1、 2014年 9月份考试电气安全第三次作业 一、名词解释题（本大题共 20分，共 4 小题，每小题 5 分） 1. 间距 2. 系统中性点 3. 等电位联结 4. 安全电压 二、计算题（本大题共 20 分，共 2 小题，每小题 10 分） 1. 若在电阻 R（ ）上施加电压 U（ V），则由欧姆定律，电流 I（ A）为： 2. 根据 TT 系统自动切断电源的条件，为满足预期接触电压超过 50V 采用 40A的低压断路器作线路保护时，为保证断路器能防电击并且有足够的灵敏度（灵敏度系数为 1.3），则接地极电阻和自接地极接至外露可导电部分的 PE线电阻之和 Ra 的最大值是多少 ? 三、简答题（本
2、大题共 30 分，共 5 小题，每小题 6 分） 1. 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？ 2. 如图 5所示， R1=R2=2,R 3=4,I 1=I2=I3=I， E1=5V， E2=2V，则 I 为多少？ 3. 当 IT 系统内发生单相接地故障时，是否需切断电源？ 4. 根据 TT 系统自动切断电源的条件，为满足预期接触电压超过 50V 采用 40A的低压断路器作线路保护时，为保证断路器能防电击并且有足够的灵敏度 （灵敏度系数为 1.3），则接地极电阻和自接地极接至外露可导电部分的 PE线电阻之和 Ra 的最大值是多少 ? 5
3、. 2、 RCD 在 TT系统中，当有的设备没有装设 RCD 时，未装配 RCD 的设备与装有 RCD的设备能否采取共同接地？ 四、问答题（本大题共 30 分，共 5 小题，每小题 6 分） 1. 若在 0.2s（秒）内有 0.4C（库仑）的电荷通过导线截面，则电流 I为多少？ 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. 什么是保护线（ PE线）和保护中性线（ PEN线）？ 4. RCD 在 TT 系统中，当有的设备没有装设 RCD时，未装配 RCD的设备与装有RCD 的设备能否采取共同接地？ 5. 雷电流的波形如图 2所示，雷
4、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？ 答案： 一、名词解释题（ 20分，共 4 题，每小题 5 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
5、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：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
6、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： 二、计算题（ 20 分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 若在电阻 R（ ）上施加 电压 U（ V），则由欧姆定律，电流 I（ A）为：故 I=0.5（ A） 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 由于 IbRA=50V， Ib=1.3 Ia，所以 RA=50/（ 1.340 ） 1 。 解题方案： 为满足预期接触电压超过 50V 时防护电器能及时切断电源的要求，故障电流 Id应大于防护电器在规定时间内切断电源的可靠动作电流，即 Id 50 RAI a，或IaRA50V 。 评分标准： 三、简答
7、题（ 30 分，共 5 题，每小题 6 分） 1. 参考答案： 发生电气火灾和爆炸一般要具备两个条件： （ 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
8、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、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： 2. 参考答案： 基尔霍夫电压定律定义为在任何闭合回路中的电源电压及各分电压的代数和为零，即： ， I=0.75A。 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
9、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： 4. 参考答案： 由于 IbRA=50V， Ib=1.3 Ia，所以 RA=50/（ 1.340 ） 1 。 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 不能。如图 8（ a）所示，未装设 RCD 的设备 2发生碰壳故障时，外壳电压将被传导至设备 1，而设备 1的 RCD对设备 2的碰壳故障不起作用。若设备 2为固定式设备，设备 1 为移动式设备，
10、则设备 2 的过电流保护电器（如熔断器）只需在 5s 内动作即可，但对于设备 1 来说，危险电压存在时间已超过了规定时间，因而是不安全的。对这种情况，可对采用共同接地的所有设 备设置一个共同的 RCD，如图 8（ b）所示。但这种做法会扩大停电范围，在一台设备发生漏电时， RCD 后面所有设备都将停电。 解题方案： 评分标准： 四、问答题（ 30 分，共 5 题，每小题 6 分） 1. 参考答案： 若在 t（秒）内有 Q（库仑）的电荷通过导线截面，则电流 I为： 故I=2（ A） 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 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
11、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、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
12、 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： 易燃易爆物质和环境；引爆条件。 评分标准： 3. 参考答案： 保护线（ PE 线）：为防止触电危害而用来与下列任一部位作电气连接的导线，包括： 外露可导电部分； 装置外可导电部分； 总接地线或总等电位联结端子； 接地极； 电源接地点或人工中性点。在正常情况下， PE线上是没有电流的，它不承担传输电 能的任务，但在故障情况下，它可能有电流通过，因此其截面选择也不是随意的。 保护中性线（ PEN
13、线）：兼有 PE线和 N线功能的导线。 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 不能。如图（ a）所示，未装设 RCD 的设备 2发生碰壳故障时，外壳电压将被传导至设备 1，而设备 1的 RCD 对设备 2的碰壳故障不起作用。若设备 2为固定式设备，设备 1为移动式设备，则设备 2的过电流保护电器（如熔断器）只需在 5s内动作即可，但对于设备 1来说，危险电压存在时间已超过了规定时间，因而是不安全的。对这种情况，可对采用共同接地的所有设备 设置一个共同的RCD，如图 （ b）所示。但这种做法会扩大停电范围，在一台设备发生漏电时，RCD 后面所有设备都将停电。 解题方案： 评分标准： 5. 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：
