轨道交通电气工程概论考试题库(含答案)

轨道交通电气工程概论考试题库(含答案)一、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分，每题只有1个正确答案）1.我国干线电气化铁路牵引网的标称额定电压为（）A.DC1500VB.工频单相AC25kVC.DC750VD.工频三相AC35kV【正确答案：B】2.城市轨道交通接触轨（第三轨）供电系统中，国内北京地铁等早期线路普遍应用的额定电压等级为（）A.DC1500VB.DC750VC.AC25kVD.DC3000V【正确答案：B】3.我国设计时速350km高速铁路普遍采用的AT牵引供电方式中，沿线AT所设置的自耦变压器额定变比为（）A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1【正确答案：B】4.接触网系统中直接与受电弓滑板接触摩擦、承担电能传输功能的核心部件是（）A.承力索B.接触线C.吊弦D.回流线【正确答案：B】5.我国时速350km高速铁路运营中，受电弓标称静态接触压力的标准值为（）A.30NB.70NC.120ND.200N【正确答案：B】6.城市轨道交通牵引变电所内的整流机组为降低谐波含量，普遍采用的整流结构为（）A.6脉波B.12脉波C.24脉波D.48脉波【正确答案：C】7.下列选项中，不属于牵引供电系统继电保护基本要求的是（）A.选择性B.经济性C.速动性D.灵敏性【正确答案：B】8.根据《铁路电力安全工作规程》，25kV交流带电设备开展带电作业时，人身与带电体的最小安全距离为（）A.0.7mB.1.0mC.1.5mD.2.0m【正确答案：B】9.BT（吸流变压器）供电方式中，为抵消接触网电磁感应影响、构成牵引电流回流通路、与钢轨并联架设的专用导线是（）A.正馈线B.回流线C.保护线D.加强线【正确答案：B】10.我国设计时速350km高速铁路的接触线标称悬挂高度（距轨面垂直距离）为（）A.5300mmB.6000mmC.6500mmD.4500mm【正确答案：A】11.牵引供电系统中，无专用灭弧装置、仅能在无负荷电流时分断电路、实现电气隔离功能的高压设备是（）A.高压断路器B.隔离开关C.负荷开关D.熔断器【正确答案：B】12.城市轨道交通直流牵引供电系统中，杂散电流的核心危害是（）A.加剧接触网机械磨耗B.腐蚀沿线金属管线与隧道结构钢筋C.大幅降低牵引网电压等级D.提升牵引网谐波含量【正确答案：B】13.弓网受流过程中，受电弓与接触线离线率过高的直接危害是（）A.受电弓抬升力超限B.产生高温电弧烧蚀接触线与滑板、中断受流C.接触网设计跨距缩小D.承力索机械张力下降【正确答案：B】14.交流牵引供电系统中，为平衡电力系统三相负荷，牵引变电所两个供电臂接入电力系统不同相序，两供电臂接触网之间用于分隔不同相序电能、防止相间短路的专用设施是（）A.电分相装置B.电分段绝缘器C.非绝缘锚段关节D.避雷器【正确答案：A】15.实现牵引供电系统全网远程状态监测、开关遥控操作、故障自动告警功能的自动化系统是（）A.SCADA系统B.列车自动防护系统C.通信传输系统D.火灾自动报警系统【正确答案：A】16.根据牵引变电所设计规范，大电流接地系统下牵引变电所接地网的工频接地电阻值应不大于（）A.0.5ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω【正确答案：A】17.牵引变电所与接触网沿线安装的金属氧化物避雷器的核心作用是（）A.限制雷电过电压与操作过电压B.分合大负荷电流C.补偿系统无功功率D.滤除谐波电流【正确答案：A】18.当前我国高速铁路牵引变电所普遍采用的、具备快速响应能力的无功补偿兼谐波治理装置是（）A.固定并联电容器组B.静止无功发生器（SVG）C.串联限流电抗器D.电压互感器【正确答案：B】19.我国时速350km高速铁路接触网的标准设计跨距约为（）A.30mB.50mC.65mD.80m【正确答案：B】20.牵引变电所中，可带负荷电流分合电路、具备完善灭弧装置、故障时可快速切断短路电流的核心一次开关设备是（）A.高压断路器B.隔离开关C.接地开关D.熔断器【正确答案：A】二、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分，每题有2-4个正确答案，多选、少选、错选均不得分）1.轨道交通电气工程的核心技术领域包括（）A.牵引供电系统技术B.车载受流与电气传动技术C.供电系统运维与安全防护技术D.轨道线路土建施工技术【正确答案：ABC】2.我国交流电气化铁路常用的牵引网供电方式包括（）A.直接供电方式B.BT（吸流变压器）供电方式C.AT（自耦变压器）供电方式D.带回流线的直接供电方式【正确答案：ABCD】3.架空式接触网的基本组成部分包括（）A.接触悬挂（接触线、承力索、吊弦等）B.支持与定位装置（腕臂、定位器、软横跨等）C.支柱与基础D.回流与接地系统【正确答案：ABCD】4.下列高压设备中，属于牵引变电所一次设备的有（）A.牵引变压器B.高压断路器C.继电保护装置D.隔离开关【正确答案：ABD】5.城市轨道交通直流牵引供电系统的技术特点包括（）A.采用DC750V/DC1500V额定供电电压B.牵引网阻抗小，适配列车频繁启停的运行需求C.走行轨回流过程中存在杂散电流泄漏风险D.接触网需设置电分相装置平衡三相负荷【正确答案：ABC】6.评价弓网受流质量的核心指标包括（）A.弓网接触压力平均值与标准差B.受电弓离线率C.接触线磨耗速率D.接触线导高、拉出值的动态偏差【正确答案：ABCD】7.电气化铁路牵引负荷引发的电能质量问题主要包括（）A.负序电流注入公共电网B.谐波电流污染C.牵引负荷波动引发的电压波动与闪变D.功率因数偏低、无功功率缺额【正确答案：ABCD】8.接触网系统的常见故障类型包括（）A.接触线磨耗超限或断线B.绝缘子污闪、雷击闪络击穿C.异物侵限造成接触网短路D.吊弦脱落、定位器失稳引发的弓网故障【正确答案：ABCD】9.牵引供电停电作业的强制性安全流程包括（）A.办理工作票与作业许可手续B.停电后验电确认无电压C.作业区段两端挂接临时接地线D.作业结束后确认人员全部撤离再拆除接地线、恢复供电【正确答案：ABCD】10.当前轨道交通供电领域的智能化技术应用方向包括（）A.接触网6C系统动态检测与在线监测B.牵引变电所智能巡检机器人应用C.基于大数据的设备健康状态评估与故障预警D.牵引网故障快速定位与自愈控制【正确答案：ABCD】三、判断题（共15题，每题1分，总计15分，正确打√，错误打×）1.我国干线电气化铁路牵引供电系统采用工频三相交流25kV的供电制式。（）【正确答案：×，我国干线铁路采用工频单相交流25kV制式】2.城市轨道交通接触轨（第三轨）系统通过安装在列车转向架上的集电靴与接触轨滑动接触实现受流。（）【正确答案：√】3.高压隔离开关配备完善的灭弧装置，可带大负荷电流分合电路。（）【正确答案：×，隔离开关无专用灭弧装置，严禁带负荷操作，仅能实现无电状态下的电气隔离】4.AT供电方式的供电臂长度较直接供电方式更长，适配高速铁路大负荷、高密度的运输需求。（）【正确答案：√】5.架空接触网为露天无备用供电设施，一旦发生故障将直接影响对应供电分区的列车运行。（）【正确答案：√】6.城市轨道交通直流牵引供电系统中，走行轨可实现完全对地绝缘，不存在杂散电流泄漏问题。（）【正确答案：×，受施工质量、环境湿度、绝缘老化等因素影响，走行轨无法实现完全对地绝缘，必然存在杂散电流泄漏】7.电分相装置是直流牵引供电系统特有的电气分隔设施。（）【正确答案：×，电分相是交流牵引供电系统为分隔不同相序电能设置的专用设施，直流系统无相序区分，无需设置电分相】8.金属氧化物避雷器在系统正常工作电压下呈现高阻绝缘状态，当过电压侵入时呈现低阻状态泄放冲击电流，实现过电压保护。（）【正确答案：√】9.弓网受流过程中，受电弓与接触线之间的接触压力越大，受流质量越好。（）【正确答案：×，接触压力过大会加剧接触线与滑板的机械磨耗，压力过小易引发离线，需控制在标准范围内才能保障最优受流质量】10.牵引变电所二次回路是指对一次设备进行测量、控制、保护、调节的低压辅助回路，额定电压一般为交流220V/380V或直流110V/220V。（）【正确答案：√】11.电气化铁路对沿线通信、信号线路的电磁干扰主要来自牵引网中工频基波与谐波电流产生的交变电磁场。（）【正确答案：√】12.接触网锚段关节仅能实现接触网的机械分段，不具备电气分段功能。（）【正确答案：×，绝缘锚段关节可同时实现机械分段与电气分段功能，配合隔离开关实现供电分区的灵活切换】13.高速铁路车载自动过分相装置可在列车通过电分相区时自动断开机车主断路器，实现列车不带电通过分相区，避免带电闯分相引发的相间短路故障。（）【正确答案：√】14.牵引供电系统的功率因数越高，电能传输过程中的线损越低，供电末端的电压质量越好。（）【正确答案：√】15.接触网停电作业时，只要办理了正式工作票，作业人员即可直接登杆开展作业，无需执行验电、接地流程。（）【正确答案：×，停电作业必须严格执行“停电、验电、挂接地线”的安全流程，防止突然来电引发人身触电事故】四、简答题（共5题，每题5分，总计25分）1.简述轨道交通牵引供电系统的基本组成及各部分核心功能。【参考答案】：轨道交通牵引供电系统是为列车提供牵引电能的专属供电体系，核心组成及功能如下：（1）外部电源模块：从公共电网引入110kV/220kV高压电能，采用双回路独立电源保障供电可靠性，为牵引变电所提供稳定电源输入。（2）牵引变电所模块：作为系统核心节点，通过牵引变压器将外部高压电变换为牵引网适配电压，直流城轨系统还需通过整流机组完成交直流变换；所内配备开关、保护、电能质量治理装置，实现电路通断控制、故障隔离、无功补偿与谐波治理。（3）牵引网模块：沿线路架设的电能传输网络，交流系统包含接触网、正馈线、回流线、钢轨等部件，直流系统包含接触网/接触轨、走行轨、回流电缆等部件，与列车受流装置配合直接传输电能。（4）监控自动化模块：即SCADA供电监控系统，实现全系统运行参数采集、远程开关操作、故障告警与定位，支撑供电调度高效指挥。（5）安全防护模块：包含防雷接地、过电压保护、直流杂散电流防护装置，保障设备与人身安全，降低对周边设施的影响。2.简述架空接触网的基本工作要求。【参考答案】：架空接触网为露天无备用供电设施，需满足四项核心要求：（1）供电可靠性高：可在强风、覆冰、极端温变等气象条件下保持结构稳定，零部件具备足够抗疲劳、抗腐蚀能力，保障连续供电，适配高密度行车需求。（2）受流质量稳定：接触线导高、拉出值安装精度符合标准，跨距内悬挂弹性均匀、无局部硬点，弓网接触压力波动、离线率满足对应速度等级要求，保障电能传输连续稳定。（3）机械性能充足：接触线、承力索等承载部件具备足够机械张力与抗拉强度，可承受受电弓摩擦、线路振动带来的长期载荷，接触线与受电弓滑板的摩擦材料匹配合理，磨耗均匀，达到设计使用寿命。（4）经济易维护：零部件实现标准化、通用化，便于日常巡检与故障快速抢修，在满足性能前提下控制工程投资与全生命周期运维成本。3.简述直流牵引供电系统杂散电流的产生机理与主要危害。【参考答案】：（1）产生机理：直流牵引供电系统采用走行轨作为负极回流导体，受施工工艺、绝缘老化、环境潮湿等因素影响，走行轨无法实现完全对地绝缘，部分牵引回流会从走行轨泄漏到周边土壤、结构钢筋、金属管线中，最终流回牵引变电所负极，这部分泄漏电流即为杂散电流（迷流）。（2）主要危害：一是引发电化学腐蚀，杂散电流从金属构件流出的阳极区域会发生电解反应，严重腐蚀地下金属管线、隧道结构钢筋，缩短构件使用寿命，极端情况下可引发结构安全隐患；二是导致钢轨电位异常升高，杂散电流泄漏量过大时会造成钢轨对地电位超限，对站台乘客、运维人员造成跨步电压电击风险；三是干扰弱电系统，杂散电流形成的地电位差会干扰沿线通信、信号回路，影响信号传输准确性，威胁行车安全。4.简述牵引供电系统继电保护的核心作用与“四性”基本要求。【参考答案】：（1）核心作用：当牵引供电系统发生短路、接地等故障或出现过负荷、电压异常等运行异常时，继电保护装置可快速、准确识别故障位置与类型，自动触发对应断路器跳闸，将故障区段快速隔离，避免故障范围扩大，减少故障电流对设备的损坏；对异常运行状态及时发出告警信号，提示运维人员处置，保障供电与行车安全。（2）“四性”要求：一是选择性，故障时仅跳开距故障点最近的断路器，最大限度缩小停电范围，保障非故障区域正常供电；二是速动性，尽可能缩短故障切除时间，减少设备损坏，降低故障对行车的影响；三是灵敏性，对保护范围内的各类故障与异常状态具备足够反应能力，轻微故障也能可靠识别动作；四是可靠性，装置应做到应动作时不拒动、不该动作时不误动，具备长期稳定运行能力。5.简述弓网系统离线现象的产生原因与主要危害。【参考答案】：（1）产生原因：弓网离线是列车运行中受电弓滑板与接触线瞬间脱离接触的现象，主要诱因包括接触网跨距内弹性分布不均、接触线存在波浪弯或局部硬点、受电弓动态跟随性能不足、轨道不平顺引发受电弓振动过大、大风导致接触线大幅摆动等。（2）主要危害：一是离线瞬间弓网间隙会产生高温电弧，直接烧蚀接触线与滑板表面，造成局部磨耗加剧、出现麻点甚至断线，缩短设备使用寿命；二是电弧产生的高频电磁辐射会干扰沿线通信、信号系统，影响信号正常传输；三是离线会造成受流瞬间中断，引发列车牵引动力波动，严重时可导致牵引系统保护停机，影响运行平稳性；四是长期反复的离线冲击会加速接触网零部件疲劳损坏，提升运维成本。五、论述题（共2题，每题10分，总计20分）1.论述我国高速铁路采用AT（自耦变压器）供电方式的技术优势。【参考答案】：AT供电方式的核心结构是沿线路架设接触线（T线）与正馈线（F线），每隔10-15km设置一台自耦变压器并联在T线与F线之间，自耦变压器中点与钢轨（R线）连接，T线与F线间额定电压为55kV，T线与钢轨间额定电压为25kV，与动车组受电弓额定工作电压匹配。相较于其他供电方式，AT供电方式的技术优势与高铁运行需求高度适配，具体体现在四方面：第一，供电能力强，供电臂覆盖范围大。AT供电方式下牵引网等效传输电压是常规直供方式的2倍，同等牵引功率下T线与F线中的电流仅为直供方式接触网电流的1/2，牵引网电压损失与功率损耗较直供方式降低75%左右，单供电臂长度可达40-50km，是直供方式的2倍，可大幅减少沿线牵引变电所设置数量，降低工程投资；同时供电臂长度增加后，线路上电分相的设置数量可减少一半以上，大幅降低列车过分相的动力损失，减少断电惰性运行距离，适配列车高速持续运行需求。第二，电磁干扰水平低。AT供电方式下T线与F线中的电流大小相等、方向相反，两者产生的交变电磁场可实现大部分抵消，对沿线通信线路、信号电缆的电磁干扰强度较直供方式降低60%以上，无需额外设置大量吸流变压器等抗干扰设施，降低线路电磁防护成本。第三，适配高速大负荷运行场景。单列8编组动车组额定牵引功率可达8-10MW，16编组重联动车组功率可达20MW，且高铁行车间隔小、负荷密度大，AT供电方式牵引网等效阻抗小、电压稳定性强，可满足多列动车组同时取流的电压要求，避免供电臂末端网压过低导致列车牵引力受限；同时AT供电方式下钢轨电位可控制在安全范围内，避免大负荷下钢轨电位超限引发的安全风险。第四，供电冗余性高。AT供电网络可通过AT所、分区所的开关联络实现上下行并联供电、故障情况下的越区供电，当某一牵引变电所故障退出时，相邻牵引变电所可通过延长供电臂覆盖故障所的供电范围，避免大范围停电，提升供电系统可靠性。基于上述优势，我国时速250km及以上等级高速铁路全部采用AT供电方式，成为高铁牵引供电的核心制式。2.论述轨道交通牵引供电系统智能化运维的发展方向与应用价值。【参考答案】：传统牵引供电运维以人工定期巡检、计划检修、故障后抢修为主，存在巡检效率低、潜伏性缺陷发现不及时、停电检修对运营干扰大、运维成本高等问题，随着我国轨道交通运营里程持续增长、行车间隔不断压缩，传统运维模式已无法适配高密度