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2025年电气工程高压主电路试题及答案

一、选择题（每题3分，共30分）
1. 高压主电路中，隔离开关的主要作用是（ ）
A. 切断和接通负荷电流
B. 切断短路电流
C. 隔离电源，保证检修安全
D. 保护电气设备免受过载影响
答案：C
解析：隔离开关主要用于隔离电源，在检修时确保工作人员安全，它不能切断负荷电流和短路电流，也不具备保护电气设备免受过载影响的功能。

2. 高压断路器的灭弧介质不包括（ ）
A. 油
B. 真空
C. 空气
D. 二氧化碳
答案：D
解析：高压断路器的灭弧介质主要有油、真空、空气、六氟化硫等，二氧化碳不是常用的灭弧介质。

3. 以下哪种设备不属于高压主电路的一次设备（ ）
A. 电流互感器
B. 电压表
C. 断路器
D. 电抗器
答案：B
解析：一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备，电压表是二次设备，用于测量电压。

4. 高压主电路中，母线的作用是（ ）
A. 汇集和分配电能
B. 限制短路电流
C. 提高功率因数
D. 保护电气设备
答案：A
解析：母线主要用于汇集和分配电能，将多个电源和负载连接在一起。

5. 高压熔断器的熔体材料一般采用（ ）
A. 铜
B. 铝
C. 铅锡合金
D. 银
答案：C
解析：高压熔断器的熔体材料一般采用铅锡合金等低熔点材料，当电流过大时熔断切断电路。

6. 高压隔离开关的操作机构不包括（ ）
A. 手动操作机构
B. 电动操作机构
C. 液压操作机构
D. 电磁操作机构
答案：D
解析：高压隔离开关的操作机构有手动、电动、液压等操作机构，电磁操作机构一般用于断路器。

7. 高压主电路中，电抗器的作用是（ ）
A. 限制短路电流
B. 提高功率因数
C. 降低电压
D. 增加电路电阻
答案：A
解析：电抗器可以限制短路电流的大小，减少短路电流对电气设备的冲击。

8. 高压断路器的型号中，“ZN”表示（ ）
A. 真空断路器
B. 少油断路器
C. 多油断路器
D. 六氟化硫断路器
答案：A
解析：“ZN”表示真空断路器，“SN”表示少油断路器，“DN”表示多油断路器，“SF6”表示六氟化硫断路器。

9. 高压主电路中，电流互感器的二次侧（ ）
A. 严禁开路
B. 严禁短路
C. 可以开路也可以短路
D. 没有特殊要求
答案：A
解析：电流互感器二次侧严禁开路，否则会产生高电压，危及设备和人员安全。

10. 高压隔离开关在运行中，其触头接触电阻应（ ）
A. 越大越好
B. 越小越好
C. 适中即可
D. 无要求
答案：B
解析：触头接触电阻越小，说明接触良好，能减少发热和损耗，所以越小越好。

二、填空题（每题3分，共15分）
1. 高压主电路的一次设备包括（ ）（ ）（ ）等。（写出三种即可）
答案：断路器、隔离开关、母线、电抗器、电流互感器、电压互感器等（任选三种）
解析：这些都是高压主电路中常见的一次设备。

2. 高压断路器的主要技术参数有（ ）（ ）（ ）等。（写出三种即可）
答案：额定电压、额定电流、额定开断电流、额定关合电流、热稳定电流、动稳定电流等（任选三种）
解析：这些参数反映了断路器的性能和能力。

3. 高压隔离开关的操作顺序是（ ）。
答案：先合隔离开关，后合断路器；先拉断路器，后拉隔离开关
解析：这样操作可避免带负荷拉合隔离开关，保障安全。

4. 高压熔断器的熔断电流一般是额定电流的（ ）倍。
答案：1.3 - 2
解析：当电流达到熔断电流时，熔断器熔断切断电路。

5. 高压主电路中，母线的材质一般有（ ）（ ）等。（写出两种即可）
答案：铜、铝
解析：铜和铝是常用的母线材质。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述高压断路器的工作原理。
答案：高压断路器在正常运行时，触头闭合，接通电路，通过电流。当电路发生短路或过载时，保护装置动作，使断路器的操动机构动作，触头分离，切断电路。断路器利用灭弧介质（如油、真空、空气、六氟化硫等）来熄灭电弧，防止电弧持续燃烧造成设备损坏和事故扩大。
解析：断路器通过操动机构控制触头分合闸，利用灭弧介质灭弧来实现切断电路的功能。

2. 高压隔离开关在哪些情况下不能进行操作？
答案：（1）在断路器合闸状态下，严禁拉合隔离开关，以免带负荷拉合隔离开关造成弧光短路。（2）当设备或线路有接地故障时，严禁用隔离开关切断故障电流，防止发生危险。（3）隔离开关电动操作机构故障时，若不能确保安全，严禁手动操作。（4）在恶劣天气（如大风、大雨、雷电等）影响操作安全时，一般不进行隔离开关操作。
解析：这些情况操作隔离开关会引发安全事故，所以禁止操作。

3. 简述高压主电路中电流互感器的作用及工作原理。
答案：作用：（1）将一次电路的大电流按一定比例变换成二次电路的小电流，便于测量和保护装置使用。（2）使二次设备与一次高压电路隔离，保证人员和设备安全。工作原理：电流互感器的一次绕组串联在高压主电路中，二次绕组与测量仪表或保护装置的电流线圈相连。根据电磁感应原理，当一次绕组中有电流通过时，在铁芯中产生磁通，磁通在二次绕组中感应出电动势，从而在二次绕组中产生电流，其大小与一次电流成正比。
解析：电流互感器通过电磁感应实现电流变换和隔离，方便测量和保护。

四、分析题（15分）
高压主电路中，某段线路发生短路故障，断路器跳闸后，经检查发现电流互感器二次侧开路。请分析可能的原因及危害，并提出解决措施。
答案：可能原因：（1）二次回路接线松动或接触不良。（2）二次侧熔断器熔断。（3）电流互感器二次绕组绝缘损坏。危害：（1）二次侧会感应出高电压，可能危及设备和人员安全。（2）会使测量仪表指示异常，保护装置可能误动作或拒动，影响对故障的判断和处理。解决措施：（1）检查二次回路接线，紧固松动部位，修复接触不良处。（2）更换熔断的二次侧熔断器。（3）若二次绕组绝缘损坏，应更换电流互感器或进行绝缘修复。
解析：分析原因从二次回路各环节找，阐述危害从安全和设备运行角度说明，解决措施针对原因提出。

五、设计题（20分）
设计一个简单的高压主电路，包含断路器、隔离开关、母线、电抗器、电流互感器等设备，要求说明各设备的作用及连接方式。
答案：设计的高压主电路如下：电源进线首先连接隔离开关QS，隔离开关用于隔离电源，保证检修安全。隔离开关QS的出线连接断路器QF，断路器用于切断和接通负荷电流及短路电流。断路器QF的出线连接母线WB，母线用于汇集和分配电能。在母线上连接电抗器L，电抗器用于限制短路电流。电流互感器TA分别安装在母线和各出线电路中，用于测量电流并将大电流变换成小电流供测量仪表和保护装置使用。连接方式：隔离开关QS、断路器QF、母线WB、电抗器L、电流互感器TA依次串联或并联连接，形成一个完整的高压主电路，以实现电能的输送、分配和保护功能。
解析：按照各设备功能说明连接方式，形成完整主电路设计。