2025年學(xué)年度電工題庫(kù)及答案詳解(基礎(chǔ)+提升)一、基礎(chǔ)題1.已知某直流電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=0.5Ω，外接負(fù)載電阻R=5.5Ω。求：（1）電路中的電流I；（2）負(fù)載端電壓U；（3）電源內(nèi)阻壓降Ur。答案詳解：（1）根據(jù)全電路歐姆定律，總電阻R總=R+r=5.5Ω+0.5Ω=6Ω，電流I=E/R總=12V/6Ω=2A。（2）負(fù)載端電壓U為外電路電壓，U=IR=2A×5.5Ω=11V。（3）內(nèi)阻壓降Ur=Ir=2A×0.5Ω=1V，驗(yàn)證E=U+Ur=11V+1V=12V，符合能量守恒。2.簡(jiǎn)述低壓電氣設(shè)備停電檢修的“四步驟”安全規(guī)程，并說(shuō)明每一步的核心要求。答案詳解：（1）停電：斷開檢修設(shè)備的電源，確保所有可能來(lái)電的方向均有明顯斷開點(diǎn)（如拉開隔離開關(guān)），并在操作手柄上懸掛“禁止合閘，有人工作”標(biāo)示牌。（2）驗(yàn)電：使用與電壓等級(jí)匹配的合格驗(yàn)電器，在檢修設(shè)備的進(jìn)出線兩側(cè)逐相驗(yàn)電。驗(yàn)電前需先在有電設(shè)備上測(cè)試驗(yàn)電器功能正常，確保無(wú)電壓后再確認(rèn)設(shè)備完全停電。（3）裝設(shè)接地線：在驗(yàn)明無(wú)電后，立即裝設(shè)接地線。接地線應(yīng)采用多股軟銅線（截面積≥25mm2），先接接地端，后接導(dǎo)體端，拆除時(shí)順序相反；多組接地線需編號(hào)并記錄。（4）懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮欄：在檢修設(shè)備周圍裝設(shè)遮欄，入口處懸掛“止步，高壓危險(xiǎn)”標(biāo)示牌；工作地點(diǎn)附近的斷路器和隔離開關(guān)操作手柄上懸掛“有人工作”標(biāo)示牌，防止誤操作。3.某照明電路中，使用220V、40W的白熾燈50盞，若導(dǎo)線允許電流為30A，是否需要更換導(dǎo)線？（計(jì)算時(shí)忽略功率因數(shù)，導(dǎo)線電阻不計(jì)）答案詳解：總功率P=40W×50=2000W，總電流I=P/U=2000W/220V≈9.09A。導(dǎo)線允許電流為30A，9.09A＜30A，因此無(wú)需更換導(dǎo)線。4.畫出三相四線制供電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路圖，標(biāo)注相電壓、線電壓的符號(hào)及數(shù)值關(guān)系（假設(shè)相電壓為220V）。答案詳解：三相四線制由三根相線（L1、L2、L3）和一根中性線（N）組成。相電壓Up為相線與中性線間的電壓（如L1-N），數(shù)值220V；線電壓Ul為相線與相線間的電壓（如L1-L2），數(shù)值關(guān)系Ul=√3Up=√3×220V≈380V。電路圖中，三相電源中性點(diǎn)引出中性線，負(fù)載可接成星形（Y）或三角形（△），此處簡(jiǎn)化為電源側(cè)三根相線和中性線的引出。5.簡(jiǎn)述萬(wàn)用表測(cè)量直流電壓時(shí)的操作步驟及注意事項(xiàng)。答案詳解：操作步驟：（1）選擇量程：估計(jì)被測(cè)電壓范圍，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至直流電壓（V-）檔，量程略大于被測(cè)電壓（如未知?jiǎng)t選最大量程）。（2）連接表筆：紅表筆接“VΩ”孔，黑表筆接“COM”孔。（3）測(cè)量：將表筆并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，紅表筆接高電位端，黑表筆接低電位端。（4）讀數(shù)：根據(jù)所選量程讀取表盤或顯示屏數(shù)值。注意事項(xiàng)：①禁止在測(cè)量時(shí)切換量程，避免電弧損壞儀表；②若指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，說(shuō)明表筆極性接反，需調(diào)換表筆；③測(cè)量高壓（如500V以上）時(shí)，需戴絕緣手套，單手操作；④測(cè)量前檢查表筆是否完好，避免短路。二、提升題1.某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率P=15kW，額定電壓U=380V（線電壓），功率因數(shù)cosφ=0.85，效率η=0.92。求電動(dòng)機(jī)的額定電流I。答案詳解：三相電動(dòng)機(jī)的有功功率公式為P=√3×Ul×Il×cosφ×η（Ul為線電壓，Il為線電流）。變形得Il=P/(√3×Ul×cosφ×η)。代入數(shù)值：P=15×103W，Ul=380V，cosφ=0.85，η=0.92。Il=15000/(1.732×380×0.85×0.92)≈15000/(1.732×380×0.782)≈15000/(513.6)≈29.2A。因此，額定電流約為29.2A。2.設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（接觸器控制），要求具備電氣互鎖和機(jī)械互鎖功能。畫出簡(jiǎn)化電路圖并說(shuō)明互鎖的作用。答案詳解：簡(jiǎn)化電路圖包含：電源（L1-L3）、熔斷器FU、熱繼電器FR、正轉(zhuǎn)接觸器KM1、反轉(zhuǎn)接觸器KM2、啟動(dòng)按鈕SB2（正轉(zhuǎn)）、SB3（反轉(zhuǎn)）、停止按鈕SB1。電路連接邏輯：主電路：電源→FU→FR→KM1主觸點(diǎn)（或KM2主觸點(diǎn)）→電動(dòng)機(jī)M?？刂齐娐罚篖1→FU→FR常閉觸點(diǎn)→SB1常閉→（SB2常開與KM1輔助常開并聯(lián)）→KM1線圈→KM2常閉輔助觸點(diǎn)→L2；同時(shí)，L1→FU→FR常閉→SB1常閉→（SB3常開與KM2輔助常開并聯(lián)）→KM2線圈→KM1常閉輔助觸點(diǎn)→L2?；ユi作用：（1）電氣互鎖：KM1和KM2的常閉輔助觸點(diǎn)分別串聯(lián)在對(duì)方控制回路中。當(dāng)KM1吸合時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開，KM2無(wú)法得電；反之亦然，防止兩個(gè)接觸器同時(shí)吸合導(dǎo)致主電路短路。（2）機(jī)械互鎖：通過(guò)復(fù)合按鈕SB2、SB3的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。按下SB2時(shí)，其常閉觸點(diǎn)先斷開KM2控制回路，再閉合KM1控制回路；同理，按下SB3時(shí)先斷開KM1回路，增強(qiáng)互鎖可靠性。3.某10kV配電線路發(fā)生單相接地故障，試分析故障現(xiàn)象及常用的排查方法（至少兩種）。答案詳解：故障現(xiàn)象：（1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，故障相電壓降低（接近0），非故障相電壓升高至線電壓（√3倍相電壓）；（2）絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)（如電壓表指示異常、蜂鳴器響）；（3）故障線路可能出現(xiàn)放電聲或異味。排查方法：（1）拉路法：依次斷開各出線斷路器，觀察電壓表恢復(fù)情況。當(dāng)斷開某條線路后電壓恢復(fù)正常，可判斷該線路為故障線路（適用于小電流接地系統(tǒng)）。（2）零序電流法：利用零序電流互感器檢測(cè)各線路的零序電流，故障線路的零序電流大于非故障線路（方向相反），通過(guò)比較電流值定位故障點(diǎn)。（3）電纜故障測(cè)試儀：對(duì)于電纜線路，使用時(shí)域反射儀（TDR）發(fā)射高頻脈沖，根據(jù)反射波的時(shí)間差計(jì)算故障點(diǎn)距離（適用于高阻接地或短路故障）。4.計(jì)算某感性負(fù)載的無(wú)功補(bǔ)償容量。已知負(fù)載有功功率P=100kW，原功率因數(shù)cosφ1=0.6，目標(biāo)功率因數(shù)cosφ2=0.95，求需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量Qc（補(bǔ)償后系統(tǒng)電壓不變）。答案詳解：無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算公式為Qc=P×(tanφ1-tanφ2)。其中，φ1=arccos0.6≈53.13°，tanφ1≈1.333；φ2=arccos0.95≈18.19°，tanφ2≈0.329。代入得Qc=100kW×(1.333-0.329)=100×1.004≈100.4kvar。因此，需補(bǔ)償約100kvar的無(wú)功容量（實(shí)際選取時(shí)需考慮設(shè)備規(guī)格，可選100kvar或120kvar）。5.分析三相異步電動(dòng)機(jī)“通電后不啟動(dòng)，且有嗡嗡聲”的可能故障原因及排查步驟。答案詳解：可能故障原因：（1）電源故障：缺相（一相斷電）、電壓過(guò)低（低于額定電壓的85%）；（2）電動(dòng)機(jī)故障：定子繞組斷路或短路、轉(zhuǎn)子籠條斷裂；（3）機(jī)械故障：軸承卡死、負(fù)載過(guò)重（如傳動(dòng)裝置卡阻）；（4）控制電路故障：接觸器主觸點(diǎn)接觸不良、熱繼電器過(guò)載保護(hù)動(dòng)作。排查步驟：（1）檢查電源：用萬(wàn)用表測(cè)量三相電壓是否平衡（線電壓380V±10%），若某相電壓為0或顯著降低，說(shuō)明缺相，需檢查熔斷器、斷路器觸點(diǎn)或線路連接。（2）檢查控制電路：查看接觸器主觸點(diǎn)是否燒蝕、熱繼電器是否跳閘（復(fù)位按鈕是否彈出），若熱繼電器動(dòng)作，需排查過(guò)載原因（如負(fù)載是否過(guò)重）。（3）手動(dòng)盤車：斷開電源，用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸，若無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)或阻力過(guò)大，說(shuō)明軸承損壞或機(jī)械卡阻，需檢修機(jī)械部分。（4）檢測(cè)繞組：用兆歐表測(cè)量定子繞組絕緣電阻（應(yīng)≥0.5MΩ），用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量三相繞組電阻是否平衡（誤差≤5%），若某相電阻為無(wú)窮大或遠(yuǎn)低于正常值，說(shuō)明繞組斷路或短路，需修復(fù)或更換繞組。6.設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的三相電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制電路，要求：（1）啟動(dòng)時(shí)星接，運(yùn)行時(shí)三角接；（2）延時(shí)時(shí)間可調(diào)節(jié)（3-10秒）；（3）具備過(guò)載保護(hù)。畫出I/O分配表及梯形圖邏輯。答案詳解：I/O分配表：輸入（I）：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1：I0.0停止按鈕SB2：I0.1熱繼電器FR：I0.2（常閉觸點(diǎn)）輸出（Q）：電源接觸器KM1：Q0.0星形接觸器KM2：Q0.1三角形接觸器KM3：Q0.2時(shí)間繼電器T0（延時(shí)3-10秒）：需PLC內(nèi)部定時(shí)器（如T37，設(shè)定值可通過(guò)面板調(diào)整）梯形圖邏輯：（1）啟動(dòng)邏輯：按下SB1（I0.0），KM1（Q0.0）得電并自鎖，同時(shí)KM2（Q0.1）得電，電動(dòng)機(jī)星接啟動(dòng)；T0開始計(jì)時(shí)。（2）延時(shí)切換：T0計(jì)時(shí)到設(shè)定值后，KM2失電（斷開星接），KM3（Q0.2）得電，電動(dòng)機(jī)三角接運(yùn)行。（3）停止邏輯：按下SB2（I0.1）或FR動(dòng)作（I0.2斷開），KM1、KM2、KM3均失電，電動(dòng)機(jī)停止。（4）互鎖：KM2和KM3的輸出線圈前串聯(lián)對(duì)方的常閉觸點(diǎn)，防止同時(shí)吸合（電氣互鎖）。7.某220V單相電動(dòng)機(jī)，額定電流I=5A，額定轉(zhuǎn)速n=1440r/min，運(yùn)行時(shí)測(cè)得其端電壓U=215V，電流I=5.2A，轉(zhuǎn)速n=1420r/min。分析可能的運(yùn)行異常及原因。答案詳解：可能異常及原因：（1）電壓偏低：額定電壓220V，實(shí)測(cè)215V（偏差-2.27%），雖在允許范圍內(nèi)（±5%），但電壓降低會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小（轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比），為維持負(fù)載，電流可能略有上升（實(shí)測(cè)5.2A＞5A），屬于正常調(diào)整。（2）轉(zhuǎn)速略降：額定轉(zhuǎn)速1440r/min（對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速1500r/min，轉(zhuǎn)差率s=(1500-1440)/1500=4%），實(shí)測(cè)1420r/min，轉(zhuǎn)差率s’=(1500-1420)/1500≈5.33%。轉(zhuǎn)差率增大可能因負(fù)載加重（如機(jī)械阻力增加）或電壓降低導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩不足，需檢查負(fù)載是否異常（如軸承潤(rùn)滑不良）。（3）電流略高：排除負(fù)載加重因素后，若電壓正常但電流持續(xù)偏高，可能是繞組匝間短路（電阻減小，電流增大）或電容式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)/運(yùn)行電容容量下降（導(dǎo)致磁場(chǎng)畸變，電流上升），需進(jìn)一步檢測(cè)繞組絕緣和電容參數(shù)。8.簡(jiǎn)述高壓驗(yàn)電器的使用方法及注意事項(xiàng)（以10kV驗(yàn)電器為例）。答案詳解：使用方法：（1）檢查：使用前先在有電設(shè)備（如10kV母線）上測(cè)試，確認(rèn)驗(yàn)電器聲光報(bào)警正常。（2）操作：戴絕緣手套，手握驗(yàn)電器絕緣部分（不得超過(guò)護(hù)環(huán)），將驗(yàn)電觸頭逐漸靠近被測(cè)設(shè)備（10kV安全距離≥0.7m）。（3）驗(yàn)電：觸頭接觸設(shè)備導(dǎo)電部分后，若無(wú)聲光信號(hào)，說(shuō)明無(wú)電壓；若有信號(hào)，說(shuō)明帶電。注意事項(xiàng)：①驗(yàn)電器電壓等級(jí)需與被測(cè)設(shè)備匹配（10kV驗(yàn)電器僅用于10kV設(shè)備）；②雨雪天氣不得在室外使用高壓驗(yàn)電器；③驗(yàn)電時(shí)需逐相進(jìn)行（三相設(shè)備驗(yàn)A、B、C三相），并在設(shè)備兩側(cè)（如斷路器電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)）分別驗(yàn)電；④驗(yàn)電器應(yīng)定期試驗(yàn)（一般每6個(gè)月一次），確保功能正常。9.計(jì)算某380V三相電動(dòng)機(jī)的熱繼電器整定值。已知電動(dòng)機(jī)額定電流Ie=20A，啟動(dòng)電流為額定電流的7倍，啟動(dòng)時(shí)間10秒。答案詳解：熱繼電器的整定值應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)額定電流，一般取Iset=(1.05-1.1)Ie?？紤]啟動(dòng)電流沖擊，熱繼電器需具備抗啟動(dòng)電流能力（通常熱繼電器的雙金屬片在6倍額定電流下可承受5-8秒不動(dòng)作）。本題中啟動(dòng)電流7Ie=140A，啟動(dòng)時(shí)間10秒（超過(guò)一般熱繼電器的耐受時(shí)間），需選擇帶可調(diào)節(jié)動(dòng)作時(shí)間的熱繼電器（如JR36系列），或調(diào)整整定值。具體計(jì)算：（1）常規(guī)整定值：Iset=1.05×20A=21A（適用于輕載啟動(dòng)）。（2）重載啟動(dòng)（啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)）：可適當(dāng)提高整定值，但不超過(guò)1.15Ie=23A，同時(shí)需校驗(yàn)熱繼電器在啟動(dòng)電流下的動(dòng)作時(shí)間是否大于10秒（通過(guò)查看熱繼電器的安秒特性曲線）。最終建議整定值為21-23A，實(shí)際調(diào)試時(shí)需根據(jù)電動(dòng)機(jī)實(shí)際啟動(dòng)情況調(diào)整，確保正常啟動(dòng)且過(guò)載時(shí)可靠保護(hù)。10.分析晶閘管整流電路（單相半波）中，晶閘管導(dǎo)通角與輸出電壓的關(guān)系。已知交流輸入電壓U2=220V（有效值），當(dāng)導(dǎo)通角α=60°時(shí)，求輸出電壓Ud的平均值。答案詳解：?jiǎn)蜗?/p>