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1、电气设备精品课程习题与答案第一章 电力系统概论题库一、填空题1根据一次能源的不同，发电厂可分为（）、（）、（）和（）等。2按发电厂的规模和供电围不同，又可分为（）、（）和（）等。3火电厂分为（）和（）。4水电厂根据集中落差的方式分为（）、（）和（）。5水电厂按运行方式分为（）、（）和（）。6变电所根据在电力系统的地位和作用分为（）、（）、（）和（）。二、判断题 1、 火力发电厂是利用煤等燃料的化学能来生产电能的工厂。（） 2、 抽水蓄能电站是利用江河水流的水能生产电能的工厂。 （）3、 变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所 , 是联系发电厂和用户的中间环节 。 （）4、 中间变电站处于电

2、力系统的枢纽点 , 作用很大。（） 5、 直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称为一次设备 。（） 6、 电流互感器与电流表都是电气一次设备 。（） 7、 用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等 。（） 8、 发电机的额定电压与电力网的额定电压相等 。（） 9、 变压器一次绕组的额定电压与电力网的额定电压相等 。（） 10、 变压器二次绕组的额定电压等于电力网额定电压的 1.1 倍 。（） 11、 二次设备是用在低电压、小电流回路的设备 。（） 12、 信号灯和控制电缆都是二次设备 。（）三、简答题1、电气一次设备及二次设备的作用及围是什么？2、供电设备、用电设备和电力网的额定电压之间有什

3、么关系？第一章 电力系统概论习题答案一、填空题1火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂、核能发电厂2区域性发电厂、地方发电厂、自备专用发电厂3凝汽式、供热式火力发电厂4堤坝式、引水式、混合式5有调节、无调节、抽水蓄能电厂6枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所二、判断题 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、三、简答题1.答：电气一次设备直接参与电能的生产、输送、分配和使用电能。分为：（1）生产和转换电能的设备。如发电机、变压器、电动机。（2）接通或开断电路的设备。如高压断路器、隔离开关、熔断器、重合器等。（3）载流导体。如母线、电缆等，用于按照一定的要求把各种电气设备连接

4、起来，组成传输和分配电能的电路。（4）接地装置。如埋入地下的金属接地体（或连接成接地网）。二次设备主要有：（1）互感器。分电压互感器和电流互感器，分别将一次侧的高电压或大电流变为二次侧的低电压或小电流，以供给二次回路的测量仪表和继电器。（2）保护电器。如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。2. 答：用电设备的额定电压与电力网的额定电压相等；发电机的额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍；变压器一次绕组额定电压一般与连接电网额定电压相等，但与发电机直接相连者等于发电机额定电压；变压器二次绕组额定电压一般等于连接电网额定电压的1.1倍，但空载变压器或经短线路与用户相连或小阻抗变压器其二次

5、绕组额定电压等于连接电网额定电压的1.05倍。第二章 电弧与电气触头的基本知识题库一、填空题1、电弧的由（）、（）和（）三部分组成。2、弧柱中自由电子的主要来源有（）、（）、（）以及（）。 3、影响去游离的因素有（）、（）、（）以及（）。4、开关电器中常用灭弧方法有（）、（）、（）、（）以及（）等。5、按接触面的形式触头可分为（）、（）、（）。6、触头按结构形式可分为（）、（）、（）。二、判断题1、电弧是一种气体游离放电的现象 . （） 2、开关在开断电路时 , 无需考虑电弧熄灭与否 . （） 3、断路器的开断能力是指断路器在切断电流时熄灭电弧的能力 . （）4、电弧的产生和维持是触头间中性质

6、点被游离的结果 . （）5、电弧形成之初电子的来源是强电场发射及强电流发射 . （）6、电弧稳定燃烧之后主要靠热游离来维持 . （）7、电弧的熄灭依赖于去游离作用强于游离作用 . （）8、去游离有两种形式 : 复合和扩散 . （） 9、直流电弧的熄灭条件是拉长电弧 . （）10、交流电弧较直流电弧易于熄灭 . （）11、熄灭交流电弧的主要问题是增强介质绝缘强度的恢复 . （） 12、交流电流过零时 , 电弧自然熄灭 . 若电流过零后 , 出现电击穿现象 （） 13、在直流电弧和交流电弧中 , 将长弧切割成短弧灭弧是利用了近阴极效应 . （）14、接触电阻值的大小直接反映了电气触头的质量 . （

7、） 15、断路器中的动、静触头属于可动触头 . （） 16、母线之间的连接属于固定触头 . （） 17、少油断路器中的滚动触头属于可动触头 . （）18、插座式触头与指形触头相比较 , 自净作用差 . （）19、最能反映触头工作状况的参数是接触电阻。（） 20、在电气触头表面镀银的作用是防止触头受电弧烧伤。（） 三、简答题1、电弧具有什么特征？它对电力系统和电气设备有哪些危害？2、电弧的游离和去游离方式各有哪些？影响去游离的因素是什么？3、交流电弧有什么特征？熄灭交流电弧的条件是什么？4、什么是近阴极效应？哪些灭弧方法利用了近阴极效应？5、断路器开断短路电流时，弧隙恢复电压受哪些因素影响？6、

8、短路类型对断路器的开断有何影响？7、开关电器中常采用的基本灭弧方法有哪些？各自的原理何在？8、什么是电气触头？电气触头有哪些形式？9、什么是触头的接触电阻？影响接触电阻的因素有哪些？10、为什么触头要保证有足够的动稳定和热稳定？第二章 电弧与电气触头的基本知识习题答案一、填空题1阴级区阳极区弧柱区2有热电子发射、强电场发射、碰撞游离、热游离3电弧温度、介质的特性、气体介质的压力、触头材料4提高触头的分闸速度、采用多断口、吹弧、短弧原理灭弧、利用固体介质的狭缝狭沟灭弧5点接触、线接触、面接触6固定触头、可断触头、可动触头二、判断题1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13、14

9、、 15、 16、17、18、19、 20、三、简答题1.答：电弧有阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成；电弧温度很高；电弧是一种自持放电现象；电弧是一束游离的气体。电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸发，烧坏绝缘材料，对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。2.答：电弧的游离方式有热电子发射、强电场发射、碰撞游离、热游离。电弧中发生游离的同时，还存在着相反的过程，即去游离。去游离过程包括复合和扩散两种形式。影响去游离的因素：（1）电弧温度电弧

10、是由热游离维持的，降低电弧温度就可以减弱热游离，减少新的带电质点的的产生。同时，也减小了带电质点的运动速度，加强了复合作用。（2）介质的特性这些特性包括：导热系数、热容量、热游离温度、介电强度等。若这些参数值大，则去游离过程就越强，电弧就越容易熄灭。（3）气体介质的压力气体的压力越大，电弧中质点的浓度就越大，质点间的距离就越小，复合作用越强，电弧就越容易熄灭。（4）触头材料当触头采用熔点高、导热能力强和热容量大的耐高温金属时，减少了热电子发射和电弧中的金属蒸汽，有利于电弧熄灭。除了上述因素以外，去游离还受电场电压等因素的影响。3.答：（1）交流电弧特征：在交流电路中，电流瞬时值随时间变化，因而

11、电弧的温度、直径以及电弧电压也随时间变化，电弧的这种特性称为动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的变化，这种现象称为电弧的热惯性。（2）交流电弧的熄灭条件交流电流过零后，电弧是否重燃取决于弧隙介质强度和弧隙电压的恢复。在电弧电流过零时，电弧自然熄灭。电流过零后，弧隙中同时存在着两个作用相反的恢复过程，即介质强度恢复过程Uj（t）和弧隙电压的恢复过程Uhf（t）。如果弧隙介质强度在任何情况下都高于弧隙恢复电压，则电弧熄灭；反之，如果弧隙恢复电压高于弧隙介质强度，弧隙就被击穿，电弧重燃。因此，交流电弧的熄灭条件为 Uj（t） Uhf

12、（t） 4.在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应。这是因为电流过零后，弧隙的电极极性发生了改变，弧隙中剩余的带电质点的运动方向也相应改变，质量小的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量大1000多倍的正离子则原地未动，导致在新的阴极附近形成了一个只有正电荷的离子层，这个正离子层电导很低，大约有150250V的起始介质强度。在低压电器中，常利用近阴极效应这个特性来灭弧。如利用短弧原理灭弧法。5.答：断路器开断电力系统短路电流时，弧隙恢复电压的最大值受两方面因素的影响：一方面是弧隙电压恢复过程的性质，即恢复过程是周期性的还是非周期性的；另一方面是开断瞬间工频恢复电压U

13、0的大小。而这两方面的因素又都决定于电路参数。6答：断路器开断单相短路电路时，电流过零的瞬间，工频恢复电压值U0近似等于电源电压最大值。因为在三相交流电路中，各相电流过零时间不同，所以当断路器开断中性点不直接接地系统中三相短路时，电弧电流过零也有先后。先过零的一相电弧先熄灭，此相称为首先开断相。首先开断相触头间的工频恢复电压为相电压的1.5倍，加重了断路器的开断难度。当断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路或开断两相短路时，工频恢复电压的最大值为相电压的1.3倍。7.答：（1）提高触头的分闸速度。迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度，增加电弧与周围介质的接触面积，加强冷却和扩散的

14、作用。（2）采用多断口在熄弧时，多断口把电弧分割成多个相串联的小电弧段。多断口使电弧的总长度加长，导致弧隙的电阻增加；在触头行程、分闸速度相同的情况下，电弧被拉长的速度成倍增加，使弧隙电阻加速增大，提高了介质强度的恢复速度，缩短了灭弧时间。采用多断口时，加在每一断口上的电压成倍减少，降低了弧隙的恢复电压，亦有利于熄灭电弧。（3）吹弧用新鲜而且低温的介质吹拂电弧时，可以将带电质点吹到弧隙以外，加强了扩散，并代之以绝缘性能高的新鲜介质，同时，由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导下降。吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱，复合加快。按吹弧气流产生的方法：1）用油气吹弧2）用压缩空气或六氟化硫气体吹弧3）产

15、气管吹弧按吹弧的方向分为：1）纵吹2）横吹3）纵横吹（4）短弧原理灭弧在交流电路中，当电流自然过零时，所有短弧几乎同时熄灭，而每个短弧都在新阴极附近产生150250V的起始介质强度。在直流电路中，每一短弧的阴极区有811V电压降。如果所有串联短弧阴极区的起始介质强度或阴极区的电压降的总和永远大于触头间的外施电压，电弧就不再重燃而熄灭。（5）利用固体介质的狭缝狭沟灭弧触头间产生电弧后，在磁吹装置产生的磁场作用下，将电弧吹入又灭弧片构成的狭缝中，把电弧迅速拉长的同时，使电弧与灭弧片的壁紧密接触，对电弧的表面进行冷却和吸附，产生强烈的去游离。（6）用耐高温金属材料制作触头触头材料对电弧中的去游离也有

16、一定影响，用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属制作触头，可以减少热电子发射和电弧中的金属蒸汽，从而减弱了游离过程，有利于熄灭电弧。（7）用优质灭弧介质灭弧介质的特性，如导热系数、电强度、热游离温度、热容量等，对电弧的游离程度具有很大影响，这些参数值越大，去游离作用就越强。在高压开关中，广泛采用压缩空气、六氟化硫（SF6）气体、真空等作为灭弧介质。8.答：电气触头是指两个导体或几个导体之间相互接触的部分，如母线或导线的接触连接处以及开关电器中的动、静触头。（1）按接触面的形式分类1）点接触2）线接触3）面接触（2）按结构形式分类1）固定触头可拆卸的连接 不可拆卸的连接 2）可断触头对接式 插

17、入式3）可动触头9.答：电气触头中导体与导体之间的接触电阻是触头的接触电阻。触头的表面加工状况、表面氧化程度、触头间的压力及接触情况等都会影响接触电阻值。下面分析影响接触电阻的因素。（1）触头间的压力触头接触面积的大小受施加压力的影响，在不加外力情况下，将两个触头施加外力时，总的接触面增大了，自然接触电阻就小了。故压力是影响接触电阻的重要因素。（2）触头材料及预防氧化的措施触头一般由铜、黄铜和青铜等材料制成。这些材料在空气中极易氧化。为了防止氧化，通常在触头表面镀上一层锡或铅锡合金。在户外装置或潮湿场所使用的大电流触头，最好在触头表面镀银。银在空气中不易氧化。镀银触头的接触电阻比较稳定。对钢制

18、触头，其接触表面应镀锡，并涂上两层漆加以密封。必须在铝制触头表面涂中性凡士林油加以覆盖，以防氧化。10.当触头短时间通过大电流时，如短路电流、电动机的起动电流等，所产生的热效应和电动力具有冲击特性，对触头能否正常工作造成很大威胁。可能带来诸如触头熔焊和短时过热、触头接触压力下降、关合时触头弹跳等不良后果。因此，开关电器必须采取有效措施，保证在通过短路电流时有足够的动稳定和热稳定。第三章 开关电器题库一、填空题1开关电器按功能分为（）（）、（）、（）、（）以及（）。2高压断路器按所采用的灭弧介质分为（）、（）、（）和（）。3高压断路器的技术参数有（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（

19、）、（）以及（）。4真空断路器的操作过电压常用抑制方法有（）、（）、（）、（）、（）。 5 断路器灭弧室的结构分为（）和（）。6操动分为（）、（）、（）、（）、（）和（）、7高压负荷开关按灭弧方式分为（）、（）、（）、（）、（）、（）。二、判断题：1、开关电器分为以下四类:断路器、隔离开关、负荷开关、接触器 . （）2、高压断路器在电网中起控制与保护作用 . （）3、高压断路器既能开断负荷电流又能开断短路电流 . （）4、少油断路器中各相对地的绝缘是依靠油 . （）5、少油断路器的灭弧方式是横吹、纵吹及机械油吹 . （）6、断路器在工作过程中的合、分闸动作是由操动系统来完成的 . （） 7、断

20、路器的开断时间等于熄弧时间 . （）8、六氟化硫断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧和绝缘介质 . （） 9、真空断路器由于动触头在真空管中动作因此无需灭弧 . （）10、隔离开关没有专门的灭弧装置因此不能开断负荷电流 . （）11、隔离开关在进行倒闸操作时应遵循等电位操作原则。（） 12、当发现隔离开关带负荷误合闸后，应立即拉开。（） 13、隔离开关设备磁锁装置的作用是避免带负荷误动作。（） 14、带接地刀闸的隔离开关其主刀闸与接地刀闸应同时合上或拉开。（） 15、熔断器是最原始的保护电器，因此属于二次设备。（） 16、熔断器在电路中起短路保护和过载保护。（） 17、跌落式熔断器是利用产气管在电

21、弧高温下蒸发出气体对电弧产生纵吹作用使电弧熄灭的。（） 18、跌落式熔断器属于限流式熔断器。（） 19、高温负荷开关既可开断负荷电流又能开断短路电流。（） 三、选择题1、有关开关电器的作用下列说法不正确的是（）。A.正常工作情况下可靠地接通或断开电路；B.在改变运行方式时进行切换操作；C.当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正常运行；D.在电力系统中起到汇集和分配电流的作用 2、110kV 及以上的断路器、隔离开关、互感器的最大工作电压比其额定电压高（ ）A5% B10% C15% D20% 3、少油式断路器中油的用途是（）。A灭弧介质 B灭弧介质和绝缘介质 C绝缘介质 D以

22、上都不对4、多油断路器中油的用途是（）。A灭弧介质 B灭弧介质和绝缘介质 C绝缘介质 D以上都不对5、关于 气体的特性下列说法不正确的是（）。A.无色、无臭、不可燃的惰性气体B. 有毒C.电负性气体D.灭弧能力很强6、有关隔离开关的作用下列说法错误的是（）。A.隔离电源B.刀闸操作C.接通和断开小电流电路D可以带电操作四、简答题1高压断路器的作用是什么？对其有哪些基本要求？ 2高压断路器有哪几类？其技术参数有哪些？3真空断路器的结构有什么特点？4对断路器操动的要求有哪些？操动有哪些类型？5隔离开关的用途是什么？它是如何分类的？6高压断路器型号的含义是什么？隔离开关型号的含义是什么？7负荷开关的

23、作用是什么？它与隔离开关在结构原理上的主要区别是什么？8熔断器的基本结构是什么？它有哪些技术参数？熔断器与熔体的额定电流有何区别？9熔断器的保护特性是什么？与哪些因素有关？10自动重合器的特点是什么？11自动分段器的特点是什么？12重合器整定中的快、慢是什么意思？第三章 开关电器习题答案一、填空题1断路器、隔离开关、熔断器、负荷开关、自动重合器自动分段器2油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器3额定电压、最高工作电压、额定电流、额定开段电流、额定断流容量、关合电流、动稳定电流、热稳定电流、分闸时间、合闸时间、操作循环4采用低电涌真空灭弧室、在负载端并联电容、在负载端并联电阻和电容

24、、串联电感、安装避雷器5单压式双压式6手动、弹簧、电磁、液压、电动气动7产气式、压气式、压缩空气式、油浸式真空式式二、判断题：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13、 14、 15、16、17、 18、19、三、选择题1. D2.C3A4 B5 B6 D四、简答题1.答：（1）高压断路器是高压电器中最重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面：其一是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通或断开工作电路；其二是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部分的正常运行。（2）高压断路器

25、的基本要求1）工作可靠断路器应能在规定的运行条件下长期可靠地工作，并能正确地执行分、合闸的命令，顺利完成接通或断开电路的任务。2）具有足够的开断能力断路器断开短路电流时，触头间要产生能量很大的电弧。因此，断路器必须具有足够强的灭弧能力才能安全、可靠地断开电路，并且还要有足够大热稳定性。3）具有尽可能短的切断时间。在电路发生短路故障时，短路电流对电气设备和电力系统会造成很大危害，所以断路器应具有尽可能短的的切断时间，以减少危害，并有利于电力系统的稳定。4）具有自动重合闸性能在发生短路故障时，继电保护动作使断路器分闸，切除故障电流，经无电流间隔时间后自动重合闸，恢复供电。如果故障仍然存在，断路器则

26、立即跳闸，再次切除故障电流。5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能正常运行时，断路器应能承受自身重量、风载和各种操作力的作用。系统发生短路故障时，应能承受电动力的作用，以保证具有足够的动稳定。断路器还应能适应各种工作环境条件的影响，以保证在各种恶劣的气象条件下都能正常工作。6）结构简单、价格低廉在满足安全、可靠的同时，还应考虑经济上的合理性。这就要求断路器结构简单、体积小、重量轻、价格合理。2.答：（1）高压断路器的分类高压断路器按安装地点可分为屋式和屋外式两种；按所采用的灭弧介质可以分为四种：油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器。（2）高压断路器的技术参数1）额定电压（UN）

27、 2）最高工作电压 3）额定电流（IN）4）额定开断电流（INbr）5）额定断流容量（SNbr）6）关合电流（iNcl） 7）动稳定电流（ies）8）热稳定电流（it）9）全开断（分闸）时间（tkd）10）合闸时间11）操作循环3.答：高压断路器的结构特点（1）多油断路器。 结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量重，如220kVDW3220多油断路器三相总重90吨，其中绝缘油48吨；属自能式灭弧结构。（2）少油断路器。 结构简单，制造方便，可配用各种操动；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便于制成各种电压等级产品。（3）压缩空气断路器。

28、 结构比较复杂，工艺和材料要求高；有色金属消耗量大、价格高；需要装设专用的空气压缩系统；操动与断路器合为一体；体积和重量比较轻。（4）真空断路器。 灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械强度比较差，不能承受较大的冲击振动。（5）六氟化硫断路器。 结构简单，工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器时，可大量节省占地面积。4.答：操动的基本要求：1）具有足够的操作功率。2）具有维持合闸的装置。3）具有尽可能快的分闸速度。、4）具有自由脱扣装置。5）具有“防跳跃”功能。6）具有自动复位功能。7）具备工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、操作方便、

29、价格低廉等特点。操动的类型：1）手动（CS型）。指用人力进行合闸的操动。2）电磁（CD型）。指用电磁铁合闸的操动。3）弹簧（CT型）。指事先用人力或电动机使弹簧储能实现合闸的弹簧合闸操动。4）电动机（CJ型）。指用电动机合闸与分闸的操动。5）液压（CY型）。指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的操动。6）气动（CQ型）。指用压缩空气推动活塞实现合闸与分闸的操动。5.答： 在电力系统中，隔离开关的主要作用有：1）隔离电源。 将需要检修的线路或电气设备与带电的电网隔离，以保证检修人员及设备的安全。2）倒闸操作。 在双母线的电路中，可利用隔离开关将设备或线路从一组母线切换到另一组母线，实现运行方式的改变。3）接通和断开小电流电路。 隔离开关可以直接操作小电流电路。隔离开关的分类：1）按装设地点的不同，可分为户式和户外式两种。2）按绝缘支柱数目，可分为单柱式、双柱式和三柱式三种。3）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式等4）按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。5）按操动的不同，可分为手动式、电动式、气动式和液压式等。6）按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装方式分为平装式和套管式等。6.答：（1）高压断路器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示：第一单元是产品字母