电气设备在线监测与故障诊断-复习提纲

1.绝缘电阻试验：绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性特性参数。

由于电气设备中大多采用组合绝缘和层式结构，故在直流电压下均会有明显的吸收现象，使外电路中出现一个随时间而衰减的吸收电流。

测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。

测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化。

注意事项：不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只是参考性的。

如不满足最低合格值，则绝缘中肯定存在某种缺陷；但是，如已满足最低合格值，也还不能肯定绝缘是良好的。

有些绝缘，特别是油浸的或电压等级较高的绝缘，即使有严重缺陷，用兆欧表测得的绝缘电阻值、吸收比，仍可能满足规定要求，这主要是因为兆欧表的电压较低的缘故。

2.泄漏电流试验：测量泄漏电流相比测量绝缘电阻可使用较高的电压。

泄漏电流能够发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。

这是因为一方面加在试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷，另一方面，这时施加在试品上的直流电压是逐渐增大的，这样就可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。

注意事项：直流试验电压极性对电力设备泄漏电流的测量结果是有影响的。

对油纸绝缘电力设备，采用负极性试验电压有利于发现其绝缘缺陷。

而从消除电晕电流影响的角度出发，宜采用正极性试验电压。

3.介质损耗角正切的测量：可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。

对大容量的变压器、发电机绕组以及较长的电缆进行试验，只能检查出它们的普遍绝缘状况，而不容易发现可能存在的局部缺陷，而对电容量较小的设备以及可以分解成部件进行分解试验的设备进行介质损耗因数测量时，易于发现局部缺陷。

注意事项：受一系列外界因素的影响。

试验中应尽可能采用屏蔽，除污等方法消除这些影响。

4.局部放电试验：放电的能量是很小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。

电力设备状态维修（4）1）基本维修体制有哪四种？P2952）状态检修的优点有哪些？P2963）我国现行检修体制的缺陷？P2984）设备故障特征曲线的趋势，以及不同失效期是怎样划分的？P302电介质定义与分类（5）（1）什么是电介质？P3它有哪四大参数？（极化、损耗、电导、击穿）对于气体，哪种参数最重要？（击穿）（2）分别按正负电荷分布（写出具体定义）、凝聚态将电介质分类。

P3-P4（3）电介质中起主要作用的是什么？（束缚电荷）电介质与绝缘体联系和区别分别是什么？P3（4）液体电介质在电气设备中有哪些作用？P7电气设备对液体电介质有什么要求？P7（5）气体电介质相比液体及固体电介质有哪些不同的特征？P9电介质的极化与损耗（15）（1）什么是介电常数和相对介电常数？P11-P12以平板电容器为例分别说明它们的物理意义。

P11-P12（2）介电常数的SI单位是什么？P12（3）什么是分子极化率？P12（4）简单推导一下克劳修斯方程，说明其在液体电介质中的适用范围。

P12、P14（5）简述宏观场强与有效场强的定义、联系。

P13（6）什么是电介质的极化？极化强度的定义？P16（7）简述退极化电场概念P17（8）根据极化建立的时间，可以将极化分为哪几类？P18（9）恒定电压下，均匀电介质中的电流由哪三部分组成？如何理解吸收电流？P19-P20 （10）简述损耗角与复介电常数的定义。

P21（11）为什么气体介质电容器的损耗比理论计算值要大？P22（12）简述极性液体电介质的损耗与粘度的关系。

P22（13）为什么非极性电介质可广泛用于工频和高频绝缘材料，而极性电介质则不能？P24-P25 （14）不均匀介质中为什么会产生界面极化或空间电荷极化？P25（15）影响介质损耗测量的因素有哪些？P28-P29电介质的电导（11）（1）导体、半导体和绝缘体的划分标准是什么？P38（2）电导率与电阻率是表征材料导电性能的宏观参数还是微观参数？是否与材料的几何尺寸有关？P37（3）简单推导表征电介质导电性的宏观参数与微观参数之间的表达式。

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1预防性试验的缺乏之处〔P4〕答：1、需停电进展试验，而不少重要电力设备，轻易不能停顿运行。

2、停电后设备状态〔如作用电压、温度等〕与运行中不符，影响推断准确度。

3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。

4、由于是定期检查和修理，设备状态即使良好时，按打算也需进展试验和修理，造成人力物力铺张，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度修理。

2状态修理的原理〔P4〕答：绝缘的劣化、缺陷的进展虽然具有统计性，进展的速度也有快慢，但大多具有肯定的发展期。

在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。

随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的进展，可以对电力设备进展在线状态监测，准时取得各种即使是很微弱的信息。

对这些信息进展处理和综合分析，依据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的牢靠性随似乎做出推断并对绝缘的剩余寿命做出推测，从而能早期觉察埋伏的故障，必要时可供给预警或规定的操作。

3老化的定义〔P12〕答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素〔如电场、热、机械应力、环境因素等〕的作用，内部将发生简单的化学、物理变化，会导致性能渐渐劣化，这种现象称为老化。

4电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。

5热老化的定义〔P12〕答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。

6 什么是8℃规章?〔P13〕答：依据 V.M.Montsinger 提出的绝缘寿命与温度间的阅历关系式可知，lnL 和 t 呈线性关系，并且温度每上升 8℃，绝缘寿命大约削减一半，此即所谓8℃规章。

7在弱电场和强电场的作用下，设备绝缘的电气特性有哪些？答：〔1〕在强电场〔外施场强大于该介质的击穿强度〕下，将消灭放电、闪络、击穿等现象，这在气体中表现最为明显。

电气绝缘在线检测及诊断技术复习题一、名词解释1、污闪[答案]：指线路绝缘子表面积污，在受潮或爬电比距不足的情况下，在正常运行电压下发生的闪络放电现象。

2、绝缘老化[答案]：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作用，内部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。

3、电力变压器[答案]：是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理，将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电，起传输电能改变电压的作用。

4、电力电缆的电树老化[答案]：电极尖端处或微小空气隙、杂质等处电场较强，发生的放电逐渐发展，形成较细的沟状放电通道的碳化痕迹。

5、电气设备故障诊断[答案]：通过对电气设备的试验和各种特性的测量，了解其特征，评估设备在运行中的状态(老化程度)，从而能早期发现故障的技术。

6、电气绝缘在线检测[答案]：指在不影响电力设备运行的条件下，即不停电对电力设备的运行工况和健康状况连续或定时进行的监测，通常是自动进行的。

7、电气设备绝缘诊断[答案]：在设备运行中和停机时，通过对电气绝缘试验和各种特性的测量，掌握设备绝缘参数，根据参数判定设备绝缘状态或故障的部位、原因和严重程度，预测设备绝缘的可靠性和寿命，并提出治理对策。

8、电容型设备[答案]：通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。

在较厚的绝缘内设置均压电极，将其分隔为若干份较薄的绝缘，可提高绝缘整体的耐电强度。

由于结构上这一共同点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。

9、电力电缆的终端与接头[答案]：电缆终端是安装在电缆末端，以使电缆与其他电气设备或架空输电线相连接，并维持绝缘直至连接点的装置；电缆接头是连接电缆的导体、绝缘、屏蔽层和保护层，以使电缆线路连续的装置。

10、交联聚乙烯电力电缆[答案]：是利用化学方法(过氧化物交联和硅烷交联)或物理方法(辐照交联)，使电缆绝缘聚乙烯分子由线型分子结构变为立体的网状结构，即把热塑料的聚乙烯转变为热固性交联聚乙烯。

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲1 预防性试验的不足之处（P4）答：1、需停电进行试验，而不少重要电力设备，轻易不能停止运行。

2、停电后设备状态（如作用电压、温度等）与运行中不符，影响判断准确度。

3、由于是周期性定期检查，而不是连续的随时监测，绝缘仍可能在试验间隔期内发生故障。

4、由于是定期检查和维修，设备状态即使良好时，按计划也需进行试验和维修，造成人力物力浪费，甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏，即造成所谓过度维修。

2 状态维修的原理（P4）答：绝缘的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性，发展的速度也有快慢，但大多具有一定的发展期。

在这期间，会有各种前期征兆，表现为其电气、物理、化学等特性有少量渐进的变化。

随着电子、计算机、光电、信号处理和各种传感技术的发展，可以对电力设备进行在线状态监测，及时取得各种即使是很微弱的信息。

对这些信息进行处理和综合分析，根据其数值的大小及变化趋势，可对绝缘的可靠性随似乎做出判断并对绝缘的剩余寿命做出预测，从而能早期发现潜伏的故障，必要时可提供预警或规定的操作。

3 老化的定义（P12）答：电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素（如电场、热、机械应力、环境因素等）的作用，内部将发生复杂的化学、物理变化，会导致性能逐渐劣化，这种现象称为老化。

4 电气设备的绝缘在运行中通常会受到哪些类型的老化作用?(P12)答：有热老化、电老化、机械老化、环境老化、多应力老化等。

5 热老化的定义（P12）答：由于在热的长期作用下发生的老化称为热老化。

6 什么是8℃规则?（P13）答：根据V.M.Montsinger提出的绝缘寿命与温度间的经验关系式可知，lnL和t呈线性关系，并且温度每升高8℃，绝缘寿命大约减少一半，此即所谓8℃规则。

7在弱电场和强电场的作用下，设备绝缘的电气特性有哪些？答：（1）在强电场（外施场强大于该介质的击穿强度）下，将出现放电、闪络、击穿等现象，这在气体中表现最为明显。

一、单项选择题见教材。

二、填空题1、通常设备的状态可分为正常状态，异常状态和故障状态几种情况。

2、“状态监测与故障诊断”的概念来源于仿生学，一台机器设备像人一样，有其生老病死的过程。

3、故障按与时间的关系和有无发展过程分为突发性故障和渐发性故障。

4、故障按发生的时期分为早期故障、使用期故障、后期故障，其故障率变化关系可以用“浴盆”曲线来表示。

5、故障模式是故障现象的一种表征，相当于医学上的疾病症状。

6、设备故障诊断按诊断的目的和要求可分为在线诊断和离线诊断。

7、设备故障诊断按诊断方法的完善程度可分为简易诊断和精密诊断。

8、设备状态维修的最主要作用是既防止失修，又防止过修。

9、状态监测与故障诊断应紧紧围绕中心问题四个“Ｗ”，即“Where”──故障部位；“What”──什么故障；“Why”──故障原因；“When”──什么时候发生。

10、设备故障诊断的具体实施过程可以归纳为以下四个方面：信息采集、信号处理、状态识别、诊断决策。

11、设备故障信息的获取方法中量化管理包括参数测定法、磨损残渣测定法和设备性能指标的测定。

12、判断标准包括绝对判断标准、相对判断标准和类比判断标准。

13、评定机器振动状态的物理量可以是振动加速度、振动速度及振动位移。

在航空工业上习惯用振动加速度来评定。

14、周期信号包括简谐信号和复杂周期信号。

从某种意义上讲，设备振动诊断的过程，就是从信号中提取周期成分的过程。

15、同一简谐振动的位移、速度、加速度三者之间的相位关系：加速度领先速度90º，速度领先位移90º。

16、傅里叶变换是由时域变换成频域。

17、按照傅里叶变换的原理，任何一个平稳信号，都可以分解成若干个谐波分量之和。

18、振动诊断的时域分析方法包括直接观察法、概率分析法、示性指标法、时域同步平均法及相关函数诊断法。

19、相关函数诊断法可用于诊断管道的泄漏故障。

20、每当一个轮齿开始进入啮合到下一个轮齿进入啮合，齿轮的啮合刚度就变化一次。

补充内容绝缘电阻实验（1）实验方法：通常使用兆欧表来测量绝缘电阻。

一般兆欧表“线路”端子L-接于被试设备的高压导体上；“地”端子E-接于被试设备或外壳或地上；“屏蔽”（“互环“）端子G-接于被试设备的高压互环，以消除表血泄露电流的影响。

（2）实验作用：测量绝缘电阻能冇效地发现卜-列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮：两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。

测暈绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘屮的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化。

（3）实验特征：绝缘电阻是一-切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基木的综合特性参数。

不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只是参考性的，并不一定能发现设备故障。

主要是因为兆欧表的电压较低的缘故。

（4）典型注意事项：影响绝缘电阻的因索（具体说明了解即可）1、湿度的影响当空气相对湿度较大，绝缘物由于毛细管作用将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值。

2、温度的影响电力设备的绝缘电阻是随温度变化而变化的，其变化的程度随绝缘的种类而异。

3、表而脏污和受潮的影响被试物表面脏污或受潮会使其表而电阻率人人降低，绝缘电阻显著下降。

4、被试设备剩余电荷的影响剩余电荷的极性与兆欧表极性和同时会使测量结果虚假增大，否则虚假减少。

5、兆欧表容量的影响例题：1、绝缘电阻的作用、能够发现什么缺陷，以及其局限性？答：作用以及发现的问题：绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基木的综合性特性参数，绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一。

测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间冇贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。

局限性：测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：①绝缘屮的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；②绝缘的老化。

2、兆欧表屏蔽端子的作用？答「屏蔽”（“互环“）端子-接于被试设备的高压互环，以消除表面泄露电流的影响。

3、影响绝缘电阻测量的因数有哪些？（答案见上文）泄漏电流实验（1）................................................................................................. 实验方法：略& &（2）实验作用：泄漏电流能够发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。

《电气设备状态监测与故障诊断技术》复习提纲
一、引言
1.电气设备状态监测与故障诊断技术的重要性
2.相关研究领域的发展现状
3.本文的结构安排
二、电气设备状态监测技术
1.电气设备状态监测的概念和目的
2.电气设备状态监测的分类和方法
3.电气设备状态监测的关键技术
a.传感器技术
b.信号处理技术
c.数据分析技术
d.故障预警技术
4.电气设备状态监测技术的应用领域
a.电力系统
b.工业设备
c.航空航天设备
d.汽车电子设备
三、故障诊断技术
1.故障诊断的概念和目的
2.故障诊断的基本方法和流程
3.故障诊断的关键技术
a.分类和特征提取技术
b.数据挖掘和模式识别技术
c.故障诊断专家系统
d.智能算法与机器学习技术
4.故障诊断技术在电气设备中的应用案例
a.电力变压器故障诊断
b.电动机故障诊断
c.输电线路故障诊断
d.电容器故障诊断
四、电气设备状态监测与故障诊断的进展与挑战
1.目前电气设备状态监测与故障诊断技术的发展状况
2.目前存在的挑战和问题
3.未来的发展方向和趋势
五、结论
1.对电气设备状态监测与故障诊断技术的总结和评价
2.对未来研究的展望
以上提纲可根据需求进行修改和补充，以适应具体论文或复习内容的要求。