2025年電工中級資格證考試試題：電氣設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測與診斷技能測試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.電氣設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測的主要目的是什么？()A.確定設(shè)備制造質(zhì)量B.實現(xiàn)設(shè)備遠程控制C.提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，保障安全可靠運行D.降低設(shè)備的運行維護成本2.利用紅外熱像儀進行設(shè)備測溫屬于哪種狀態(tài)監(jiān)測方法？()A.振動監(jiān)測B.熱成像監(jiān)測C.油液分析D.絕緣電阻測試3.旋轉(zhuǎn)電機發(fā)生不對中故障時，其振動特征通常表現(xiàn)為？()A.低頻振動為主B.高頻振動為主C.振動頻率隨轉(zhuǎn)速變化D.振動幅值基本不變4.變壓器油位異常升高，可能的原因是？()A.環(huán)境溫度過低B.變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生氣體C.油箱漏油D.油枕呼吸器堵塞（在冷卻條件下）5.進行設(shè)備振動監(jiān)測時，選擇合適測點位置非常重要，一般不應選擇在？()A.反映設(shè)備主要振動特性的位置B.設(shè)備基礎(chǔ)或支撐點附近C.設(shè)備轉(zhuǎn)動部件附近D.設(shè)備外殼或機座等剛性較好的位置6.油液分析中，油中水分含量過高，通?？赡苤甘驹O(shè)備存在什么問題？()A.絕緣性能下降B.潤滑性能變好C.內(nèi)部出現(xiàn)金屬磨損D.溫度過低7.下列哪種監(jiān)測方法對早期發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷相對較為敏感？()A.介質(zhì)損耗角正切（tanδ）測試B.電壓比測試C.鐵心接地電流監(jiān)測D.局部放電監(jiān)測8.在進行設(shè)備狀態(tài)診斷時，通常首先收集和分析哪類信息？()A.歷史維修記錄B.設(shè)備運行參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)C.設(shè)備設(shè)計圖紙D.同類設(shè)備故障案例9.某高壓開關(guān)柜A相斷路器合閘后，其兩側(cè)電流表均無指示，但電壓表有指示，可能的原因是？()A.A相斷路器拒合B.A相電流互感器二次開路C.A相線路故障D.B、C相電流表損壞10.設(shè)備溫度監(jiān)測中，熱電偶和熱電阻的主要區(qū)別在于？()A.測量范圍不同B.精度等級不同C.是否需要參考溫度D.成本價格不同二、判斷題（每題1分，共10分。請將“正確”劃在括號內(nèi)，“錯誤”劃在括號外）1.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測就是設(shè)備故障診斷。（）2.設(shè)備振動監(jiān)測可以有效判斷軸承的早期損壞。（）3.紅外熱成像技術(shù)可以非接觸式測量設(shè)備表面溫度分布。（）4.變壓器油色變暗通常意味著油質(zhì)變好。（）5.任何設(shè)備發(fā)生振動，都一定意味著設(shè)備出現(xiàn)了故障。（）6.油液分析是判斷設(shè)備磨損類型和程度的重要手段。（）7.設(shè)備診斷專家系統(tǒng)是利用人工智能技術(shù)輔助進行故障診斷的工具。（）8.監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集頻率越高，獲得的信息就越全面。（）9.設(shè)備運行參數(shù)（如電流、電壓、溫度）的正常波動范圍是固定的。（）10.對設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測不需要考慮經(jīng)濟性原則。（）三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述振動監(jiān)測技術(shù)在旋轉(zhuǎn)電機故障診斷中的應用原理。2.列舉三種常見的電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)，并說明其反映設(shè)備狀態(tài)的主要方面。3.簡述電氣設(shè)備狀態(tài)診斷的一般流程。四、案例分析題（共25分）某工廠3號變壓器（型號：SL7-500/10，運行電壓10kV/0.4kV）發(fā)生異常，運行人員發(fā)現(xiàn)其聲音較平時嘈雜，且油溫較平時偏高（環(huán)境溫度25℃，變壓器上層油溫達75℃）。維護人員進行了以下監(jiān)測：(1)測量變壓器各相電壓基本正常，三相不平衡率小于2%。(2)對變壓器進行簡化試驗，發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)空載電流較同類變壓器略高。(3)取油樣進行色譜分析，總烴含量超標，氫氣含量也較高，但乙炔含量正常。根據(jù)以上信息，回答以下問題：1.分析變壓器發(fā)出嘈雜聲音和油溫升高的可能原因。（6分）2.結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和色譜分析結(jié)果，判斷變壓器可能存在的主要內(nèi)部故障類型。（8分）3.針對此次發(fā)現(xiàn)的問題，提出后續(xù)的處理建議。（11分）試卷答案一、選擇題1.C解析：電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的核心目的是通過實時或定期監(jiān)測設(shè)備關(guān)鍵運行參數(shù)，了解設(shè)備健康狀況，預測潛在故障，從而實現(xiàn)預防性維護，保障設(shè)備安全可靠運行，避免突發(fā)性停機事故。2.B解析：紅外熱像儀通過探測物體發(fā)出的紅外輻射能量，形成熱圖像，從而實現(xiàn)非接觸式測溫，屬于熱成像監(jiān)測方法。振動監(jiān)測是基于設(shè)備振動信號分析，油液分析是基于油液成分和性能變化分析，絕緣電阻測試是測量電氣設(shè)備絕緣性能的方法。3.B解析：旋轉(zhuǎn)電機發(fā)生不對中故障時，會導致轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生相對位移和沖擊，激發(fā)高次諧波，因此其振動特征通常以高頻振動能量為主。4.B解析：變壓器內(nèi)部故障（如繞組短路、鐵心故障等）會產(chǎn)生熱量，導致油溫升高。環(huán)境溫度過低、油箱漏油會導致油位下降。油枕呼吸器堵塞在冷卻條件下會阻止油位隨溫度變化，但不會導致異常升高。5.B解析：測點應選擇能敏感反映設(shè)備主要振動特性、遠離噪聲干擾、代表設(shè)備整體或關(guān)鍵部件狀態(tài)的位置。設(shè)備基礎(chǔ)或支撐點附近振動通常較小，且易受外部環(huán)境干擾，不適合作為主要監(jiān)測點。6.C解析：油中水分含量過高通常意味著存在密封不良、進水等問題，這些問題可能伴隨金屬部件的摩擦或腐蝕，從而產(chǎn)生金屬磨損。7.D解析：局部放電監(jiān)測技術(shù)能夠檢測設(shè)備絕緣內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的電脈沖、超聲波、電磁波等信號，對早期絕緣缺陷（如氣隙、沿面放電等）非常敏感。8.B解析：設(shè)備狀態(tài)診斷的第一步通常是收集當前設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、監(jiān)測信息以及相關(guān)的運行工況描述，因為這些信息是進行后續(xù)分析判斷的基礎(chǔ)。9.A解析：斷路器合閘后兩側(cè)電流表均無指示，說明電流未成功流過負載側(cè)，但電壓表有指示，說明電源側(cè)有電壓，回路基本形成，最可能的原因是斷路器本身未能成功合閘（拒合）。10.C解析：熱電偶基于熱電效應，無需參考溫度即可產(chǎn)生與溫差成比例的電壓，輸出信號與參考溫度有關(guān)。熱電阻則依靠其電阻值隨溫度變化來測量溫度，需要知道其電阻與溫度的關(guān)系或進行校準。二、判斷題1.錯誤解析：狀態(tài)監(jiān)測側(cè)重于設(shè)備運行過程中的狀態(tài)參數(shù)收集和趨勢分析，是故障診斷的前提和基礎(chǔ)。故障診斷是在監(jiān)測信息基礎(chǔ)上，對設(shè)備是否存在故障、故障類型、嚴重程度進行判斷的過程。兩者緊密相關(guān)但并非同一概念。2.正確解析：軸承是旋轉(zhuǎn)電機的重要部件，其損壞（如點蝕、剝落、斷裂）會產(chǎn)生特征性的高頻振動信號，振動監(jiān)測可以有效捕捉這些信號，實現(xiàn)早期故障診斷。3.正確解析：紅外熱像儀工作原理是基于物體自身發(fā)射的紅外輻射，通過探測元件將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換成電信號，再轉(zhuǎn)換成可見的熱圖像，從而實現(xiàn)非接觸式測量設(shè)備表面溫度分布。4.錯誤解析：變壓器油色變暗通常意味著油質(zhì)老化、劣化或受到污染，可能生成了酸性物質(zhì)或沉淀物，油質(zhì)變差，需要處理或更換。5.錯誤解析：設(shè)備正常運行時也會有振動，只是振動的幅值、頻率和相位有其正常范圍。監(jiān)測的是振動是否超出正常范圍或出現(xiàn)異常特征，從而判斷是否異常。6.正確解析：油液是設(shè)備內(nèi)部的“血液”，其中含有磨損產(chǎn)生的金屬粉末、污染物、油液分解產(chǎn)物等。通過分析油液中的這些成分，可以判斷設(shè)備的磨損類型（如磨粒磨損、粘著磨損）、磨損程度以及油液本身的質(zhì)量狀況。7.正確解析：設(shè)備診斷專家系統(tǒng)利用知識庫（包含大量故障案例、診斷規(guī)則、經(jīng)驗知識）和推理機（模擬人類專家的推理過程），輔助操作人員或維護工程師進行故障診斷。8.錯誤解析：監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集頻率需要根據(jù)被監(jiān)測對象、故障特征頻率以及診斷需求來決定。過高的頻率會增加數(shù)據(jù)量、處理難度和成本，未必能提供更有價值的信息；過低的頻率可能丟失重要的故障細節(jié)。并非越高越好。9.錯誤解析：設(shè)備運行參數(shù)的正常波動范圍會受到多種因素影響，如負載變化、環(huán)境溫度變化、設(shè)備運行時間等。需要根據(jù)具體設(shè)備、具體工況以及歷史數(shù)據(jù)來確定合理的波動范圍。10.錯誤解析：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷涉及投入（設(shè)備、人力、時間）和效益（減少故障停機、延長設(shè)備壽命、降低維護成本）。因此，必須考慮其經(jīng)濟性原則，選擇性價比高、能有效滿足需求的監(jiān)測手段和策略。三、簡答題1.簡述振動監(jiān)測技術(shù)在旋轉(zhuǎn)電機故障診斷中的應用原理。解析：振動監(jiān)測通過安裝傳感器（如加速度計、速度傳感器）拾取旋轉(zhuǎn)電機運行時產(chǎn)生的振動信號，然后將信號傳輸至振動分析儀器。儀器對信號進行頻譜分析、時域分析等處理，提取反映設(shè)備運行狀態(tài)的特征參數(shù)（如總振動值、振動頻率、相位等）。正常運行的電機振動信號具有特定的頻譜特征。當設(shè)備出現(xiàn)故障（如軸承缺陷、轉(zhuǎn)子不平衡、不對中、齒輪磨損等）時，會產(chǎn)生或放大特定頻率的振動信號，或使振動幅值、形態(tài)發(fā)生顯著變化。通過比較分析當前振動信號與正常狀態(tài)下的基線數(shù)據(jù)，或與標準圖譜對比，可以判斷設(shè)備是否存在故障、故障的類型、位置和嚴重程度。2.列舉三種常見的電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)，并說明其反映設(shè)備狀態(tài)的主要方面。解析：三種常見的電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)及其反映的主要方面：*溫度：主要反映設(shè)備的發(fā)熱狀態(tài)。異常升高的溫度可能指示過載、短路、摩擦、散熱不良等故障或異常工況。對變壓器、電機、開關(guān)設(shè)備等都非常重要。*振動：主要反映設(shè)備的運行平穩(wěn)性和機械狀態(tài)。異常振動（幅值、頻率、形態(tài)變化）通常指示不平衡、不對中、松動、軸承故障、齒輪問題等機械故障。*電流（或電壓）：主要反映設(shè)備的負載狀態(tài)和電氣性能。異常的電流（過流、斷流、三相不平衡）或電壓（過壓、欠壓、相間電壓異常）可能指示短路、過載、接地故障、連接問題等電氣故障。3.簡述電氣設(shè)備狀態(tài)診斷的一般流程。解析：電氣設(shè)備狀態(tài)診斷的一般流程通常包括：*信息收集：收集設(shè)備的運行數(shù)據(jù)（電流、電壓、溫度等）、監(jiān)測數(shù)據(jù)（振動、油液、紅外等）、歷史維修記錄、運行工況信息等。*數(shù)據(jù)預處理：對收集到的原始數(shù)據(jù)進行篩選、校驗、去噪、標準化等處理，使其成為適合分析的格式。*特征提取與分析：運用信號處理、統(tǒng)計分析、模式識別等方法，從預處理后的數(shù)據(jù)中提取反映設(shè)備狀態(tài)的特征參數(shù)（如頻率、幅值、峭度、功率譜密度等）。*狀態(tài)判斷與故障診斷：將提取的特征參數(shù)與預置的判據(jù)（閾值、基準模型、專家經(jīng)驗規(guī)則等）進行比較，判斷設(shè)備當前狀態(tài)（正常、異常、故障），并初步確定故障類型、原因和嚴重程度。*決策與建議：根據(jù)診斷結(jié)果，提出相應的處理建議，如繼續(xù)監(jiān)控、安排維護、緊急處理等。*結(jié)果反饋與模型更新：將診斷結(jié)果和后續(xù)處理情況反饋，用于更新設(shè)備狀態(tài)模型或調(diào)整診斷策略。四、案例分析題1.分析變壓器發(fā)出嘈雜聲音和油溫升高的可能原因。（6分）解析：變壓器發(fā)出嘈雜聲音和油溫升高的可能原因分析：*負載過重：變壓器實際輸出功率超過其額定容量，導致鐵心飽和程度增加、線圈銅損耗增大，從而發(fā)出較大噪音并使繞組和鐵心發(fā)熱，油溫升高。*鐵心故障：鐵心疊片松動、硅鋼片間隙過大或存在局部短路，會導致磁通波形畸變，產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗增大，發(fā)出噪音并顯著發(fā)熱，引起油溫升高。*冷卻系統(tǒng)故障：變壓器冷卻器（風扇、油泵）運行不良或故障，導致冷卻效果下降，散熱不足，引起油溫升高。雖然題目未直接提及風扇，但噪音可能包含冷卻風扇故障的聲音。*內(nèi)部故障初兆：如繞組匝間短路、相間短路等嚴重內(nèi)部故障，雖然色譜分析中乙炔可能不高，但在早期或輕微故障時，也可能伴隨發(fā)熱和噪音。總烴和氫氣含量升高通常與電弧放電或高能電子沖擊有關(guān)，可能預示著絕緣劣化或即將發(fā)生的故障。*聲音嘈雜也可能與分接開關(guān)接觸不良有關(guān)，導致局部發(fā)熱和放電聲。2.結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和色譜分析結(jié)果，判斷變壓器可能存在的主要內(nèi)部故障類型。（8分）解析：結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和色譜分析結(jié)果，變壓器可能存在的主要內(nèi)部故障類型判斷：*油中總烴含量超標：表明變壓器內(nèi)部存在較為明顯的絕緣油裂解或緩慢放電現(xiàn)象?？偀N主要包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔。氫氣含量高通常伴隨總烴出現(xiàn)，說明存在電暈放電或輕微電弧放電。*氫氣含量也較高：高氫氣含量通常來源于油紙絕緣在電場作用下發(fā)熱分解。*乙炔含量正常：乙炔是電弧放電的標志性氣體，含量正常表明目前可能沒有發(fā)生嚴重的高能電弧放電。*結(jié)合簡化試驗空載電流略高：空載電流略高可能暗示鐵心存在一定的磁飽和問題或輕微故障（如疊片松動）。*綜合判斷：根據(jù)總烴和氫氣含量升高，而乙炔含量正常，可以判斷變壓器內(nèi)部存在較明顯的油紙絕緣熱老化或局部放電現(xiàn)象。這可能是導致油溫升高、發(fā)出嘈雜聲音的原因之一。雖然空載電流略高和聲音嘈雜也指向鐵心或負載問題，但色譜分析結(jié)果更傾向于指示絕緣系統(tǒng)的異常。這種絕緣問題長期發(fā)展可能導致油質(zhì)進一步劣化，增加故障風險。3.針對此次發(fā)現(xiàn)