矿井维修电工技术答辩试题与答案

矿井维修电工技术答辩试题与答案一、单项选择题1.煤矿井下低压供电系统，为了防止人身触电和漏电火花引爆瓦斯煤尘，必须采用灵敏可靠的漏电保护装置。我国煤矿井下井下低压电网的额定电压多为（）V及以下。A.380B.660C.1140D.33002.在井下巷道及硐室内，不同类型的电缆之间连接时，必须严格遵守接线工艺。对于橡套电缆之间的连接，必须采用（）进行连接。A.防爆接线盒B.铜绑线绑扎C.直接缠绕绝缘胶带D.钢管接线3.隔爆型电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性，即称为（）。A.失爆B.过载C.短路D.漏电4.矿用电气设备标志“ExdI”中，“d”代表（）。A.增安型B.隔爆型C.本质安全型D.正压型5.井下照明、信号、电话和手持式电气设备的供电电压，不应超过（）。A.127VB.36VC.24VD.12V6.检修电气设备时，严禁带电作业。必须切断电源，检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度在（）以下时，方可用与电源电压相适应的验电笔检验。A.0.5%B.1.0%C.1.5%D.2.0%7.矿井变电所的主变压器，若容量为400kVA，其低压侧中性点（）。A.必须直接接地B.必须不接地C.可通过消弧线圈接地D.可通过电阻接地8.井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应具有（）。A.短路、过负荷、单相断线B.短路、过负荷、漏电保护C.短路、过负荷、欠压释放D.过负荷、漏电、欠压释放9.矿用屏蔽电缆的主要优点之一是（）。A.价格低廉B.便于安装C.可监视主芯线绝缘状态，实现超前切断电源D.机械强度高10.井下低压馈电开关（如KBZ系列）中，漏电保护装置的动作电阻值，对于1140V电网，整定值通常为（）。A.11kΩB.20kΩC.60kΩD.3.5kΩ11.产生串联谐振的条件是（）。A.=B.>C.<D.R12.在三相四线制供电系统中，中性线的作用是（）。A.保护接地B.消除谐波C.强迫负载中性点电位与电源中性点电位一致D.增加容量13.真空交流接触器灭弧室是利用（）原理灭弧的。A.狭缝灭弧B.金属栅片灭弧C.真空介质的高绝缘强度和离子扩散D.磁吹灭弧14.井下电缆的连接，电缆与电气设备的连接，必须用（）。A.齿形压线板（卡爪）或线鼻子B.绑扎法C.直接插入D.焊接15.防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”及（）。A.煤矿矿用产品安全标志B.出厂试验报告C.使用说明书D.装箱单16.某异步电动机的额定转速为1470r/min，则该电动机的极对数和同步转速分别为（）。A.2对极，1500r/minB.1对极，3000r/minC.3对极，1000r/minD.4对极，750r/min17.井下高压电网的单相接地电容电流超过（）时，必须采取措施限制电容电流。A.5AB.10AC.20AD.30A18.矿用变压器一般采用（）接线方式，以避免高压侧侵入的雷电波击穿低压侧绝缘。A.Y/YB.Y/ΔC.Δ/YD.Δ/Δ19.在测量绝缘电阻时，应选用（）兆欧表。A.500VB.1000VC.2500VD.视电压等级而定，但井下低压通常用1000V或2500V20.磁力启动器中的中间继电器，主要用于（）。A.过流保护B.漏电闭锁C.扩大接点容量及实现控制电路转换D.短路保护二、多项选择题1.井下电气设备“三大保护”是指（）。A.过流保护B.漏电保护C.接地保护D.过压保护E.欠压保护2.煤矿井下常见的过流故障现象包括（）。A.短路B.过负荷C.断相D.漏电E.欠压3.造成电动机过负荷的原因主要有（）。A.机械负载过重B.电源电压过低C.电机绕组匝间短路D.频繁启动E.机械卡阻4.井下供电应做到的“三无”是指（）。A.无鸡爪子B.无羊尾巴C.无明接头D.无“失爆”E.无锈蚀5.隔爆型电气设备隔爆外壳的失爆原因包括（）。A.隔爆接合面严重锈蚀B.隔爆接合面间隙大于规定值C.外壳严重变形或裂纹D.密封圈老化、失去弹性E.螺栓松动或缺损6.井下选择电缆截面时，应满足的条件包括（）。A.按长时允许负荷电流选择B.按允许电压损失校验C.按机械强度要求选择D.按短路热稳定条件校验E.按经济电流密度选择7.关于井下局部通风机的供电，必须实行“三专”供电，“三专”是指（）。A.专用变压器B.专用开关C.专用线路D.专人维护E.专车运输8.井下电气设备检修时，必须遵循的安全技术措施包括（）。A.停电B.验电C.放电D.悬挂“有人工作，禁止送电”标志牌E.检查瓦斯9.矿用隔爆型真空馈电开关具有的保护功能通常包括（）。A.短路保护B.过载保护C.漏电保护D.漏电闭锁E.欠压保护10.井下电网发生漏电故障的危害有（）。A.人身触电危险B.漏电火花可能引爆瓦斯或煤尘C.漏电电流长期存在可能烧毁设备绝缘D.引起电气火灾E.造成电网电压波动11.下列哪些情况属于井下供电系统的“鸡爪子”接头？（）。A.电缆芯线未连接直接塞进接线柱B.电缆芯线连接简单绑扎未涮锡C.电缆连接未使用防爆接线盒D.电缆末端未装封堵堵头E.电缆护套破损严重12.对井下接地网的要求，正确的有（）。A.主接地极应在主、副水仓各埋设一块B.局部接地极可埋设在设在水沟外的潮湿处C.接地母线应采用截面不小于50mm²的铜线D.所有电气设备的保护接地装置均应与总接地网连接E.接地电阻值每季度必须测定一次13.提高井下电网功率因数的方法通常有（）。A.并联静电电容器B.提高自然功率因数（如避免大马拉小车）C.同步电动机进相运行D.增加感性负载E.降低供电电压14.矿用移动变电站通常由（）组成。A.高压真空开关箱B.干式变压器C.低压保护箱或低压馈电开关D.高压电缆连接器E.油浸式变压器15.检修千伏级电气设备时，拆开后的隔爆面必须进行磷化处理或涂防锈油，防锈油通常采用（）。A.204-1防锈油B.凡士林C.黄油D.机油E.汽油三、填空题1.煤矿井下供电必须遵守《煤矿安全规程》，坚持__________、__________、__________的原则。2.井下低压馈电开关中，漏电继电器的动作电阻值，对于660V电网，整定值为__________kΩ；对于127V电网，整定值为__________kΩ。3.隔爆接合面的粗糙度应不高于__________，操纵杆的粗糙度应不高于__________。4.矿用橡套电缆的型号中，“M”表示__________，“Q”表示__________，“Z”表示__________。5.矿井低压电网中，常用的漏电保护方式有__________保护、__________保护和选择性漏电保护。6.熔断器主要用于短路保护，其熔体的额定电流应按被保护设备的__________电流和__________电流进行选择。7.在井下，人体接触一相带电导体时，流经人体的电流取决于电网电压、__________和__________。8.防爆电气设备隔爆外壳的隔爆接合面长度L和间隙W必须符合标准规定，一般L越大，允许的间隙W__________。9.矿用电气设备的防爆标志ExdIMb中，Mb代表设备的__________等级。10.井下供电系统中，变压器中性点不接地方式的好处是__________，缺点是__________。11.真空断路器的真空度一般低于__________Pa时，即认为其真空度已不合格，需要更换。12.磁力启动器中的JDB保护器主要用于电动机的__________、__________、__________及断相保护。13.电缆连接处的接线盒，其接线盒两端的电缆直径差值不应超过__________mm。14.井下照明信号综合保护装置（如ZBZ系列）具有短路、过载和__________保护功能。15.某三相异步电动机型号为YB2-200L-4，其中“YB”表示__________，“200”表示__________，“4”表示__________。16.为了防止井下静电积聚，对塑料管、橡胶管等非金属材料，必须采取__________措施。17.井下高压开关柜的“五防”闭锁功能是指防止误分合断路器、防止带负荷分合隔离开关、防止带电挂（合）接地线（刀闸）、防止带接地线（刀闸）合闸和防止__________。18.保护接地装置的接地电阻值，对于井下总接地网，不得大于__________Ω；对于移动式电气设备，不得大于__________Ω。19.在计算井下电网短路电流时，通常采用__________法进行计算，以简化计算过程。20.井下中央变电所的高压母线，一般采用__________接线方式，以提高供电可靠性。四、简答题1.什么是“失爆”？列举出至少5种常见的失爆现象。2.简述煤矿井下低压电网漏电保护装置（如JY82型或JJKB30型）的工作原理。3.为什么井下变压器中性点禁止直接接地？4.什么是风电闭锁？什么是瓦斯电闭锁？简述它们的作用原理。5.简述矿用橡套电缆连接时，如何制作“无鸡爪子”、“无羊尾巴”的合格接头？6.真空接触器与空气接触器相比有哪些优缺点？在使用维护中应注意什么？7.井下检修电气设备时，必须遵循哪些安全操作程序？8.什么是电气设备的防爆原理？隔爆型电气设备的隔爆原理是什么？9.简述过流保护、漏电保护、接地保护在煤矿井下供电系统中的重要性及相互关系。10.如何判断一台运行中的变压器是否正常？如果发现变压器温度异常升高，可能的原因有哪些？五、计算题1.某井下采区供电系统，一台660V、功率因数cosϕ=0.82.某井下低压供电线路，采用660V供电，线路长度L=500m，采用铜芯橡套电缆，主芯线截面S=（铜的电阻率ρ=0.0184Ω3.某井下低压电网，对地绝缘电阻===35kΩ(1)忽略电容影响，发生人身触电（人体电阻=1000(2)考虑电容影响，发生人身触电时，流经人体的电流。(注：ω=2π六、综合分析题1.某矿井下掘进工作面局部通风机因故障停风，随后瓦斯超限。在恢复通风前，需要进行排放瓦斯操作。请分析在排放瓦斯过程中，必须采取哪些电气安全措施？如果风机专用开关与动力电源开关未实现风电闭锁，可能造成什么严重后果？2.某维修电工在检修一台QJZ-300/1140磁力启动器时，发现按下启动按钮后，接触器不吸合，但电源指示灯亮。请根据QJZ启动器的控制原理，分析可能出现的故障原因（至少列出5点），并简述排查步骤。3.某采煤机在运行中经常出现跳闸现象，经检查是过载保护动作。请分析可能导致采煤机过载的原因有哪些？作为维修电工，应如何从电气和机械两方面进行排查？4.某井下中央变电所的一台高压配电箱（BGP系列）突然跳闸，显示为“漏电”或“绝缘监视”动作。请分析在井下高压电网中，可能导致该保护动作的原因有哪些？如何处理此类故障？一、单项选择题1.B2.A3.A4.B5.A6.B7.B8.B9.C10.B11.A12.C13.C14.A15.A16.A17.C18.B19.D20.C二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABDE4.ABC5.ABCDE6.ABCD7.ABC8.ABDE9.ABCDE10.ABCDE11.AB12.ABD13.ABC14.ABC15.AB三、填空题1.供电可靠；供电质量；安全经济2.11；1.53.Ra6.3；Ra3.24.煤矿用；橡套；电钻（或综合）5.附加直流电源；零序功率方向6.额定；启动7.对地绝缘电阻；人体电阻8.越大9.设备保护级别10.单相接地时电流小，不会立即产生火花引爆瓦斯；无法抑制过电压，且一相接地时非故障相电压升高至线电压11.6.6×(或1.3312.过载；短路；漏电13.20%14.漏电15.隔爆型三相异步电动机；中心高200mm；4极16.表面涂防静电剂或接地17.误入带电间隔18.2；119.标称20.单母线分段四、简答题1.答：“失爆”是指隔爆型电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性，即外壳内部爆炸性气体混合物爆炸时，不能阻止爆炸火焰向壳外传播，或者外壳本身无法承受内部爆炸压力而不损坏。常见的失爆现象包括：(1)隔爆接合面间隙超过标准规定值。(2)隔爆外壳由于锈蚀、损伤等原因，导致隔爆接合面表面粗糙度不符合要求。(3)隔爆外壳上的螺栓松动或缺失，导致接合面无法紧固。(4)隔爆接合面长度小于规定值。(5)电缆引入装置（进线嘴）密封圈老化、割裂、缺失，或者压紧螺母未压紧，导致失去密封防爆性能。(6)电缆在进线嘴处被拔脱（即“羊尾巴”）。(7)将两个防爆接线盒直接串联连接，中间无隔爆接合面。(8)隔爆外壳变形、裂纹。(9)闭锁装置失效，导致在带电状态下能打开盖子。2.答：以附加直流电源检测式漏电保护（如JY82型）为例：其工作原理是利用直流电源对电网的对地绝缘电阻进行连续监视。直流电源通过三相电抗器（SK）送至三相交流电网，再经电网对地绝缘电阻和大地返回零序电抗器（LK）及继电器（J）。当电网对地绝缘电阻正常时，流经继电器的直流电流很小，不足以使继电器动作。当电网发生漏电或绝缘电阻降低到整定值以下时，流经继电器的直流电流增大，达到继电器的吸合值，继电器动作，通过其接点接通脱扣线圈或断开执行回路，使馈电开关跳闸，切断电源，从而实现漏电保护。此外，部分漏电保护器还利用零序电流或零序电压原理实现选择性保护。3.答：井下变压器中性点禁止直接接地的主要原因如下：(1)安全性：如果中性点直接接地，当人体触及一相带电导体时，人体直接承受相电压，且流经人体的电流仅取决于人体电阻和电网对地绝缘电阻，由于电网电压较高，通过人体的电流将远大于安全极限（30mA），极易造成触电死亡事故。而在中性点不接地系统中，人体触及一相时，流经人体的电流被限制在较小范围内（通过电网对地电容和绝缘电阻分流）。(2)防爆性：在中性点直接接地系统中，发生单相接地故障即为单相短路，短路电流很大，产生的电弧能量极大，极易引爆瓦斯和煤尘。而在中性点不接地系统中，单相接地电流仅为电容电流和泄漏电流，数值较小，电弧能量也较小，相对安全。(3)供电可靠性：中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，三相负载仍可短时间运行，提高了供电可靠性（虽然煤矿安全规程要求立即停电，但在寻找故障点时原理上允许短时运行）。4.答：(1)风电闭锁：指掘进工作面的局部通风机停止运转时，能立即自动切断该掘进巷道中一切非本质安全型电气设备的电源。作用原理：利用局部通风机开关内的辅助接点或专门的风电闭锁装置，串联控制掘进工作面动力电源开关的启动回路。当风机停止，辅助接点断开，切断动力开关控制回路，强制断电。(2)瓦斯电闭锁：指当掘进工作面或回风流中的瓦斯浓度超过规定值时，能自动切断该区域内的全部或部分非本质安全型电气设备的电源。作用原理：瓦斯传感器（甲烷检测仪）检测到瓦斯浓度超限，输出控制信号（断开常闭接点或接通常开接点），驱动断电执行装置（如高压开关内的脱扣器或低压馈电开关内的中间继电器），使开关跳闸断电。两者结合，确保了在停风或瓦斯超限时，能够自动切断电源，防止电火花引爆瓦斯，是煤矿井下极其重要的安全联锁机制。5.答：制作合格接头的工艺要求如下：(1)无鸡爪子：电缆芯线严禁直接连接，必须使用防爆接线盒或连接器。芯线连接必须使用压线板（卡爪）或线鼻子进行压接或螺栓连接，并确保接触良好，严禁简单绑扎或拧接。(2)无羊尾巴：电缆护套末端必须进入接线盒内，且护套进入长度要适当，通常为5-15mm。电缆末端不得有裸露的芯线悬空在接线盒外，接线盒必须装好封堵件（堵头）。(3)具体步骤：剥切电缆护套时，不得损伤芯线绝缘。按接线盒结构尺寸剥切芯线绝缘，露出铜芯。将铜线芯清理干净，套上线鼻子或放入卡爪。利用螺栓将线鼻子或卡爪牢固固定在接线柱上，防止松动。接线完毕后，检查绝缘距离，确保电气间隙和爬电距离符合规定。装好接线盒盖，确保隔爆面紧固，符合防爆要求。6.答：优点：(1)分断能力大，适合频繁操作。(2)电弧不外露，安全性高，特别适合井下防爆环境。(3)触头开距小，体积小，重量轻。(4)寿命长，维护工作量小（理论上）。缺点：(1)容易产生截流过电压（当切断感性小电流时）。(2)真空度难以直观判断，需专用的真空度测试仪。(3)触头材料如果出现“毛刺”或“熔焊”，维修较困难。使用维护注意事项：(1)定期进行工频耐压试验，检查真空灭弧室的真空度。(2)注意检查触头磨损情况，一般通过检查触头超行程或灭弧室压缩行程来判断。(3)操作机构应定期注油润滑，防止卡滞。(4)对于可能出现截流过电压的场合，应加装过电压吸收装置（如RC阻容吸收器或压敏电阻）。7.答：井下检修电气设备时，必须遵循的安全操作程序：(1)停电：切断被检修设备的电源，并有明显的断开点（如拉开隔离开关）。(2)验电：使用与电压等级相符的验电笔，在检修设备两侧进出线端验电，确认无电压。(3)放电：对高压电气设备或具有较大电容的设备（如电力电缆），必须进行对地放电，消除残余电荷。(4)挂牌上锁：在操作手柄上悬挂“有人工作，禁止送电”的标志牌，并实行“上锁”管理，专人保管钥匙，防止误送电。(5)检查瓦斯：在检修地点，检查风流中的瓦斯浓度，只有在瓦斯浓度低于1.0%时，方可开始检修。(6)工作监护：必须有专人监护，确保工作人员遵守安全规程。8.答：防爆原理：电气设备的防爆原理是将电气设备可能产生火花、电弧和危险温度的零部件封闭在特定的外壳内，或者采取限制火花能量的措施，使得外壳内部的爆炸不会传到外部，或者产生的火花不能点燃外部爆炸性混合物。隔爆型电气设备的隔爆原理：(1)耐爆性：外壳具有足够的机械强度，能够承受内部爆炸性气体混合物爆炸时产生的最大压力而不破裂或变形。(2)隔爆性（不传爆性）：外壳壳体与盖子、引入装置等所有接合面的间隙、长度和表面粗糙度均符合规定。当内部爆炸时，高温火焰和气体通过接合面间隙向外喷出，由于接合面的冷却和阻滞作用（熄弧效应），喷出的气体温度和能量降低，不足以点燃壳外爆炸性混合物。9.答：重要性及相互关系：(1)过流保护：是电气设备的第一道防线，主要用于防止因短路、过负荷或断相引起的电流剧增，保护设备和电缆不被烧毁或损坏。(2)漏电保护：是防止人身触电和漏电火花引爆瓦斯煤尘的关键保护，能监视电网对地绝缘状况，在发生漏电时切断电源。(3)接地保护：是安全保护的基础。当设备外壳带电时，通过接地装置将电流导入大地，降低外壳对地电压，防止人身触电；同时配合漏电保护装置，提高漏电保护的灵敏度。相互关系：三者缺一不可，共同构成井下电网的安全保护网。接地保护是漏电保护有效动作的基础（对于零序电压/电流型保护）。漏电保护是接地保护的补充和完善，当接地保护不足以保证安全时（如高压电网），漏电保护必须动作。过流保护与漏电保护互为补充，分别针对电流异常的不同性质（对地绝缘破坏vs相间或匝间短路）。在低压供电系统中，通常将这三种保护功能集成在馈电开关或磁力启动器中。10.答：判断变压器是否正常：(1)听声音：正常运行是均匀的嗡嗡声。如有异常响声（如爆裂声、撞击声），则可能内部有故障。(2)看温度：监测顶层油温或线圈温度，不应超过允许值（如85℃）。(3)看外观：检查有无渗油、漏油，油位是否正常，套管有无破损放电。(4)测数据：监测二次侧电压、电流是否平衡，是否在额定范围内。(5)闻气味：是否有绝缘漆烧焦的焦糊味。温度异常升高的可能原因：(1)过负荷运行：长期超过额定电流运行。(2)散热不良：冷却系统堵塞、风扇停转、油道堵塞。(3)内部故障：线圈匝间短路、层间短路、铁芯多点接地（导致涡流损耗增大）。(4)接触不良：分接开关触点松动、螺栓连接处发热。(5)油质变劣：变压器油老化或进水，导致绝缘性能下降，介质损耗增加。五、计算题1.解：(1)计算电动机的额定电流。公式：=代入数据：=55,U=660,==(2)计算启动电流。公式：=K×=答：该电动机的额定电流约为66.7A，启动电流约为433.6A。2.解：(1)计算线路电阻R。公式：R注意：线路长度需考虑往返，即2LRR(2)计算负荷电流I。III(3)计算电压损失ΔU公式：ΔUΔΔ(4)计算电压损失百分数ΔUΔΔ答：线路的电压损失为139.4V，电压损失百分数为21.1%（注：该值远超煤矿井下允许电压损失范围，说明电缆截面选择偏小或线路过长）。3.解：已知：rC==ω(1)忽略电容影响（纯电阻电路）：人身触电电流近似为：≈==(2)考虑电容影响：电网每相对地的总阻抗Z为电阻与电抗的并联。单相总阻抗=或者利用公式直接计算人身触电电流：=或者更常用的计算模型（忽略与r的并联分压微小误差，使用向量法）：人身触电时，零序电压发生变化。=其中为电网对地零序阻抗（r/3与1==3||总阻抗==答：(1)忽略电容影响时，流经人体的电流约为30mA，处于安全临界值。(2)考虑电容影响时，流经人体的电流约为123mA，远大于30mA的安全极限，具有极大危险。这说明在长距离、高电容电网中，电容电流对触电危险性的影响非常大。六、综合分析题1.答：排放瓦斯时的电气安全措施：(1)切断区域电源：排放瓦斯回风流区域及受其影响的巷道内，必须切断所有非本质安全型电气设备的电源。(2)撤出人员：撤出回风流区域内的所有人员。(3)警戒：在相关入口处设置警戒，严禁人员进入。(4)控制风流：限制送入风量，采用“限量排放”，严禁“一风吹”，确保排出的瓦斯浓度与全风压风流混合处的瓦斯浓度不超过1.5%。(5)监控瓦斯：必须有瓦斯检查工在现场监测，且便携仪及T2传感器必须正常工作。(6)联锁控制：排放瓦斯过程中，局部通风机必须执行风电闭锁，只有风机运转，且瓦斯浓度不超限时，方可给动力电源送电。未实现风电闭锁的后果：如果风机专用开关与动力电源开关未实现风电闭锁：(1)风机停风时动力电源未断：若风机因故停止运转，而动力电源开关未跳闸，掘进工作面将继续运转产生电火花和摩擦火花，此时巷道内瓦斯会迅速积聚，极易引发瓦斯爆炸事故。(2)误送电：在排放瓦斯或检修期间，人员可能误操作合上动力开关，导致带电设备在瓦斯超限区域运行，直接引爆瓦斯。(3)安全屏障失效：风电闭锁是《煤矿安全规程》的强制性要求，缺失它意味着井下最后一道自动安全防线失效，极大增加了事故风险。2.答：故障原因分析：(1)控制回路断路：控制线（远控线）断路或接头接触不良。(2)整流桥损坏：控制变压器二次侧的整流桥（全波或半波）击穿或断路，导致无直流控制电压。(3)中间继电器（JZ）故障：中间继电器线圈烧毁或卡死。(4)停止按钮未复位：启动按钮或停止按钮触点粘连、弹簧失效，导致常闭触点无法闭合。(5)保护器动作闭锁：JDB综合保护器内部故障或漏电闭锁功能未解锁（即使绝缘正常，保护器板子故障也可能导致无法输出高压）。(6)先导组件故障：隔爆型磁力启动器内部的先导继电器或电子保护组件损坏。排查步骤：(1)观察：观察电源指示灯是否亮（确认主回路有电），观察保护器是否有故障指示。(2)检查外部：检查远控接线盒内的按钮接线是否松动，按钮是否正常。(3)开盖检查：停电、验电、放电后打开开关大盖。(4)测量控制电压：送电（注意安全），测量控制变压器二次侧电压，判断变压器及整流桥是否