=1Z3F+jQ7xl/(r=1.487Z54.7981

可得：%=54.798，

1；=，5皿〃/(%-90*)

=lxsin54.798^(54.798,-90,)

=0.8171Z-35.202,

/；=/，cos%N%

=lxcos54.798*Z54.798,=0.57646Z54.798,

=1Z31*+/(0.8171Z-35.202')x1.0+j(0.57646Z54.798,)x0.7

=1.732Z54.798,

E；=1.732

有一臺X；=0.5,￡=0.8,的凸極同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行，已知發(fā)電機的

=cos仍=0.8（滯后）電樞電阻略去不計，試求發(fā)電機的?⑴

瓦，為；（2）冗皿）（員保持為上面的值~

M：(i)

(p-arccos0.8=36.87°

所以:sin(p—<^1—cos*(p=Jl-0.8,=0.6

L^sin<p+EX：

Ws—arctan---------------

°U'cos(P+PR2

lx0.6+lx0.5...

=arctan-------------=53.97'

1x0.8

5=%-0=53.97'—36.87,=17.F

&=Ucos5+I^X*=U*cos6+廠sin匕K

=lxcosl7.r+lxsin53.979x0.8=1.603

(2)

泄E”.。mU’111.”1.603xl

P：-------sm3-i-----sin45+-x-：sin25

21X；X；J0.8210.50.8；

2.00375sin<5+0.375sin2<5

得：2.00375cos5+0.75cos28

=2.00375cos(5+0.75(2cos25-1)

=1.5cos28+2.00375cos5-0.75=0

解得：cos<5=-1一640合理，舍去）

cos6=0.304乃

P'.=2.00375sin6+0.375sin2<5=2.00375sin72.257s+0375sin(2x72.257)

=2.126

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測第1次作業(yè)

四、主觀題（共14道小題）

8.abc環(huán)路線應(yīng)該比較長

電介質(zhì)是指在電場作用下能建立極化的一切物質(zhì)，廣義上說來，電介質(zhì)不僅包括絕緣材料，而且

包括各種功能材料，如壓電、熱釋電、光電、鐵電等材料。

9.電介質(zhì)有哪些類

根據(jù)電荷在分子中的分布特性，可以把電介質(zhì)分為非極性電介質(zhì)、極性電介質(zhì)、離子型電介質(zhì)；

電介質(zhì)按照存在的形態(tài)分成幾種基本類型：固體電介質(zhì)、液體電介質(zhì)、氣體電介質(zhì)和真空電介質(zhì)。

10.說明固體電介質(zhì)介質(zhì)損耗的特點

普通的無機晶體介質(zhì)只有位移極化，其介質(zhì)損耗主要來源于電導；玻璃的介質(zhì)損耗可以認為主要

由三部分組成：電導損耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗；非極性有機介質(zhì)，既沒有弱聯(lián)系離子，也不含極性

基團，因此在外電場作用下只有電子位移極化，其介質(zhì)損耗主要是由雜質(zhì)電導引起的；極性有機介質(zhì)

分子量一般較大，分子間相互聯(lián)系的阻礙作用較強，因此除非在高溫之下，整個極性分子的轉(zhuǎn)向難以

建立，轉(zhuǎn)向極化只可能由極性基團的定向所引起。

11.什么是界面極化和損耗？

不均勻介質(zhì)的界面極化，不是由束縛電荷或弱聯(lián)系離子的位移或轉(zhuǎn)向引起的，而是由自由電荷的

移動產(chǎn)生的。在電場作用下，介質(zhì)中自由電荷移動，可以被介質(zhì)中的缺陷或不同介質(zhì)的分界面所捕獲,

形成空間電荷的局部積聚，使得介質(zhì)中自由電荷分布不均勻從而產(chǎn)生宏觀偶極矩的現(xiàn)象，稱為界面極

化或空間電荷極化。

12.說明介質(zhì)損耗角正切的測量方法與特點

電橋法：間接測量法，作為最傳統(tǒng)的方法技術(shù)成熟，準確而可靠，但用于在線監(jiān)測時把元件串入

電路，降低了系統(tǒng)的可靠性；

諧振法：當測量頻率增高至上kHz時，由于元件雜散電容、殘余電感等的影響，一般電橋己不能

用于絕緣材料的相對介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角正切的測量，在這種情況下廣泛使用諧振法;

相位差法：直接測試介質(zhì)損耗角，容易理解，用于在線監(jiān)測非常方便，但對硬件要求很高，誤差

較大。

全數(shù)字法：采集信號后，所以計算均有微型計算機完成，方便、準確，對計算機計算要求較高

13.按導電載流子種類，電介質(zhì)的電導可分為哪些類型？舉例說明。

（1）電子電導（包括空穴電導）：載流子是帶負電荷的電子（或帶正電荷的空穴）。

（2）離子電導：載流子是離解了的原子或原子團（離子），它們可以帶正電荷，也可以帶負電

荷，如Na+、

Cl、（OH）-等。離子導電時，伴隨有電解現(xiàn)象發(fā)生。

（3）膠粒電導：載流子是帶電的分子團即膠粒，如油中處于乳化狀態(tài)的水等。

14.說明氣體電介質(zhì)的電導特性。

常溫、常壓下的氣體在較低電場強度下都是優(yōu)良的絕緣體，能夠通過氣體的電流極其微弱，只有

采用很高靈敏度的靜電計才能檢測出來（/<10-14A/m2）o

氣體中載流子的濃度與外界影響因素密切相關(guān)，如氣體受到光、熱、輻射等外因作用時，分子發(fā)

生電離而產(chǎn)生正、負離子對：或由于光、熱、輻射作用使陰極發(fā)射出電子。顯然，氣體中載流子濃度

的大小主要取決于光、熱、輻射等電離源的強弱。

15.列表說明運行中35kV、110kV,220kV、500kV油紙型高壓套管在20℃時tan6的規(guī)定值（％）

電壓等級。35kV。llOkVp220?500kV。

油紙電容型1.0，1.0。0.8。

16.什么是GIS

SFs封閉式組合電器（氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備）是將斷路器、隔離開

關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器、避雷器、母線、套管和/或電纜終端等電

氣元件封閉組合在接地的金屬外殼中，以SK氣體作為絕緣介質(zhì)，簡稱GIS,

其作用相當于一個開關(guān)站。

17.簡述真空斷路器的優(yōu)點，及其主要應(yīng)用場所。

不爆炸，低噪聲，體積小，高可靠性，檢修周期長。35kV級以下（含）

電壓等級中占主導地位。

18.簡述局部放電測量的脈沖電流法。

此法測量的是視在放電量。當發(fā)生局部放電時，試品兩端會出現(xiàn)一個幾

乎是瞬時的電壓變化，在檢測回路中引起一高頻脈沖電流，將它變換成電壓

脈沖后就可以用示波器等測量其波形或幅值，由于其大小與視在放電量成正

比，通過校準就能得出視在放電量（一般單位用pc）。此法靈敏度高、應(yīng)用廣

泛。

19.說明相對產(chǎn)氣速率如何作為變壓器故障判斷的依據(jù)？

相對產(chǎn)氣速率即每運行一個月（或折算到月），某種氣體含量增加原有

值的百少數(shù)的平均值，按下式計算

相對產(chǎn)氣速率也可以用來判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部狀況?？偦偷南鄬Ξa(chǎn)氣

速率大于10%時，應(yīng)引起注意，但對總?cè)计鹗己亢艿偷脑O(shè)備不宜采用此判

據(jù)。

需要指出，有的設(shè)備其油中某些特征氣體的含量若在短期內(nèi)就有較大的

增量，則即使尚未達到閾值，也可判為內(nèi)部有異常狀況；有的設(shè)備因某種原

因使氣體含量基值較高，但增長速率低，則仍可認為是正常。

y=―—―x—Z100

品At

式中：片一相對產(chǎn)氣速率，%/（月）；

CQ—第二次采樣取得油中某氣體的濃度，uL/L；

Cu一第一次采樣取得油中某氣體的濃度，uL/L：

At一兩次取樣時間間隔中的實際運行時間（日），d；

20.局部放電在線監(jiān)測有哪些干擾？

1）線路或其它領(lǐng)近設(shè)備的電暈放電和內(nèi)部的局部放電

2）電力系統(tǒng)的載波通信和高頻保護信號對監(jiān)測的干擾

3）可控硅整流設(shè)備引起的干擾

4）無線電廣播的干擾。這種干擾也是連續(xù)的周期性干擾，其頻率在5

00kHz以上。

5）其他周期性干擾。如開關(guān)、繼電器的斷合，電焊操作，熒光燈、

雷電等的干擾以及旋轉(zhuǎn)電機的電刷和滑環(huán)間的電弧引起的干擾

等，這是一種無規(guī)律的隨機性脈沖干擾。

21.某變電站大批電容器爆炸或外殼變形，研究表明是由于受潮引起的，請敘述受潮引起爆炸的原因。

'增加比0極性分子

受潮一，?=>損耗增加=>過熱=產(chǎn)生氣泡=>電容器鼓肚爆炸

HR電離產(chǎn)生離子

nu

促使并加劇局部放電

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測第2次作業(yè)

三、主觀題（共14道小題）

1.用實例加以說明極性電介質(zhì)的特點及適用場合

無外電場作用時，分子的正電荷和負電荷中心不相重合，即分子具有偶極矩，稱為分子

的固有偶極矩。這種分子稱為偶極分子或極性分子，由極性分子組成的電介質(zhì)稱為極性

電介質(zhì)，如聚氯乙烯、纖維、某些樹脂等。

2.按照存在的形態(tài)，說明每一類電介質(zhì)的用途。

A.固體電介質(zhì)：多用于支撐絕緣；

B.液體電介質(zhì)：具有流動性，可用于散熱要求較高的場合，如變壓器；

C.氣體電介質(zhì)：與液體電介質(zhì)相似，但其密閉性要求更高；其絕緣性能隨氣壓而

變化；

D.真空電解質(zhì)：真空絕緣主要應(yīng)用于中壓開關(guān)設(shè)備上，具有優(yōu)良的絕緣性能和滅

弧性能。采用真空作為開關(guān)滅弧介質(zhì)，成本低、維修費用低、無爆炸危險，另外，由于

滅弧室具有高真空度，空氣分子十分稀薄，真空間隙的絕緣強度比常溫下的空氣和SF6

高得多。

3.從極化、電導、放電等角度分析電介質(zhì)損耗的產(chǎn)生過程及影響因素.

極化分為電子極化和松弛極化等，電子極化速度快，產(chǎn)生的損耗可以忽略；松弛極

化主要由偶極子轉(zhuǎn)向時分子之間的摩擦引起的，與電場速度、偶極于質(zhì)量、溫度等都密

切相關(guān)，該極化只在交流電場下產(chǎn)生；電介質(zhì)并非理想絕緣體，在電場作用下均有一定

的電流通過，此為電介質(zhì)的電導，電介質(zhì)的電導越大，相同電壓下產(chǎn)生的損耗就越大，

受潮等絕緣缺陷都會使其增大，導致?lián)p耗增大；絕緣內(nèi)部產(chǎn)生缺陷導致發(fā)生局部放電，

電能以熱和光的形式釋放，導致?lián)p耗，而導致局部放電的原因較多，包括絕緣受潮，電

壓偏高等因素。

什么是固體電介質(zhì)的本征離子電導

離子晶體點陣上的基本質(zhì)點（離子），在熱振動下，離開點陣形成載流子，構(gòu)成離

子電導。這種電導在高溫下才比較顯著，因此有時亦稱為"高溫離子電導，

5.電介質(zhì)老化有哪些主要類型？

熱老化、熱氧化老化、光老化或光氧化老化、臭氧老化、化學老化、生物老化、疲

勞、高能輻射老化、電老化。

6.敘述絕緣老化機理

熱老化是材料在熱等因素作用下,，材料發(fā)生失重、相對分子質(zhì)量降低、熔化、結(jié)晶

度與交聯(lián)度變化等過程從而使性能下降的現(xiàn)象。通常所講的熱老化實際上包括：熱老化、

熱氧化老化、熱脆化和氧化脆化等。

7.簡述放電對六氟化硫絕緣系統(tǒng)的破壞作用

電暈放電對SK的作用極為輕微，不產(chǎn)生劇毒的SFi。；但電弧

的作用很強烈，大電流電弧通道中的溫度高達4000K,能使SR分

解：

分解后絕大部分在702內(nèi)復合還原。高溫還能使電極金屬汽化以

及生成極少量低氟化物與金屬的化合物。

SF6分解產(chǎn)物對絕緣材料有影響，穩(wěn)定性排列順序為：

c-c,C-F,C—H＞酯基〉氨基〉縮醛〉含硅材料

含硅材料的穩(wěn)定性最差，包括含玻璃纖維的浸漬材料、層壓材

料、含石英粉的各種涂料或澆注料、硅樹酯和硅橡膠等都不能用在

充SF6的電氣設(shè)備中。

SF6OS+6F

8.分別說明水樹枝和電樹枝老化對絕緣的破壞作用。

當絕緣中存在尖端電極時，施加電壓后，在尖端處發(fā)生電場局

部集中現(xiàn)象，并從該尖端長出樹枝狀痕跡，最后發(fā)展到擊穿。從誘

發(fā)樹枝到擊穿的全過程是樹枝化老化。當針尖無氣隙時，電樹枝的

誘發(fā)可能是先從尖端注入載流子或因局部（尖端附近）電擊穿誘發(fā)

電樹枝。當尖端存在氣隙時，可能與氣隙放電有關(guān)，放電產(chǎn)生的帶

電粒子的沖擊作用和熱作用引發(fā)電樹枝。

水樹枝是在電場和水聯(lián)合作用下在高分子電介質(zhì)中所產(chǎn)生的

樹枝狀痕跡。誘發(fā)水樹枝的外施電壓比誘發(fā)電樹枝的電壓低得多，

例如潛水電機繞組線的對地工作電壓只有220V,就足以誘發(fā)水樹

枝，且誘導期極短，甚至沒有誘導期。水樹枝誘發(fā)后，往往由它進

一步發(fā)展為電樹枝直至擊穿。

9.什么是絕緣紙的平均聚合度，為什么其可作為變壓器壽命的判斷依據(jù)？

變壓器的壽命決定于振動和外電路短路時加在線圈上機械力和

絕緣紙的老化破壞。由于熱老化使絕緣紙的拉伸強度降低，而拉伸

強度與絕緣紙的平均聚合度有著密切的關(guān)系。測定油中分解氣體

（如前所述）的目的本就是測定絕緣紙平均聚合度降低的情況。例

如，從正在使用的變壓器中只要取得很少一點絕緣紙作為試驗樣

品，通過測定紙的拉伸強度和絕緣紙的平均聚合度，就可以直接分

析得到變壓器老化的程度。

10.如何測定變壓器的絕緣電阻？

絕緣電阻的測定是用來推定絕緣紙或絕緣油的吸濕和老化等情

況的簡單試驗方法。一般是使用1000V以上的絕緣試驗器和絕緣電

阻測定儀，來測試線圈之間、線圈與地之間的絕緣電阻。

11.絕緣子串電壓分布有哪些測量方法？

①短路叉法：這是檢測損壞絕緣子(又稱零值絕緣子)最簡便

的工具。

②電阻分壓桿、電容分壓桿法

③火花間隙檢測桿法

12.絕緣電阻測試能否很好判斷套管、絕緣子是否具有裂紋？能否很好判斷內(nèi)部絕緣受

潮？

絕緣電阻測試不能很好判斷套管、絕緣子是否具有裂紋；不能

否很好判斷內(nèi)部絕緣受潮。

13.為什么在線監(jiān)測中最常用的傳感器是穿心式的電流傳感器。

因為穿心式的電流傳感器不會破壞電氣設(shè)備的接線結(jié)構(gòu)。

14.說明電力設(shè)備維修的演變

事后維修(Break-downMaintenance)是當設(shè)備發(fā)生故障或其

他失效時進行的非計劃性維修。在現(xiàn)代設(shè)備管理要求下，事后維修

僅用于對生產(chǎn)影響極小的非重點設(shè)備，有冗余配置的設(shè)備或采用其

他檢修方式不經(jīng)濟的設(shè)備。這種維修方式又稱為故障維修。

預防性定期檢修(Time-BasedMaintenance)是一種以時間為

基礎(chǔ)的預防檢修方式，也稱計劃檢修。它是根據(jù)設(shè)備磨損的統(tǒng)計規(guī)

律或經(jīng)驗，事先確定檢修類別、檢修周期、檢修工作內(nèi)容、檢修備

件及材料等的檢修方式。定期檢修適合于已知設(shè)備磨損規(guī)律的設(shè)

備，以及難以隨時停機進行檢修的流程工業(yè)、自動生產(chǎn)線設(shè)備。

狀態(tài)檢修(Condition-basedMaintenance)或預知維修(Pre

dictiveMaintenance)是從預防性檢修發(fā)展而來的更高層次的檢

修體制，是一種以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)、以預測設(shè)備狀態(tài)發(fā)展為依據(jù)的

檢修方式。它根據(jù)對設(shè)備的日常檢查、定期重點檢查、在線狀態(tài)監(jiān)

測和故障診斷所提供的信息，經(jīng)過分析處理，判斷設(shè)備的健康和性

能劣化狀態(tài)及其發(fā)展趨勢，并在設(shè)備故障發(fā)生前及性能降低到不允

許極限前有計劃地安排檢修。這種檢修方式能及時地、有針對性地

對設(shè)備進行檢修，不僅可以提高設(shè)備的可用率，還能有效降低檢修

費用。它與預防檢修相比較，帶有很強烈的主動色彩。

電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測第3次作業(yè)

三、主觀題（共12道小題）

1.說明用熱老化試驗確定絕緣壽命的步驟

A.老化因子的選擇

B.試樣確定與制作

C.老化溫度確定

D.在規(guī)定溫度下進行試樣老化

E.根據(jù)選擇的老化因子，對老化后的試驗進行測試

F.分析

2.絕緣是如何進行耐熱分級的？

在電工技術(shù)中，常把電機電器的絕緣結(jié)構(gòu)或絕緣系統(tǒng)以及絕緣材料按

耐熱等級分類。耐熱等級由絕緣包括絕緣材料與絕緣結(jié)構(gòu)在電機電器運行

中允許的最高長期工作溫度決定。

耐熱等級2極限溫度（七“耐熱等級2極限溫度（

90〃180-

A-105d200~200-

120d220“220“

B

155「

3.說明電老化的分類

局部放電（電暈放電）老化、電弧放電老化和電痕化老化、樹枝化老

化。

4.簡述負電性氣體的擊穿特點。

對于具有較大電子親和力元素的氣體，即容易附著電子的氣體，必須

考慮負離子的形成對其放電過程的影響。一般來說，電子親和力大的一些

氣體，如含鹵元素的氣體，其電離能遠低于He等惰性氣體，但其與空氣的

耐壓比（相同0/時）卻比He等惰性氣體的大。C6H6等碳氫化合物氣體，

分子大，在溫度與壓力相同時電子平均自由行程小，其耐壓比雖大于1,

但與CCL等氣體相比，在分子自由行程相近時，后者的耐壓比卻高得多。

表明這類氣體耐壓比高并非由于其電離能大、電子平均自由行程小的原因,

而主要是由于電子親和力大容易吸附電子生成負離子的原因。在這類氣體

中，由于SFe在性能上具有很多優(yōu)點，因此在高壓電氣設(shè)備中得到廣泛應(yīng)

用。

5.絕緣紙和織物浸膠和浸油的目的是什么？

填充絕緣紙中的氣隙，提高電氣強度。

6.簡述變壓器絕緣結(jié)構(gòu)

變壓器絕緣可以分為內(nèi)絕緣和外絕緣。

內(nèi)絕緣是處于油箱中的各部分絕緣，這些絕緣是油、固體絕緣材料和

二者的組合。外絕緣是空氣絕緣，這是指套管上部對地和彼此之間的絕緣

以及保護間隙。

內(nèi)絕緣可以分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣是某一繞組與接地部分

以及與其它繞組間的絕緣。主絕緣由變壓器的一分鐘工頻耐壓和沖擊耐壓

所決定。

處于繞組之外，連接繞組的各部分及繞組與套管的那些連接線本身的

絕緣，稱為引線絕緣，一般根據(jù)工頻耐壓試驗電壓而決定，但有時也要考

慮沖擊強度。

主絕緣“

1.高低壓繞組間;

地(磁路、油箱)

2.各相間的絕緣.

3.引出線對地和;

4.分接開關(guān)對地;

絕緣“

縱絕緣，

1.同一繞組中的:

同線圈間、層間、

組和電容保護元4

2.同一繞組的各i

緣J

3.分接開關(guān)的各3

7.簡述單芯交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜的絕緣結(jié)構(gòu)

如圖所示。電纜內(nèi)部半導電層、絕緣體、外部半導電層是由擠塑機進

行擠塑成型的。由于要連續(xù)制造厚絕緣電纜，需同時進行加熱、冷卻，故

需80m的高塔。

9.變壓器油中溶解故障氣體的各組分中，電弧放電的特征氣體是什么？用油中溶解乙怏判斷變壓

器故障時，110kV變壓器的注意值是5uL/L,而500kV變壓器的注意值是1uUL,說明為什么兩者

存在這么大的差異。

1)電弧放電的特征氣體：C2H2

2)llOkV變壓器電壓等級低；llOkV變壓器體積小，同樣體積的故障體

積表現(xiàn)出來的濃度要小得多。

10.簡要比較說明少油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器的優(yōu)缺點。

（1）少油斷路器：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維護方便，但由于使用油作

為絕緣介質(zhì)，有發(fā)生火災的危險，安全可靠性不是很高；

（2）真空斷路器：不爆炸、低噪聲、體積小、