2025年電力電纜模擬練習題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（YJV）的絕緣層材料特性中，錯誤的描述是：A.耐電暈性能優(yōu)異B.長期允許工作溫度90℃C.屬于熱固性材料D.耐化學腐蝕性能弱于聚氯乙烯答案：D解析：交聯(lián)聚乙烯（XLPE）的耐化學腐蝕性能優(yōu)于聚氯乙烯（PVC），PVC在酸、堿環(huán)境中易老化，而XLPE分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐化學腐蝕性更強。2.某35kV三芯電纜采用金屬屏蔽層，其主要作用是：A.提高機械強度B.均勻絕緣層電場分布C.增強載流能力D.降低電纜阻抗答案：B解析：金屬屏蔽層通過與導體等電位的設(shè)計，可均勻絕緣層內(nèi)部電場，避免絕緣層因電場集中而擊穿，同時起到電磁屏蔽作用。3.計算10kV銅芯電纜（截面積240mm2，長度1.5km）在20℃時的直流電阻（銅的電阻率ρ=1.724×10??Ω·m），正確結(jié)果為：A.0.108ΩB.0.172ΩC.0.215ΩD.0.258Ω答案：A解析：直流電阻計算公式為R=ρL/A，其中L=1500m，A=240×10??m2，代入得R=1.724×10??×1500/(240×10??)=0.108Ω。4.電纜外護層的“22”型號（如YJV22）表示：A.雙鋼帶鎧裝聚氯乙烯外護層B.細鋼絲鎧裝聚乙烯外護層C.單鋼帶鎧裝聚氯乙烯外護層D.雙鋼絲鎧裝聚乙烯外護層答案：A解析：電纜型號中第二位數(shù)字表示鎧裝層類型（2為雙鋼帶，3為細鋼絲），第三位數(shù)字表示外護層材料（2為聚氯乙烯，3為聚乙烯），故“22”為雙鋼帶鎧裝聚氯乙烯外護層。5.電纜載流量計算中，土壤熱阻系數(shù)θ的單位是：A.℃·m/WB.W/(m·℃)C.Ω·mD.m2·℃/W答案：A解析：土壤熱阻系數(shù)表示單位長度、單位溫差下的熱阻，單位為℃·m/W，數(shù)值越大，土壤散熱能力越差，電纜載流量越低。6.電纜局部放電檢測時，若檢測到放電量為50pC，且放電相位集中在工頻電壓的90°和270°附近，最可能的故障類型是：A.導體連接不良B.絕緣層內(nèi)部氣隙C.外護層破損D.金屬屏蔽層接地不良答案：B解析：絕緣內(nèi)部氣隙放電的典型特征是放電相位集中在電場強度最大的工頻電壓峰值附近（約90°和270°），而導體連接不良多表現(xiàn)為隨機相位放電，外護層破損主要影響絕緣電阻，金屬屏蔽層接地不良會導致環(huán)流異常。7.110kV電纜線路投運前進行耐壓試驗時，應(yīng)優(yōu)先選擇的試驗方法是：A.工頻耐壓試驗（50Hz）B.直流耐壓試驗C.0.1Hz超低頻耐壓試驗D.操作沖擊耐壓試驗答案：C解析：110kV及以上交聯(lián)電纜的絕緣層較厚，直流耐壓易造成空間電荷積累，損傷絕緣；工頻耐壓設(shè)備容量大，現(xiàn)場難以實施；0.1Hz超低頻耐壓試驗等效性好，設(shè)備輕便，是目前優(yōu)先選擇的方法。8.電纜直埋敷設(shè)時，其表面距地面的最小深度（非凍土地區(qū)）應(yīng)為：A.0.5mB.0.7mC.1.0mD.1.2m答案：B解析：根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計標準》（GB50217-2018），直埋電纜表面距地面深度不應(yīng)小于0.7m（農(nóng)田地區(qū)不小于1.0m），非凍土地區(qū)按0.7m執(zhí)行。9.某電纜線路零序阻抗Z0與正序阻抗Z1的關(guān)系為Z0>3Z1，說明該電纜可能：A.采用分相鉛包屏蔽B.三芯統(tǒng)包結(jié)構(gòu)C.單芯電纜無金屬屏蔽D.單芯電纜金屬屏蔽層兩端接地答案：B解析：三芯統(tǒng)包電纜的零序電流在金屬屏蔽層中產(chǎn)生的磁通相互疊加，導致零序阻抗顯著大于正序阻抗（通常Z0≈3Z1+Zm，Zm為互感阻抗）；分相屏蔽電纜的零序磁通相互抵消，Z0接近Z1。10.電纜終端頭制作過程中，剝切外護套時若損傷了金屬屏蔽層，最可能導致的后果是：A.絕緣電阻降低B.局部放電量增大C.載流量下降D.外護層進水答案：B解析：金屬屏蔽層損傷會破壞電場均勻性，在屏蔽層斷口處產(chǎn)生電場集中，引發(fā)局部放電；絕緣電阻降低主要由主絕緣受損引起，載流量受導體截面積影響，外護層進水與外護套密封不良相關(guān)。二、判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯誤打×）1.聚氯乙烯絕緣電纜（PVC）的長期允許工作溫度高于交聯(lián)聚乙烯電纜（XLPE）。（×）解析：PVC長期允許溫度為70℃，XLPE為90℃。2.單芯電纜金屬屏蔽層采用一端接地時，另一端感應(yīng)電壓不得超過50V（安全電壓）。（√）解析：根據(jù)規(guī)范，單端接地時非接地端感應(yīng)電壓應(yīng)≤50V（人員可觸及）或≤300V（不可觸及）。3.電纜直流泄漏電流試驗中，若三相泄漏電流不平衡系數(shù)大于2，說明存在絕緣缺陷。（√）解析：不平衡系數(shù)（最大值/最小值）超過2時，可能存在某相絕緣老化或局部損傷。4.電纜彎曲半徑過小會導致絕緣層內(nèi)部產(chǎn)生機械應(yīng)力，但不會影響電氣性能。（×）解析：彎曲半徑過?。ㄈ缧∮?5倍電纜外徑）會造成絕緣層褶皺、屏蔽層斷裂，引發(fā)電場畸變，降低擊穿電壓。5.電纜載流量修正系數(shù)中，土壤溫度高于25℃時，修正系數(shù)大于1。（×）解析：環(huán)境溫度升高會降低散熱能力，載流量需降低，修正系數(shù)小于1（如30℃時修正系數(shù)約0.94）。6.電纜故障類型中，高阻接地故障的接地電阻大于1000Ω。（√）解析：通常定義低阻故障（R≤100Ω）、高阻故障（100Ω<R≤1000Ω）、閃絡(luò)故障（R>1000Ω）。7.電纜外護層的主要作用是防止水分、化學物質(zhì)侵入，但不提供機械保護。（×）解析：外護層（如鋼帶鎧裝）同時具備機械保護（抗外力沖擊）和防水、防腐功能。8.電纜線路的電容電流隨電壓等級和長度增加而增大。（√）解析：電纜電容與長度、絕緣層介電常數(shù)成正比，電壓等級越高，電容電流（Ic=2πfCU）越大。9.電纜中間接頭的絕緣強度應(yīng)不低于電纜本體絕緣強度。（√）解析：接頭是電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)，其絕緣設(shè)計需與本體等效，甚至更高。10.電纜耐壓試驗后，若未進行充分放電，可能導致試驗人員觸電。（√）解析：電纜為容性設(shè)備，試驗后存儲大量電荷，需通過放電電阻緩慢放電至安全電壓（≤24V）。三、計算題（每題10分，共30分）1.某10kV單芯銅電纜（截面積300mm2），導體工作溫度90℃（20℃時銅電阻率ρ=1.724×10??Ω·m，溫度系數(shù)α=0.00393/℃），長度2km，計算該電纜在90℃時的交流電阻（考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，交流電阻系數(shù)K=1.05）。解：（1）計算20℃時直流電阻：R20=ρL/A=1.724×10??×2000/(300×10??)=0.115Ω（2）計算90℃時直流電阻：R90=R20×[1+α(90-20)]=0.115×(1+0.00393×70)=0.115×1.275=0.1476Ω（3）交流電阻=直流電阻×K=0.1476×1.05≈0.155Ω答案：0.155Ω2.某35kV電纜線路發(fā)生單相接地故障，使用電橋法（Murray電橋）測試，已知電纜全長L=3km，電橋平衡時標準電阻R0=50Ω，可調(diào)電阻R1=150Ω，計算故障點距離測試端的距離。解：電橋法公式為：故障距離x=(R1/(R0+R1))×2L代入數(shù)據(jù)：x=(150/(50+150))×2×3000=0.75×6000=4500m但電纜全長僅3km（3000m），說明計算錯誤，正確公式應(yīng)為x=(R1/(R0+R1))×L（適用于低阻接地故障，單端測量）。正確計算：x=(150/(50+150))×3000=0.75×3000=2250m答案：2250m（測試端到故障點距離為2.25km）3.某1kV聚氯乙烯絕緣電纜（PVC），環(huán)境溫度35℃，直埋敷設(shè)（土壤熱阻系數(shù)θ=1.2℃·m/W），查表得基準載流量（環(huán)境溫度25℃，θ=1.0℃·m/W）為200A，計算實際載流量（修正系數(shù)：溫度修正K1=0.87，土壤熱阻修正K2=0.92）。解：實際載流量I=基準載流量×K1×K2=200×0.87×0.92≈160A答案：約160A四、簡答題（每題8分，共24分）1.簡述電纜頭制作過程中“應(yīng)力錐”的作用及設(shè)計原理。答：應(yīng)力錐是電纜終端頭和中間接頭的關(guān)鍵部件，作用是改善電纜絕緣屏蔽層斷口處的電場分布，避免因電場集中導致絕緣擊穿。設(shè)計原理：通過采用高介電常數(shù)材料（如乙丙橡膠）或改變幾何形狀（如錐形結(jié)構(gòu)），使屏蔽層斷口處的電場強度沿軸向均勻分布，將原本集中在斷口邊緣的高電場強度分散到較寬的區(qū)域，降低最大場強值，確保絕緣可靠性。2.電纜局部放電檢測的主要目的是什么？常用檢測方法有哪些？答：主要目的是早期發(fā)現(xiàn)電纜絕緣中的微小缺陷（如氣隙、雜質(zhì)、半導電層凸起等），避免缺陷發(fā)展為貫穿性擊穿，保障電纜長期安全運行。常用方法包括：（1）高頻電流法（HFCT）：通過高頻電流傳感器檢測屏蔽層中的放電脈沖；（2）超聲波法：利用壓電傳感器捕捉放電產(chǎn)生的機械振動波；（3）特高頻法（UHF）：檢測放電產(chǎn)生的300MHz-3GHz超高頻電磁波；（4）電容耦合器法：通過耦合電容提取放電信號。3.比較直埋敷設(shè)、排管敷設(shè)和電纜溝敷設(shè)三種方式對電纜載流量的影響。答：（1）直埋敷設(shè)：電纜直接與土壤接觸，散熱依賴土壤熱阻，載流量受土壤溫度、濕度、熱阻系數(shù)影響較大，若土壤干燥或熱阻高（如巖石層），載流量較低；（2）排管敷設(shè)：電纜穿入混凝土或塑料管，管內(nèi)空氣導熱性差（空氣熱阻約2.5℃·m/W，遠高于土壤），且多根電纜并列時熱量積聚，載流量比直埋低約10%-20%；（3）電纜溝敷設(shè)：電纜架設(shè)在溝內(nèi)，空氣自然對流散熱，若溝內(nèi)通風良好（如加裝通風裝置），散熱效率高于排管，但低于直埋（因空氣熱阻仍大于潮濕土壤），并列敷設(shè)時需考慮鄰近效應(yīng)，載流量修正系數(shù)與電纜間距相關(guān)。五、案例分析題（16分）某10kV電纜線路（YJV22-8.7/15kV-3×240）投運3年后，出現(xiàn)過負荷跳閘，重合閘成功。運維人員檢測發(fā)現(xiàn)：（1）電纜外護套局部發(fā)黑，有焦糊味；（2）金屬屏蔽層接地電流為120mA（正?！?0mA）；（3）絕緣電阻測試：A相200MΩ，B相180MΩ，C相190MΩ（標準≥500MΩ）；（4）局部放電檢測：A相放電量120pC（標準≤50pC），相位集中在70°-110°和250°-290°。問題：（1）分析可能的故障原因；（2）提出下一步排查及處理措施。答：（1）故障原因分析：①外護套發(fā)黑、焦糊味：可能因金屬屏蔽層環(huán)流過大導致發(fā)熱（接地電流120mA遠超正常50mA），長期發(fā)熱使外護套老化；②絕緣電阻下降（三相均<500MΩ）：可能主絕緣受潮或老化，外護套破損后水分侵入，導致絕緣性能降低；③局部放電異常（A相120pC）：放電相位集中在電場峰值附近（70°-110°和250°-290°），結(jié)合絕緣電阻下降，推測A相絕緣層內(nèi)部存在氣隙或水樹老化（水樹是XLPE電纜常見缺陷，由水分侵入引發(fā)，放電特征與氣隙類似）；④過負荷跳閘：可能因長期過負荷運行，加速絕緣老化，同時屏蔽層環(huán)流增大（過負荷時導體電流增大，感應(yīng)電壓升高，環(huán)流增加）。（2）排查及處理措施：①確認屏蔽層接地方式：檢查是否存在多點接地（正常單端接地），若為兩端接地，需改為單端接地并加裝護層保