核电厂电气原理与设备课后习题

第一章概述

1-1.核电厂一次设备的作用与组成

作用：直接生产和输送电能。组成：①发、变、送、用电设备②汇集和分配电能的设备③开关设备④限制短路电流和防雷设备⑤将一次电路和二次电路相联系的设备

1-2.核电厂二次设备的作用与组成

作用：对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的辅助设备。组成：①仪表和信号装置②继电保护和自动装置③远动装置和控制装置

1-3.核电厂的电气设备在安全上是如何分级的：安全及设备、安全相关设备、非安全重要设备

第二章核电厂电气开关与导体

2-1.电弧是如何形成的：当开关断开电路时,只要电流达到几百毫安，电源电压有几十伏，在开关的触头间就会出现电弧。

2-2.电弧是带电介质形成的良导体，通常分为三个区域：阴极区、弧柱区、阳极区。其中电弧的燃烧和熄灭过程是开关电器最重要的内容。

2-3.电弧的熄灭：去游离过程大于游离过程

2-4.交流电弧的特性：①电流瞬时值随时间发生变化，因而电弧的温度、直径、电弧电压也随时间变化，电弧的这种特性称为动特性②电弧具有热惯性③交流电弧每隔半个周期要经过零值一次，称为“自然过零”

2-5.弧隙的介质强度：能够承受外加电压作用而不致使弧隙击穿的电压

2-6.近阴极效应：当电流过零电极极性改变时，弧隙中剩余带电介质的运动方向随之改变，质量较轻的自由电子因带负电荷迅速转向新的阳极，而此时正离子由于惯性大，来不及改变方向还停留在原处。这就使得新阴极附近被正电荷充满，缺少导电的自由电子，于是在阴极附近出现150~250V介质强度，这种现象被称为近阴极效应。

2-7.影响介质强度恢复速度的物理因素：①弧隙温度②弧隙介质的特性③灭弧介质的压力（越高越不易击穿）④断路器跳闸时，触头的分断速度

2-8.灭弧方法（热击穿和电击穿）：①提高触头的分断速度②采用多断口③吹弧（纵吹、横吹、纵横吹：大电流横吹，小电流纵吹）④灭弧原理灭弧⑤利用固体的狭缝狭沟灭弧⑥采用耐高温金属材料制作触头、优质灭弧介质

2-9.熔断器构成：金属熔件、支持熔件的触头和外壳（熔管），灭弧介质

2-10.断路器分类：按压力分（低压熔断器、高压熔断器），按熔断后电流分（限流和不限流）2-11.熔断器工作原理：在铜或银熔件的表面焊上小锡球或小铅球，当熔件发热到锡或铅的熔点时，锡或铅的小球率先融化，而掺入铜或银熔件的内部，形成合金，电阻增大，发热加剧，同时熔点降低，首先在焊有小锡球或小铅球处融化，熔断点形成电弧使熔件沿全厂融化。2-12.熔断器的安秒特性曲线：熔件熔断时间与通过电流的关系称

为熔断器的保护特性。此特性用t=f(I)曲线表示，称为熔断器的安

秒特性，又成为保护特性曲线。

2-13.熔断器的主要参数：①额定电压②额定电流③极限分断能力

2-14.熔断器的选用原则：设备正常工作（正常启动）时不熔断，

当过大电流和短路电流时熔断。

2-15.低压开关：低压刀开关、接触器、磁力启动器、低压断路器

①低压刀开关：一般可用于手工接通、断开低压电器

②接触器：远距离频繁接通、断开负载电流，不能切开过载电流和短路电流

③低压断路器：控制兼保护电器分类（根据保护对象分）：配电保护型、电动机保护型、家用保护型、剩余电流（漏电）保护型。（结构、用途）：万能式/框架式、塑壳式/装置式。2-16.低压断路器结构：触头、操作机构、灭弧装置、脱扣器（电流、失压、热脱、分励、自由脱扣器）

2-17.低压断路器工作原理：当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。

当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。

2-18.低压断路器主要技术参数：额定电压、额定频率、额定（持续）电流、额定开断能力2-19.高压断路器的作用：控制作用、保护作用

2-20.高压断路器的分类

①（根据控制和保护对象分）：发电机断路器（额定电流大，不需要快速自动重合闸）、输电断路器（具备快速自动重合闸、开合失步故障、架空电路和电缆线路充电电流能力）、配电断路器（具备快速重合闸、开合电容器组及电缆线路充电电流能力）、控制断路器（由于频繁操作具有较高的机械寿命和电气寿命）

②按灭弧原理分：①油断路器②压缩空气断路器（灭弧能力强，动作迅速，但结构复杂，体

SF断路器④真空断路器（广泛用于中压等级）⑤磁吹断路器⑥固体积大，开端噪声大）③

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产气断路器

2-21.高压断路器在电力系统中承担着接通或断开负荷电流，短路时切断短路电流的重要作用，因此具有以下要求：①在额定条件下应能长期可靠的工作②应具有足够的断路能力③具有尽可能短的断路时间④结构简单、价格合适

2-22.—

SF Z-真空）；2—安装环境（N-室内，W-1—产品种类（S少油断路器、D-多油K-空气L=-

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室外）；3-设计系列代号；4-额定电压/Kv；5-其他标识，如改进型G；6-额定电流/A;7-额定开断能力（KA/MVA）；8-特殊环境代号。如ZN12-10/1250-50，表示10kV,1250A，50kA,12型室内真空断路器。

2-23.高压断路器基本参数：①额定电压：允许连续工作的电压；②最高工作电压；③额定电流；④额定开断电流：在一定电压下能正常开断的最大短路电流；⑤热稳定电流；⑥动稳定电流；⑦额定关合电流：试闭合时；⑧分、合闸时间；⑨自动重合闸性能：对于重要线路，发生不成功的自动重合闸后，允许180S后强制送电一次，故障仍然存在则断路器三相跳闸。2-24.真空断路器特点：适合频繁操作，运行可靠

2-25.真空断路器结构：

①灭弧室：真空断路灭弧器关键部件，真空度降低会引起开断能力降低。横磁场触头常见有螺旋触头、杯状磁场触头

②操纵机构：其机械特性是影响真空断路器可靠性的主要原因。真空断路器操动机构有手动、电磁、弹簧、永磁操动机构

③绝缘结构：真空绝缘、复合绝缘、固封极柱绝缘

SF高压断路器：主要应用在高压或超高压系统中的户外断路器、GIS以及中压系统的2-26.

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