煤矿区队机电技术员考试试题及答案

煤矿区队机电技术员考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.井下660V供电系统发生单相接地时，接地电流超过（）mA必须立即切断电源。A.20  B.30  C.40  D.50答案：B解析：依据《煤矿安全规程》第455条，660V系统单相接地电流≥30mA时，必须实现无延时跳闸，防止间歇电弧引发瓦斯爆炸。2.矿用隔爆型真空馈电开关的“三大保护”不包括（）。A.漏电保护  B.短路保护  C.过载保护  D.断相保护答案：D解析：三大保护指漏电、短路、过载；断相保护属于附加保护，并非“三大”之列。3.用兆欧表测量1140V电缆绝缘，应选用额定电压为（）的兆欧表。A.500V  B.1000V  C.2500V  D.5000V答案：C解析：1140V系统绝缘测试电压应为额定电压的2倍再向上取档，2500V档满足要求且不会击穿绝缘。4.井下皮带机软启动器采用“转矩控制+速度闭环”模式，其首要目的是（）。A.降低启动电流  B.提高功率因数  C.减少胶带张力冲击  D.抑制谐波答案：C解析：转矩控制可使胶带按设定“S”曲线加速，避免瞬时张力峰值，延长胶带寿命。5.矿用变频器输出侧严禁安装（）元件，否则会导致器件损坏。A.电抗器  B.电容器  C.快速熔断器  D.热继电器答案：B解析：变频器输出PWM波，电容器形成低阻抗通路，产生巨大冲击电流烧毁模块。6.井下照明综保ZBZ-4.0/1140中“4.0”表示（）。A.额定电流  B.额定容量kVA  C.额定功率kW  D.漏电动作值mA答案：B解析：型号中“4.0”指额定容量4kVA，次级输出127V，供照明及信号负载。7.掘进工作面局部通风机实现“三专两闭锁”，其中“两闭锁”指风电闭锁和（）。A.瓦斯电闭锁  B.漏电闭锁  C.过流闭锁  D.温度闭锁答案：A解析：瓦斯电闭锁确保瓦斯超限时切断动力电源，防止电气火花引爆。8.用钳形电流表测量55kW电机空载电流，应选择（）量程档。A.10A  B.50A  C.100A  D.200A答案：C解析：55kW电机额定电流约63A，空载电流约为额定值30%～40%，20A左右，选100A档兼顾精度与裕度。9.矿用高压真空配电装置中，断路器分闸时间若超过（）ms视为失爆隐患。A.30  B.50  C.100  D.150答案：C解析：分闸时间过长，电弧不能快速熄灭，壳内爆炸性气体易被点燃，规程要求≤100ms。10.井下移动变电站高压侧采用（）接线方式，可实现不停电切换。A.单母线  B.单母线分段  C.双母线  D.环网答案：D解析：环网接线通过负荷开关实现“手拉手”供电，任一点故障可快速隔离，保障连续供电。11.对660V系统做漏电保护试验，采用（）Ω电阻模拟人身触电。A.1k  B.3.5k  C.11k  D.50k答案：B解析：按欧姆定律，660V÷30mA≈22kΩ，但规程取安全系数0.5，即11kΩ，现场常用3.5kΩ电阻做模拟试验，对应动作电流约190mA，验证保护可靠性。12.矿用本安电路中，限制火花能量的关键元件是（）。A.压敏电阻  B.稳压二极管  C.快速熔断器  D.阻尼电感答案：B解析：稳压管限制最高开路电压，从而限制短路火花能量，是本安电路核心。13.井下主排水泵高压软启动柜“晶闸管故障”灯亮，最可能触发（）保护。A.过载  B.缺相  C.过热  D.可控硅击穿答案：D解析：晶闸管击穿导致正反向导通，检测电路报“SCRFAULT”。14.采用RS-485通信的井下电力监控系统，其最大节点数理论上为（）。A.16  B.32  C.64  D.128答案：B解析：标准RS-485驱动能力32个单位负载，实际工程留裕量≤32节点。15.在防爆面检修时，若发现防爆间隙超过（）mm，必须更换或修复。A.0.1  B.0.2  C.0.3  D.0.4答案：C解析：ⅡC类设备圆筒隔爆面最大允许间隙0.3mm，超限即失爆。二、多项选择题（每题3分，共30分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）16.下列属于井下“三大保护”整定原则的有（）。A.过载保护按1.05倍额定电流整定  B.短路保护按躲过最大启动电流整定C.漏电保护按30mA·s准则整定  D.接地电阻≤2Ω  E.断相保护按0.7倍额定电流整定答案：A、B、C解析：D为接地系统要求，非整定原则；E断相保护一般按0.5倍额定电流整定。17.关于矿用变频器制动单元，下列说法正确的有（）。A.提升机下放重物时必须配备  B.制动电阻阻值越小制动力矩越大C.制动单元IGBT与逆变IGBT互为冗余  D.电阻箱需设温度保护  E.可共用直流母线实现能量回馈答案：A、B、D、E解析：C错误，制动IGBT独立工作，非冗余设计。18.井下6kV高压开关柜日常巡检项目包括（）。A.断路器分合闸次数  B.带电显示器自检  C.避雷器泄漏电流  D.接地刀闸机械联锁  E.保护装置时钟答案：A、B、C、D解析：时钟校对属月度维护，非日检。19.导致矿用干式变压器温升异常的原因有（）。A.绕组匝间短路  B.硅钢片松动  C.风机反转  D.负载持续率升高  E.分接开关档位偏高答案：A、C、D、E解析：硅钢片松动产生噪音，但对温升影响较小。20.下列关于矿用PLC冗余配置的说法，正确的有（）。A.热备PLC需同步刷新I/O映像  B.冗余切换时间≤100ms  C.冗余CPU可共用电源模块  D.冗余系统必须配置冗余现场总线  E.主从CPU程序版本必须一致答案：A、B、E解析：C错误，冗余CPU需独立电源；D非必须，视安全等级而定。21.井下皮带机驱动电机采用永磁同步直驱系统，其优点有（）。A.取消减速器  B.功率因数接近1  C.启动转矩大  D.重载可发电回馈  E.维护量小答案：A、B、C、D、E解析：直驱系统无齿轮箱，永磁电机高效率、高功率因数，四象限运行。22.对矿用移动电缆进行绝缘电阻测试时，正确的操作有（）。A.测量前后必须放电  B.兆欧表转速保持120r/min  C.读数取1min值  D.环境湿度＞80%时校正  E.屏蔽层与铠装层短接后接地答案：A、B、C、D解析：E错误，屏蔽与铠装应分别测试，避免漏电流干扰。23.井下掘进面局部通风机“双风机双电源”自动切换失败，可能原因有（）。A.备用电源相序反  B.控制回路熔断器熔断  C.风压传感器误动作  D.接触器机械卡滞  E.瓦斯传感器漂移答案：A、B、C、D解析：瓦斯漂移闭锁风机，但不会导致切换失败。24.矿用高压真空断路器真空度下降，可能造成的现象有（）。A.合闸弹跳时间延长  B.分闸过电压升高  C.触头熔焊  D.灭弧室瓷套发黄  E.开断时重燃答案：B、C、E解析：真空度下降→绝缘强度降低→重燃；合闸弹跳与操动机构有关，瓷套发黄为老化痕迹。25.关于井下IT系统绝缘监测，下列说法正确的有（）。A.直流注入法可在线监测  B.绝缘电阻降至50kΩ报警  C.监测仪需与漏电保护协调  D.对称接地法不影响测量  E.系统电容越大越易误判答案：A、B、C、E解析：对称接地法会分流直流信号，导致测量值偏高。三、判断题（每题1分，共20分；正确打“√”，错误打“×”）26.井下127V手持电气设备可不设漏电保护。  答案：×解析：127V为人体易触及电压，必须设漏电闭锁。27.变频器载波频率设置越高，电机噪声越小，但温升增加。  答案：√解析：高载波使电流波形平滑，噪声降低，但IGBT开关损耗增大。28.矿用高压开关柜“五防”闭锁中“防止误分合断路器”可由程序锁实现。  答案：√解析：程序锁为机械编码，满足五防要求。29.井下电缆冷补胶硫化时间与环境温度无关。  答案：×解析：冷补胶为聚氨酯，温度越低硫化越慢。30.永磁同步电机失磁后仍可按异步模式运行。  答案：×解析：失磁后无同步转矩，转子为永磁体，无法自励异步运行。31.用万用表电阻档判断二极管好坏，红表笔接阳极、黑表笔接阴极时显示溢出，说明二极管开路。  答案：√解析：数字表红表笔为内部正极，反向测量溢出即开路。32.井下电气设备防爆面磷化层脱落，可涂防锈油后继续使用。  答案：×解析：磷化层为防爆间隙关键，脱落即失爆，必须重新磷化或更换。33.软启动器启动过程中，突跳电流与启动电压无关。  答案：×解析：突跳电流=电压/电机阻抗，电压越高突跳越大。34.矿用PLC模拟量模块分辨率12位，表示可分辨1/4096满量程。  答案：√解析：2^12=4096。35.井下主排水泵无人值守模式必须实现“四遥”功能。  答案：√解析：遥测、遥信、遥控、遥调为无人值守基本条件。36.高压真空断路器触头开距小于标准值，会导致开断失败。  答案：√解析：开距不足→电弧不能拉长→绝缘恢复速度不足。37.矿用干式变压器绕组温升限值为80K。  答案：×解析：F级绝缘干变绕组温升限值100K。38.变频器输出侧加装dv/dt滤波器可延长电机绝缘寿命。  答案：√解析：抑制电压尖峰，保护绕组匝间绝缘。39.井下电缆接头采用绕包式比冷缩式更适合潮湿环境。  答案：×解析：冷缩式配硅橡胶，防水性能优于绕包。40.掘进机截割电机采用水冷方式，其冷却水压力必须低于油压。  答案：√解析：防止冷却水渗入减速箱，造成油乳化。41.井下6kV系统单相接地电容电流超过10A必须采用消弧线圈接地。  答案：√解析：规程规定10A为界限，超限需补偿。42.防爆面检修后涂防锈油越厚防爆性能越好。  答案：×解析：油膜过厚改变间隙，反而失爆。43.矿用本安电路电缆分布电容越大，最大允许长度越长。  答案：×解析：分布电容储存能量，越大越易超标，需缩短长度。44.高压开关柜避雷器泄漏电流表读数为零，说明避雷器性能良好。  答案：×解析：可能表计损坏或引线断开，需带电测试阻性电流。45.井下皮带机拉绳开关动作后，必须人工复位才能重新启动。  答案：√解析：安全规程强制要求，防止自动重启造成事故。四、填空题（每空2分，共40分）46.井下660V系统，人身触电安全电流按________mA·s计算，对应人体阻抗取________Ω。答案：30，1000解析：30mA·s为安全界限，人体阻抗1000Ω为规程保守值。47.矿用高压真空断路器分闸同期性要求三相间≤________ms，超差会引起________过电压。答案：2，重燃解析：同期性差→首开相恢复电压高→重燃。48.变频器制动电阻选型公式：R=________/I_br，其中I_br取________倍额定电流。答案：U_dc，1.5解析：U_dc为直流母线电压，1.5倍裕量防止电阻过热。49.掘进面局部通风机“三专”指专用变压器、________、________。答案：专用开关，专用线路解析：确保供电独立，避免其他设备干扰。50.矿用移动变电站干式变压器绕组绝缘等级为F级，最高允许温度________℃，温升限值________K。答案：155，100解析：F级绝缘极限155℃，环境温度40℃，温升115K，但干变取100K留裕度。51.井下6kV电缆交接试验，直流耐压值为________kV，持续________min。答案：24，15解析：规程为4倍额定电压，24kV维持15min不击穿。52.皮带机永磁直驱系统，额定转矩计算公式T=________×P/n，其中P单位________。答案：9550，kW解析：常用工程公式T=9550P/n，T-N·m，P-kW，n-r/min。53.矿用PLC模拟量输入信号4～20mA对应数字量0～________，若模块量程0～50A，则12mA对应________A。答案：32767，25解析：12mA为量程50%，对应25A。54.井下IT系统绝缘监测仪注入直流电压________V，避免与________保护冲突。答案：24，漏电解析：低压直流注入，不影响交流漏电保护。55.高压开关柜弹簧操动机构合闸线圈直流电阻常温下应为________Ω±________%。答案：110，5解析：典型110Ω，误差±5%，防止电流过大烧毁。五、简答题（每题10分，共60分）56.简述井下660V系统选择性漏电保护实现原理，并说明横向与纵向选择性的区别。答案：（1）原理：采用附加直流电源法，向电网注入低压直流，检测总绝缘电阻；各分支设零序电流互感器，利用零序电流大小与方向判断故障支路。（2）横向选择性：同一母线各出线之间的选择，通过零序电流大小及时限阶梯实现，故障支路先跳闸。（3）纵向选择性：从总开关到分开关再到启动器，通过时间阶梯0.2s～0.5s逐级闭锁，确保靠近故障点最近开关先动作，缩小停电范围。57.矿用变频器驱动带式输送机时，为何需设置“S”形速度曲线？给出参数设定步骤。答案：目的：减少启动瞬间胶带张力冲击，防止断带、撒煤。步骤：①确定胶带额定带速v=2m/s；②设加速时间t=30s；③选择“S”曲线加减速模式，初始圆弧段时间t1=0.2t=6s，结束圆弧段t2=6s，中间线性段18s；④设定最大转矩限幅为1.5倍额定；⑤验证张力传感器峰值≤额定张力1.3倍，否则延长t1、t2。58.叙述矿用高压真空断路器真空度下降的现场检测方法及处理流程。答案：检测：①断口间施加工频耐压38kV/1min，观察泄漏电流≤20μA；②用真空度测试仪测量真空度，≤1×10⁻²Pa为合格；③监听分闸声音，真空度下降时出现“嘶嘶”声。处理：①立即停电，撤至地面；②更换灭弧室，检查导向套、波纹管；③复测开距、超程、接触电阻；④老练试验：分合闸空载10次，再耐压通过；⑤填写更换记录，跟踪运行30天。59.井下掘进面局部通风机双电源自动切换失败，给出系统级排查思路。答案：①电源侧：测两路电源电压、相序、缺相；②控制回路：查熔断器、按钮、PLC输入点；③切换逻辑：模拟主电源失压，观察备用接触器线圈是否得电；④机械机构：检查接触器卡滞、联锁杠杆；⑤传感器：风压开关、瓦斯电闭锁是否误动作；⑥负载侧：测量风机绝缘，排除电机故障导致闭锁；⑦软件：核对PLC程序，看切换延时、互锁条件；⑧试验：带载切换3次，记录波形，确保≤5s完成。60.永磁同步电机在皮带机直驱系统中出现“失步”故障，分析原因及解决措施。答案：原因：①负载突变，如大块煤冲击；②编码器信号干扰，导致转子位置误判；③母线电压跌落，输出电压不足；④参数不匹配，转动惯量设定偏小。措施：①增大转矩限幅至2倍额定，缩短转矩环积分时间；②采用17位绝对值编码器，屏蔽线双端接地；③增设直流支撑电容，提高欠压保护阈值至90%；④在线辨识负载惯量，自适应调整速度环增益；⑤加装煤流缓冲斗，减少冲击负载。61.矿用移动变电站干式变压器绕组温升异常，现场如何快速定位故障点？答案：①红外热像仪扫描：发现局部热点；②比较三相绕组温度，差值＞15K为异常；③停电测直流电阻，不平衡率＞2%可判匝间短路；④测绝缘电阻与介损，若介损>0.02，绝缘受潮；⑤铁芯噪声测试，松动时噪声>75dB；⑥负载试验：降载至50%，若温升仍超标，判定内部故障，需返厂解体；⑦若温升正常，检查散热风道、风机反转、温控器探头位置。六、计算题（共40分）62.井下660V系统，电缆长度1.2km，截面50mm²，铜芯，负载功率250kW，功率因数0.85，计算线路电压降，并判断是否满足≤5%要求。（铜电阻率ρ=0.0175Ω·mm²/m，√3=1.732）（15分）答案：I=P/(√3Ucosφ)=250000/(1.732×660×0.85)=257AR=ρ·2L/S=0.0175×2×1200/50=0.84ΩΔU=√3·I·R=1.732×257×0.84=374V百分比：374/660=5.67%＞5%结论：不满足，需加大截面至70mm²或并联一根50mm²。63.皮带机永磁同步电机额定功率55kW，额定转速60r/min，要求启动时间30s，负载转动惯量800kg·m²，计算所需平均启动转矩，并校核电机是否满足。（10分）答案：角加速度α=Δω/t=(2πn)/t=2π×60/30=12.57rad/s²加速转矩Tj=J·α=800×12.57=10056N·m额定转矩Te=9550×P/n=9550×55/60=8754N·m需平均转矩10056N·m，电机额定8754N·m，需1.15倍，永磁同步电机最大转矩≥2倍，满足。64.井下6kV系统，单相接地电容电流实测12A，采用消弧线圈补偿，脱谐度设定8%，计算消弧线圈容量及电感值。（系统电压6.3kV，角频率ω=314rad/s）（15分）答案：Ic=12A，补偿后残余电流Ires=Ic×v=12×0.08=0.96A线圈电流IL=Ic=12A容量Q=U×IL/√3=6300×12/1.732=43.6kVA电感L=U/(ω√3IL)=6300/(314×1.732×12)=0.965H结论：选用45kVA、L=0.97H消弧线圈，抽头可调±5%。七、案例分析题（共40分）65.案例：某矿综采工作面采煤机频繁报