1、 第 3次作业 一、名词解释题（本大题共 20分，共 5 小题，每小题 4 分） 1. 间距 2. 系统中性点 3. 等电位联结 4. 安全电压 5. 绝缘 二、计算题（本大题共 20 分，共 2 小题，每小题 10 分） 1. 用一电压表测量 400V电压时，其绝对误差为 +1V。用另一电压表测量另一电压读数为 100V时，绝对误差为 +0.5V。求它们的相对误差。 2. 用一电压表测量 200V电压时，其绝对误差为 +2V。用另一电压表测量另一电压读数为 300V时，绝对误差为 +0.75V。求它们的相对误差。 三、简答题（ 本大题共 30 分，共 6 小题，每小题 5 分） 1. 用一电
2、压表测量 200V电压时，其绝对误差为 +2V。用另一电压表测量另一电压读数为 300V时，绝对误差为 +0.75V。求它们的相对误差。 2. 由于电气方面原因引起的火灾和爆炸事故，称为电气火灾和爆炸。发生电气火灾和爆炸一般要具备哪些条件？ 3. 当 IT系统内发生单相接地故障时，是否需切断电源？ 4. 电气设备外壳防护形式有几种？分别是什么？ 5. 试写出 “ 滚球法 ” 确定独立避雷针的保护范围的步骤。 6. 试用 “ 雨滴分裂作用 ” 理论描述雷云中电荷分离的现象？ 四、问答题（本大题共 30 分，共 6 小题，每小题 5 分） 1. 什么是中性线（ N线）？ 2. 雷电流的波形如图 2
3、所示，雷电流的峰值 I为 44kA。则据 DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合，我国一般地区雷电流幅值大于 I的概率 P1为多少？平均年雷暴日在 20天及以下地区（例如陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区），雷电活动较弱且辐值较小，雷电流幅值大于I的概率 P2为多少？ 3. 外壳防护形式有几种？分别是什么？ 4. 结合下面实例分析事故发生的原因。 湖南某县郊区电杆上的电线 被大风刮断掉在水田中。早晨有一个小学生把一群鸭子赶进水田中。当鸭子游到断线落地附近时，一只只死去，小学生便下田去看鸭子，未跨几步被电击倒，随后哥哥赶到田边并下田拉弟弟，也被电击倒。爷爷赶到田边，急
4、忙跳入水田拉孙子，也被电击倒。小学生的父亲闻讯赶到，见鸭死人亡，下田抢救也被电击倒。一家三代 4人均死在水田中。 5. 举例说明电气火灾和爆炸带来的危害。 6. 举例说明电气火灾的隐蔽性特点。 答案： 一、名词解释题（ 20 分，共 5 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： 间距是指带电体与地面之间、带 电体与其他设备和设施之间、带电体与带电体之间必要的安全距离。 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 【答案】系统中性点：发电机、变压器、电动机和电器的绕组以及串联电路中有一点，它与外部各接线端之间的电压绝对值相等，这一点就称为中性点。 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 等电位联结
5、：使各个外露可导电部分之间及装置外可导电部分之间电位基本相等的电气连接。在此特别指出，等电位联结采用 “ （ Bonding） ” 一词而非“ （ connection） ” 一词，是因为等电位联结的主要作用是通过电气连通来均衡电位，而不是通过电气连通来构造电流通道。 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 根据欧姆定律，在电阻一定时，电压越大，电流也就越大。因此，如果把可能加在人身上的电压限制在某一范围之内，使得触电时在这种电压作用下，通过人体的电流不会超过允许的范围，即将触电危险性控制在没有危险的范围内，这一电压就称为安全电压，也称为安全特低电压。 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案
6、： 【答案】绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离，以防人体与带电体直接接触。 解题方案： 评分标准： 二、计算题（ 20 分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 即：它们的相对误差分别为 0.25%和 0.5%。 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 答：它们的相对误差分别为 1%和0.25%。 解题方案： 相对误差绝对误差 与被测量真值之比，称为相对误差。 或 评分标准： 三、简答题（ 30 分，共 6 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 答：它们的相对误差分别为 1%和 0.25%。 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 发生电气火灾和爆炸一般要具备两个条件
7、 ： （ 1）易燃易爆物质和环境 它是指：在大气条件下，气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维状的可燃物质与空气形成混合物，点燃后，燃烧传至全部未燃烧物的环境。 如煤矿中产生的瓦斯气体，军工企业中的火药、炸药场所，石油企业中的石油、天然气，化工企业中的一些原料、产品，纺织、食品企业生产场所的可燃气体、粉尘或纤维（例如煤粉、面粉、亚麻等）均为易燃易爆物质，并容易在生产、储存、运输和使用过程中与空气混合，形成爆炸性混合物。 （ 2）引爆条件 生产场所的动力、照明、控制、保护、测量等系统及生活场所的各种电气设备和线路在正常工作或事故时常常会产生电弧、火花和危险的高温，这就具备了引燃爆炸性混合物的条件。 如石油
8、、化工、军工、煤矿等企业因电气火灾和爆炸带来的危害是相当严重的。首先是电气设备本身的损坏、人身伤亡以及随之而来的大面积停电、停产；其次，在紧急停电时，又可能酿成新的灾害，带来无法估量的损失。因此石油、化工、军工、煤矿等企业应特别注意并防止电气火灾与爆炸给生产带来的严重危害。 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： IT系统即系统中性点不接地、用电设备外露可导电部分直接接地的系统。无需切断电源。当 IT系统内发生第一次单相接地故障时，故障电流没有直接返回电源的通路，只能通过另外两个非故障相导体对地的电容返回电源，其值很小，不致引发电气危险，不需切断电源，可维持不间断供电。 解题方案： 评分标准
9、： 4. 参考答案： 外壳防护是电气安全的一项重要措施，它既是保护人身安全的措施，又是保护设备自身安全的措施，因此标准规定了外壳的两种防护形式。 第一种防护形式：防止人体触及或接近壳内带电部分和触及壳内的运动部件（光滑的转轴 和类似部件除外），防止固体异物进入外壳内部。 第二种防护形式：防止水进入外壳内部而引起有害的影响。 这两种防护形式，是完全由外壳的机械结构确定的。 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 所谓 “ 滚球法 ” ，就是选择一个半径为 hr（滚球半径）的球体，沿需要防护直击雷的部位滚动，如果球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或者接闪器和地面，而不触及需要保护的
10、部位时，则该部位就在这个接闪器的保护范围之内。（ 1）当避雷针高度 hhr 时，单支避雷针的保护范围可按下列步骤通过作图确定。如图 7所示。 距 地面 hr处作一平行地面的平行线。 以针尖为圆心， hr为半径，作弧线交于平行线的 A、 B两点。 以 A、 B为圆心， hr为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切。从此弧线起到地面止就是避雷针的保护范围。 （ 2）当避雷针高度 hhr 时，在避雷针上取高度 hr的一点代替单支避雷针针尖作为圆心，其余作法同上。 解题方案： 评分标准： 6. 参考答案： “ 雨滴分裂作用 ” 理论：在闷热的大气里，空气中的水蒸气已接近饱和，地面的气温变化不均，使带
11、有大量水蒸气的空气迅速上升，在气流上升的过程中，水珠因摩擦而 分裂为大小不等的水滴。在快速分裂过程中。小水滴带上了负电荷并上升，大水滴带上了正电荷并下降，于是形成了上负下正的雷云，如图 7所示。在上述作用下，带正（或负）电荷的水珠下降，并继续汇集其他水滴；带负（或正）电荷的水滴上升，并很快又汇集成水珠。这个分离过程程要重复好多次，也就是说水珠要经过多次的分裂、汇集、再分裂、再汇集。等到一定数量的电荷聚集在一个区域时，这个区域的电势就逐渐上升。当它附近的电场强度达到足以使附近电气绝缘被击穿的强度（约 2530kV/cm）时，就会发生强烈的放电现象，出现耀眼的闪光。 解 题方案： 评分标准： 四、
12、问答题（ 30 分，共 6 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 解题方案： 中性线（ N线）：与电源的中性点连接，并能起传输电能作用的导线。 评分标准： 2. 参考答案： 据 DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合，我国一般地区雷电流幅值大于 I（单位 kA）的概率 P可用下式表示： 所以P1=31.6%。平均年雷暴日在 20天及以下地区（例如陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区），雷电活动较弱且辐值较小，雷电流幅值超过 I（单位： kA）的概率 P则可 用下式表达： ，所以所以 P2=10%。 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 外壳防护是电气安全的一项重
13、要措施，它既是保护人身安全的措施，又是保护设备自身安全的措施，因此标准规定了外壳的两种防护形式。 第一种防护形式：防止人体触及或接近壳内带电部分和触及壳内的运动部件（光滑的转轴和类似部件除外），防止固体异物进入外壳内部。 第二种防护形式：防止水进入外壳内部而引起有害的影响。 这两种防护形式，是完全由外壳的机械结构确定的。 解题方案： 外壳防护是电气安全的一项重要措施，它既是保护人身安全的措施，又 是保护设备自身安全的措施，因此标准规定了外壳的两种防护形式。 评分标准： 4. 参考答案： 主要原因： 低压线（常用的 380 220v系统） “ 一相断落碰地形成单相接地短路，尤其在水田中，落地处附
14、近的跨步电压很高； 缺乏电气安全常识，未立即切断电源，造成多人触电死亡的恶性事故。 解题方案： 触电的原因主要有 1、缺乏电气安全常识； 2、电气安装不合格导致； 3、设备有缺陷或故障； 4、违反操作规程或规定等几方面。 评分标准： 5. 参考答案： 如石油、化工、军工、煤矿等企业因电气火灾和爆炸带来的危害是相当 严重的。首先是电气设备本身的损坏、人身伤亡以及随之而来的大面积停电、停产；其次，在紧急停电时，又可能酿成新的灾害，带来无法估量的损失。因此石油、化工、军工、煤矿等企业应特别注意并防止电气火灾与爆炸给生产带来的严重危害。 解题方案： 从直接灾害和间接灾害两方面考虑。 评分标准： 6. 参考答案： 电气火灾，开始时可能是很小的元件或短路点，发展过程也可能较长，往往不易被察觉，一旦着火，会引起相邻元件、整个电控设备单元短路着火，并很快发展成整个供电场所的火灾。另外，在供电场所，离不开绝缘介质，绝缘介质着火后 ，又会产生刺激性有毒气体，悄然弥漫，它不像明火那样容易引起人们警觉，所以很多电气火灾现场的人员都因窒息死亡。 解题方案： 注意联系工程实际。 评分标准：
