电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.10断路器

电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.10断路器[单选题]1.以下4种型号的高压断路器中，额定电压为10kV的高压断路器是()。[2018年真题]A.SN10-10I（江南博哥）B.SN10-IIC.ZW10-IID.ZW10-100I正确答案：A参考解析：高压断路器型号的表示方法，例如SN10-10I。其中，首字母表示断路器的字母代号，如S表示少油，D表示多油，Z表示真空，K表示空气，L表示六氟化硫（SF6）；第二个字母表示安装场所代号，如N表示屋内型、W表示屋外型；接着，10表示设计序列号；最后，10I表示额定电压，kV。[单选题]2.下面说法正确的是()。[2017年真题]A.少油断路器可靠性高，不需要经常检修B.SF6断路器可靠性高，不需要经常检修C.GIS设备占地小，可靠性高，易于检修D.SF6断路器可靠性高，工作时噪声大正确答案：B参考解析：高压断路器的主要分类和特点如表4-10-1所示。表4-10-1高压断路器的主要分类和特点[单选题]3.下面说法不正确的是()。[2017年真题]A.断路器具有灭弧能力B.电弧是由于触头间的中性介质被游离产生的C.断路器可以切断短路电流D.隔离开关可以进行正常工作电路的开断操作正确答案：D参考解析：断路器有灭弧装置，故断路器能够带负荷操作，不但能操作负荷电流，还能操作故障（短路）电流；断路器有良好的封装形式，故单纯观察断路器，不能直观地确定其是处在闭合或断开位置。隔离开关没有灭弧装置，虽然规程规定其可以操作于负荷电流小于5A的场合，但其总体属于不能带负荷操作；隔离开关结构简单，从外观上能一眼看出其运行状态，检修时有明显断开点。电弧产生的原因主要是：气体（或空气）中含有少量正负离子，在外施电压的作用下，离子加速运动，在碰撞中离子数目大大增加，这些离子在电场中的定向运动就形成电流。电流通过气体时伴随着强烈的发热过程，以致电流通道内的中性气体分子全被电离而形成等离子体。这种有强烈的声、光和热效应的弧光放电，就是电弧的形成过程。[单选题]4.检验电气设备的热稳定和开断能力时，需要合理地确定短路计算时间，在校验电气设备开断能力时，以下短路计算时间正确的是()。[2013年真题]A.继电保护主保护动作时间B.继电保护后备保护动作时间C.继电保护主保护动作时间＋断路器固有分闸时间D.继电保护后备保护动作时间＋断路器固有分闸时间正确答案：C参考解析：根据《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222—2005）第9.2.2条规定，在校核断路器断流能力时，宜取断路器实际开断时间（主保护动作时间与断路器分闸时间之和）的短路电流作为校验条件。[单选题]5.以下关于断路器开断能力的描述正确的是()。[2013年真题]A.断路器开断中性点直接接地系统单相短路电路时，其工频恢复电压近似地等于电源电压最大值的0.866倍B.断路器开断中性点不直接接地系统单相短路电路时，其首先断开相工频恢复电压为相电压的0.866倍C.断路器开断中性点直接接地系统三相短路电路时，其首先断开相起始工频恢复电压为相电压的0.866倍D.断路器开断中性点不直接接地系统三相短路电路时，其断开相电弧熄灭后，其余两相电弧同时熄灭，且其工频恢复电压为相电压的0.866倍正确答案：D参考解析：断路器的弧隙恢复电压与线路参数和开断瞬间工频恢复电压U0有直接关系，分为以下几种情况：①断路器开断单相短路电路，起始工频恢复电压近似地等于电源电压最大值U0＝Umsinφ≈Um。②断路器开断中性点不直接接地系统中的三相短路电路，A相开断后断口上的工频恢复电压为相电压的1.5倍。经过0.005s（电角度90°）后，B、C两相的短路电流同时过零，电弧同时熄灭。电源电压加在B、C两相弧隙上，每个断口将承受1/2电压值，即：③断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路电路。当系统零序阻抗与正序阻抗之比不大于3时，其首先开断相的恢复电压的工频分量为相电压的1.3倍。第二开断相恢复电压的工频分量可为相电压的1.25倍。④断路器开断两相短路电路。两相短路发生在中性点直接接地系统中最为严重，工频恢复电压可达相电压的1.3倍。[单选题]6.断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路电流，首先开断相恢复电压的工频分量为（Uph为相电压）()。[2012年真题]A.UphB.1.25UphC.1.5UphD.1.3Uph正确答案：D参考解析：三相断路器在开断短路故障时，由于动作的非同期性，首相开断的断口触头间所承受的工频恢复电压将要增高，增高的数值用首相开断系数来表征。首相开断系数是指三相系统中两相短路时，在断路器安装处的完好相对另两相间的工频电压与短路去掉后在同一处获得的相对中性点电压之比。分析系统中经常发生的各种短路形式，第一开断相断口间的工频恢复电压，中性点不接地系统多为1.5倍的相电压；中性点接地系统多为1.3倍相电压。中性点直接接地系统的三相短路故障时，首开相A相弧熄时，工频恢复电压为1.3倍的电源相电压，紧接着A相过零的C相，然后是B相，第二开断相C相弧熄时，工频恢复电压为1.25倍的电源相电压，C相电流分段后，此时电路中电流只剩下B相一相，在弧熄时，其工频恢复电压即为电源相电压。[单选题]7.为使弧隙电压恢复过程为非周期性的，可在断路器触头两端并联电阻，其值应为()。[2012年真题]A.B.C.D.正确答案：C参考解析：交流电弧每半周期自然熄灭是熄灭交流电弧的最佳时机。实际上在电流过零后弧隙中存在两个恢复过程：介质强度恢复过程Ud（t）和弧隙电压恢复过程Ur（t）。交流电弧熄灭的条件为：Ud（t）＞Ur（t）。如果能够采取措施防止Ur（t）振荡，将周期性振荡特性的恢复电压转变为非周期性恢复过程，电弧就更容易熄灭。常用的做法就是在熔断器触头两端并联电阻，当时，可将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性，从而大大降低恢复电压的上升速度和幅值，改善断路器的灭弧条件。[单选题]8.断路器开断中性点不直接接地系统中的三相短路电流，首先开断相后的工频恢复电压为（Uph为相电压）()。[2011年真题]A.UphB.0.866UphC.1.5UphD.1.3Uph正确答案：C参考解析：三相断路器在开断短路故障时，由于动作的不同期性，首相开断的断口触头间所承受的工频恢复电压将要增高，增高的数值用首相开断系数来表征。首相开断系数是指三相系统当两相短路时，在断路器安装处的完好相对另两相间的工频电压与短路去掉后在同一处获得的相对中性点电压之比。图4-10-1分析系统中经常发生的各种短路形式，首先开断相断口间的工频恢复电压，中性点不接地系统者多为1.5倍的相电压；中性点接地系统多为1.3倍相电压。中性点不直接接地系统的三相短路故障如图所所示：设A相为首先开断相：电弧电流先过零，电弧先熄灭，即：。在A相熄灭后，经过5ms（90°），B、C两相电流同时过零，电弧同时熄灭，此时电源的线电压加在两个串联的断口上，若认为两断口是均匀分布，则每一断口只承担一半电压，即0.5UBC＝0.866UBO（UCO）。图4-10-1[单选题]9.为使断路器弧熄电压恢复过程为非周期性的，可在断路器触头两端()。[2011年真题]A.并联电容B.并联电抗C.并联电阻D.辅助触头正确答案：C参考解析：交流电弧每半周期自然熄灭是熄灭交流电弧的最佳时机。实际上在电流过零后弧隙中存在两个恢复过程：介质强度恢复过程Ud（t）和弧隙电压恢复过程Ur（t）。交流电弧熄灭的条件为：Ud（t）＞Ur（t）。如果能够采取措施防止Ur（t）振荡，将周期性振荡特性的恢复电压转变为非周期性恢复过程，电弧就更容易熄灭。常用的做法是在断路器触头两端并联电阻。当时，可将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性，从而大大降低了恢复电压的上升速度和幅值，改善了断路器的灭弧条件。[单选题]10.为保证断路器在关合短路电流时的安全性，其额定关合电流()。[2010年真题]A.不应小于短路冲击电流B.不应大于短路冲击电流C.只需大于长期工作电流D.只需大于通过断路器的短路稳态电流正确答案：A参考解析：《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222—2005）第9.2.6条规定，断路器的额定关合电流，不应小于短路电流最大冲击值（第一个大半波电流峰值）。关合电流是指表征断路器关合电流能力的参数。由于断路器在接通电路时，电路中可能预伏有短路故障，此时断路器将关合很大的短路电流。一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力，另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧，可能使触头熔焊，从而使断路器造成损伤，因此要求断路器能够可靠关合短路电流的最大峰值。[单选题]11.具有三条进线和三条出线时，采用一个半断路器接线和六角形接线相比较，正确的是()。[2010年真题]A.一个半断路器接线多用三台断路器B.一个半断路器接线少用三台断路器C.两种接线断路器数量相同D.六角形接线比一个半断路器接线在设备选择方面更方便正确答案：A参考解析：三进三出时，一个半断路器接线和六角形接线的示意图如图4-10-2所示。显然，一个半断路器接线比六角形接线多用了三台断路器。图4-10-2[单选题]12.断路器开断中性点不直接接地系统中的三相短路电流时，首先开断相的恢复电压为()。[2009年真题]A.UphB.0.866UphC.1.5UphD.1.3Uph正确答案：C参考解析：三相断路器在开断短路故障时，由于动作的不同期性，首相开断的断口触头间所承受的工频恢复电压将要增高，增高的数值用首相开断系数来表征。首相开断系数是指三相系统当两相短路时，在断路器安装处的完好相对另两相间的工频电压与短路去掉后在同一处获得的相对中性点电压之比。图4-10-3分析系统中经常发生的各种短路形式，首先开断相断口间的工频恢复电压，中性点不接地系统者多为1.5倍的相电压；中性点接地系统多为1.3倍相电压。中性点不直接接地系统的三相短路故障如图所所示：设A相为首先开断相：电弧电流先过零，电弧先熄灭，即：。在A相熄灭后，经过5ms（90°），B、C两相电流同时过零，电弧同时熄灭，此时电源的线电压加在两个串联的断口上，若认为两断口是均匀分布，则每一断口只承担一半电压，即0.5UBC＝0.866UBO（UCO）。图4-10-3[单选题]13.断路器开断中性点不直接接地系统中的三相短路电流时，首先开断相开断后的工频恢复电压为（UPV为相电压）()。[2008年真题]A.UPVB.0.886UPVC.1.5UPVD.1.3UPV正确答案：C参考解析：断路器开断中性点不直接接地系统中的三相短路电路时，三相交流电路中，各相电流过零时间不同，因此，断路器在开断三相电路时，电弧电流过零便有先后之分。先过零的相，电弧先熄灭，称为首先开断相。如图4-10-4a）所示，发生短路后，A相首先开断，电流过零后电弧熄灭。此时，B、C相仍由电弧短接，A相断路器靠近短路侧触头的电位，此时仍相当于B、C两相线电压的中点电位，如图4-10-4b）所示，可知：，A相开断后断口上的工频恢复电压为相电压的1.5倍，即1.5UPV。图4-10-4[单选题]14.为了保证断路器在关合短路电流时的安全性，其关合电流满足下列哪种条件？()[2006年真题]A.不应小于短路冲击电流B.不应大于短路冲击电流C.只需大于长期工作电流D.只需大于通过断路器的短路稳态电流正确答案：A参考解析：根据《导体和电器选择设计技术规定》（GB/T5222—2005）第9.2.6条规定，断路器的额定关合电流，不应小于短路电流最大冲击值（第一个大半波电流峰值）。[单选题]15.高压断路器一般采用多断口结构，通常在每个断口并联电容C。并联电容的作用是下列哪项？()[2005年真题]A.使弧隙电压的恢复过程由周期性变为非周期性B.使得电压能均匀的分布在每个断口上C.可以增大介质强度的恢复速度D.可以限制系统中的操作过电压正确答案：B参考解析：在多断口断路器中，由于断口各点的对地电容的影响，断口上的电压分布是不均匀的，而且断口数愈多，这种现象越明显，进而导致不同灭弧室工作条件相差很大，某个断口电压过高时，不利于灭弧。为使每个断口的电压分布均匀，以充分发挥每个灭弧室的作用，可在每个灭弧室外面人为地并联一个比杂散电容大得多的电容器，称为均压电容。[单选题]16.关于交流电弧熄灭后的弧隙电压恢复过程，以下描述正确的是()。[2016年真题]A.当触头间并联电阻小于临界电阻时，电压恢复过程为周期性的B.当触头间并联电阻大于临界电阻时，电压恢复过程为非周期性的C.开断中性点不直接接地系统三相短路时，首先开断的工频恢复电压为相电压的1.5倍D.开断中性点不直接接地系统三相短路时，首选开断相熄弧之后，其余两相电弧同时熄灭，每一相工频恢复电压为相电压的1.732倍正确答案：C参考解析：中性点不直接接地系统的三相短路故障如图4-10-5所示。设A相为首先开断相，电弧电流先过零，电弧先熄灭，即：图4-10-5在A相熄灭后，经过5ms（90°），B、C两相电流同时过零，电弧同时熄灭，此时电源的线电压加在两个串联的断口上，若认为两断口是均匀分布，则每一断口只承担一半电压，即：0.5UBC＝0.866UBO（UCO）。[单选题]17.断路器开断交流电路的短路故障时，弧隙电压恢复过程与电路参数等有关，为了把具有周期性振荡特性的恢复过程转变为非周期性的恢复过程，可在断路器触头两端并联一只阻r，其值一般取下列哪项（C、L为电路中的电容值、电感值）？()[2005年真题]A.B.C.D.正确答案：C参考解析：当触头间并联电阻时，弧隙电压恢复过程为非周期性；当并联电阻r＞rcr时，电压恢复过程为周期性。当并联电阻r≤rcr时，将把具有周期性振荡特性的恢复电压过程转变为非周期性恢复过程，从而大大降低恢复电压的幅值和恢复速度，相应的可增加断路器的开断能力。[单选题]18.高压断路器一般采用多断口结构，通常在每个断口并联电容，并联电容的作用是()。A.使弧隙电压的恢复过程由周期性变为非周期性B.使得电压能均匀分布在每个断口上C.可以增大介质强度的恢复速度D.可以限制系统中的操作过电压正确答案：B参考解析：在多断口断路器中，由于断口各点的对地电容的影响，断口上的电压分布是不均匀的，而且断口数愈多，这种现象越明显，进而导致不同灭弧室工作条件相差很大。为使每个断口的电压分布均匀，以充分发挥每个灭弧室的作用，可在每个灭弧室外面人为地并联一个比杂散电容大得多的电容器，称为均压电容。[单选题]19.少油高压断路器多采用多断口的原因是()。A.增加开断点B.有利灭弧C.其他原因D.有利于延长寿命正确答案：B参考解析：油作为灭弧介质，结构简单，制作方便，且采用多断口有利于交流电弧的熄灭。[单选题]20.以下几种方法中在抑制空载线路分闸过电压时相对最为有效的是()。A.采用多油断路器B.采用中性点绝缘系统C.采用六氟化硫断路器D.中性点经消弧线圈接地正确答案：C参考解析：采用六氟化硫断路器是因为该断路器的特性：①断口电压高；②允许短路次数多，检修周期长；③开断性能良好；④与其他断路器相比占地少，体积小。[单选题]21.选择断路器开断容量应根据安装()来决定。A.变压器的容量B.最大负荷C.最大短路电流D.最大电压正确答案：C参考解析：断路器的额定开断容量用来表征断路器的开断能力，其计算公式为：，其中UN是断路器的额定电压，即断路器长期工作的标准电压，IbrN为断路器的额定开断电流，即能够开断的最大断路电流。[单选题]22.高压断路器额定开断电流是指断路器能切断()的大小。A.最大负荷电流B.三相短路最大瞬时电流值C.三相