第6卷 低压断路器与开关类传感器 重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 低压断路器与开关类传感器 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 低压断路器在低压配电线路中的主要作用是（ ） A. 调节电动机运行速度 B. 接通、分断、保护低压电路 C. 测量导线绝缘电阻 D. 改变交流电源频率 2. 低压断路器中用于熄灭触头断开时电弧的部件是（ ） A. 操作机构 B. 接线端子 C. 脱扣机构 D. 灭弧装置 3. 低压断路器实现过载保护通常依靠（ ） A. 热脱扣器 B. 分励脱扣器 C. 欠压脱扣器 D. 辅助触点 4. 低压断路器实现短路瞬时保护通常依靠（ ） A. 热继电器 B. 手动按钮 C. 电磁脱扣器 D. 指示灯座 5. 低压断路器中用于电源电压过低时断开电路的附件是（ ） A. 辅助触点 B. 欠压脱扣器 C. 延时触头 D. 转换开关 6. 低压断路器的额定短路分断能力表示（ ） A. 长期允许通过的工作电流 B. 触头允许闭合的最大次数 C. 操作机构允许承受的压力 D. 能可靠切断的短路电流 7. 选择低压断路器时，其额定电压应（ ） A. 不低于线路额定电压 B. 低于线路额定电压 C. 等于负载启动电压 D. 高于传感器输出电压 8. 检修低压断路器前，首先应进行的安全操作是（ ） A. 调大脱扣整定值 B. 擦拭外壳表面灰尘 C. 切断电源并验电 D. 更换全部接线端子 9. 电感式接近开关最适合检测的对象是（ ） A. 透明玻璃瓶 B. 金属工件 C. 纯净水液面 D. 白色纸张 10. 是下面哪个设备的图形符号（ ） A. 断路器 B. 熔断器 C. 隔离开关 D. 避雷器 11. 电容式接近开关相对电感式接近开关的特点是（ ） A. 可检测多种非金属物体 B. 只检测铁磁性金属物体 C. 只能检测高速旋转物体 D. 只能检测强磁场物体 12. 利用发射光束和接收光束变化来检测物体的传感器是（ ） A. 电感式接近开关 B. 电容式接近开关 C. 磁性接近开关 D. 光电开关 13. 常用于检测气缸活塞位置的磁性开关通常配合（ ） A. 压力弹簧 B. 热敏电阻 C. 永久磁环 D. 光敏二极管 14. 常开型开关类传感器的输出状态通常是（ ） A. 未检测时导通，检测时断开 B. 未检测时断开，检测时导通 C. 未通电时导通，通电时断开 D. 未接线时导通，接线时断开 15. 三线制直流接近开关常用棕线和蓝线的接法是（ ） A. 棕线接零伏，蓝线接输出 B. 棕线接输出，蓝线接正极 C. 棕线接负载，蓝线接信号 D. 棕线接正极，蓝线接零伏 16. PNP型三线制传感器动作时，其输出端通常（ ） A. 向负载提供正电位 B. 向负载提供零电位 C. 切断传感器工作电源 D. 改变检测体材料属性 17. 某控制回路正常工作电流为23 A，选择低压断路器额定电流时，较合适的是（ ） A. 16 A B. 20 A C. 25 A D. 40 A 18. 在有油雾和粉尘的输送线上，需要非接触检测铝合金工件到位，较合适的是（ ） A. 电容式接近开关 B. 电感式接近开关 C. 光纤式光电开关 D. 机械式行程开关 19. 某小型断路器控制电动机，合闸启动瞬间即跳闸；检查线路无短路，电动机稳定运行电流未超过额定值。最可能的处理是（ ） A. 降低电源电压减小启动电流 B. 拆除热脱扣器避免延时动作 C. 增大传感器距离减少误动作 D. 选用适合电动机启动的断路器 20. 某PLC直流输入公共端接零伏，接入NPN常开接近开关后，传感器指示灯亮但PLC输入无信号。最可能的原因是（ ） A. 传感器输出类型与输入公共端不匹配 B. 断路器额定电压与控制电源不匹配 C. 接近开关检测距离与工件材料不匹配 D. 热脱扣整定电流与负载电流不匹配 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 低压断路器既可以手动通断电路，也可以在故障时自动跳闸。（ ） 22. 热脱扣器主要用于短路瞬时保护，电磁脱扣器主要用于过载延时保护。（ ） 23. 低压断路器的分断能力小于线路预期短路电流时，仍可直接用于该线路。（ ） 24. 装有欠压脱扣器的断路器，在电压恢复后一定会自动重新合闸。（ ） 25. 开关类传感器输出的信号通常只有接通和断开两种状态。（ ） 26. 电感式接近开关检测木块时，一般可获得与钢件相同的稳定检测距离。（ ） 27. 常开型接近开关在检测到目标物后，输出触点或输出晶体管由断开变为导通。（ ） 28. 二线制接近开关通常与负载串联接入回路，接线数量比三线制少。（ ） 29. PNP型传感器和NPN型传感器输出极性不同，但接入PLC时可以不改线路直接互换。（ ） 30. 被测物体运动速度过高而传感器响应频率不足时，可能出现漏检现象。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述低压断路器的主要保护功能。 32. 比较热脱扣器与电磁脱扣器的主要区别。 33. 某金属件到位检测工位中，接近开关有时不动作，有时在无工件时误动作。简述应检查和调整的主要方面。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 重庆某新能源汽车电池模组装配线的夹具定位工位采用24 V直流控制回路，回路由小型低压断路器保护。该回路接有5只PNP三线制电感式接近开关，每只工作电流为45 mA；3只光电开关，每只工作电流为65 mA；4只继电器线圈，每只工作电流为90 mA；1只蜂鸣器工作电流为120 mA。设计时按总工作电流的2.5倍选择断路器额定电流，备选断路器规格为1 A、2 A、3 A、4 A。该回路所在配电点的预期短路电流为4.5 kA，备选断路器的额定短路分断能力有3 kA和6 kA两种。工位需检测铝合金定位销是否到位，PLC直流输入公共端接0 V。（1）计算该24 V直流控制回路的总工作电流和断路器设计选用电流，并从备选规格中选择合适的断路器额定电流。（2）判断额定短路分断能力为3 kA的断路器能否用于该回路，并说明应选用的分断能力。（3）针对铝合金定位销到位检测和PLC输入公共端接0 V的条件，说明应选用的开关类传感器类型、输出类型及三线制接线方法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 低压断路器与开关类传感器 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 低压断路器在低压配电线路中的主要作用是（ ） A. 调节电动机运行速度 B. 接通、分断、保护低压电路 C. 测量导线绝缘电阻 D. 改变交流电源频率 【答案】B 【解析】低压断路器既能通断电路，又能在过载、短路等故障时自动切断电路。 2. 低压断路器中用于熄灭触头断开时电弧的部件是（ ） A. 操作机构 B. 接线端子 C. 脱扣机构 D. 灭弧装置 【答案】D 【解析】触头分断电流时会产生电弧，灭弧装置用于限制并熄灭电弧。 3. 低压断路器实现过载保护通常依靠（ ） A. 热脱扣器 B. 分励脱扣器 C. 欠压脱扣器 D. 辅助触点 【答案】A 【解析】热脱扣器利用电流热效应动作，适合对过载电流进行反时限保护。 4. 低压断路器实现短路瞬时保护通常依靠（ ） A. 热继电器 B. 手动按钮 C. 电磁脱扣器 D. 指示灯座 【答案】C 【解析】电磁脱扣器在短路大电流作用下快速动作，使断路器瞬时跳闸。 5. 低压断路器中用于电源电压过低时断开电路的附件是（ ） A. 辅助触点 B. 欠压脱扣器 C. 延时触头 D. 转换开关 【答案】B 【解析】欠压脱扣器在电压低于规定值时动作，防止设备在低电压下异常运行。 6. 低压断路器的额定短路分断能力表示（ ） A. 长期允许通过的工作电流 B. 触头允许闭合的最大次数 C. 操作机构允许承受的压力 D. 能可靠切断的短路电流 【答案】D 【解析】额定短路分断能力反映断路器在规定条件下切断短路电流的能力。 7. 选择低压断路器时，其额定电压应（ ） A. 不低于线路额定电压 B. 低于线路额定电压 C. 等于负载启动电压 D. 高于传感器输出电压 【答案】A 【解析】断路器额定电压不应低于被保护线路的额定电压，以保证绝缘和分断安全。 8. 检修低压断路器前，首先应进行的安全操作是（ ） A. 调大脱扣整定值 B. 擦拭外壳表面灰尘 C. 切断电源并验电 D. 更换全部接线端子 【答案】C 【解析】检修前必须先切断电源并验电，确认无电后才能进行拆装或检查。 9. 电感式接近开关最适合检测的对象是（ ） A. 透明玻璃瓶 B. 金属工件 C. 纯净水液面 D. 白色纸张 【答案】B 【解析】电感式接近开关利用电磁感应原理，主要用于检测金属目标。 10. 是下面哪个设备的图形符号（ ） A. 断路器 B. 熔断器 C. 隔离开关 D. 避雷器 【答案】A 【解析】常用的图形符号和文字符号详见课本附录B。 11. 电容式接近开关相对电感式接近开关的特点是（ ） A. 可检测多种非金属物体 B. 只检测铁磁性金属物体 C. 只能检测高速旋转物体 D. 只能检测强磁场物体 【答案】A 【解析】电容式接近开关对介电常数变化敏感，可检测液体、塑料等非金属物体。 12. 利用发射光束和接收光束变化来检测物体的传感器是（ ） A. 电感式接近开关 B. 电容式接近开关 C. 磁性接近开关 D. 光电开关 【答案】D 【解析】光电开关通过物体遮光或反光引起光信号变化，从而输出开关信号。 13. 常用于检测气缸活塞位置的磁性开关通常配合（ ） A. 压力弹簧 B. 热敏电阻 C. 永久磁环 D. 光敏二极管 【答案】C 【解析】气缸活塞上常装有永久磁环，磁性开关感应磁场后输出到位信号。 14. 常开型开关类传感器的输出状态通常是（ ） A. 未检测时导通，检测时断开 B. 未检测时断开，检测时导通 C. 未通电时导通，通电时断开 D. 未接线时导通，接线时断开 【答案】B 【解析】常开型传感器在未检测到目标时输出断开，检测到目标后输出导通。 15. 三线制直流接近开关常用棕线和蓝线的接法是（ ） A. 棕线接零伏，蓝线接输出 B. 棕线接输出，蓝线接正极 C. 棕线接负载，蓝线接信号 D. 棕线接正极，蓝线接零伏 【答案】D 【解析】三线制直流传感器常见接法为棕线接正极，蓝线接零伏，黑线为输出。 16. PNP型三线制传感器动作时，其输出端通常（ ） A. 向负载提供正电位 B. 向负载提供零电位 C. 切断传感器工作电源 D. 改变检测体材料属性 【答案】A 【解析】PNP型输出动作时向外提供正电位，常与公共端接零伏的PLC输入配合。 17. 某控制回路正常工作电流为23 A，选择低压断路器额定电流时，较合适的是（ ） A. 16 A B. 20 A C. 25 A D. 40 A 【答案】C 【解析】断路器额定电流应不小于工作电流并留有适当余量，23 A负载可选25 A。 18. 在有油雾和粉尘的输送线上，需要非接触检测铝合金工件到位，较合适的是（ ） A. 电容式接近开关 B. 电感式接近开关 C. 光纤式光电开关 D. 机械式行程开关 【答案】B 【解析】铝合金属于金属，电感式接近开关可非接触检测，且受油雾粉尘影响较小。 19. 某小型断路器控制电动机，合闸启动瞬间即跳闸；检查线路无短路，电动机稳定运行电流未超过额定值。最可能的处理是（ ） A. 降低电源电压减小启动电流 B. 拆除热脱扣器避免延时动作 C. 增大传感器距离减少误动作 D. 选用适合电动机启动的断路器 【答案】D 【解析】启动瞬间跳闸多与启动电流触发电磁脱扣有关，应选瞬时特性匹配的断路器。 20. 某PLC直流输入公共端接零伏，接入NPN常开接近开关后，传感器指示灯亮但PLC输入无信号。最可能的原因是（ ） A. 传感器输出类型与输入公共端不匹配 B. 断路器额定电压与控制电源不匹配 C. 接近开关检测距离与工件材料不匹配 D. 热脱扣整定电流与负载电流不匹配 【答案】A 【解析】公共端接零伏的PLC输入通常需要PNP信号，NPN输出会造成输入无法有效得电。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 低压断路器既可以手动通断电路，也可以在故障时自动跳闸。（ ） 【答案】正确 【解析】低压断路器兼具开关和保护功能，可手动操作，也可由脱扣器自动动作。 22. 热脱扣器主要用于短路瞬时保护，电磁脱扣器主要用于过载延时保护。（ ） 【答案】错误 【解析】热脱扣器主要用于过载保护，电磁脱扣器主要用于短路瞬时保护。 23. 低压断路器的分断能力小于线路预期短路电流时，仍可直接用于该线路。（ ） 【答案】错误 【解析】分断能力不足会导致故障电流无法安全切断，存在电弧和设备损坏风险。 24. 装有欠压脱扣器的断路器，在电压恢复后一定会自动重新合闸。（ ） 【答案】错误 【解析】欠压脱扣器使断路器跳闸后，通常需要人工或控制机构重新合闸。 25. 开关类传感器输出的信号通常只有接通和断开两种状态。（ ） 【答案】正确 【解析】开关类传感器输出离散开关量，主要表示被测对象是否到达设定状态。 26. 电感式接近开关检测木块时，一般可获得与钢件相同的稳定检测距离。（ ） 【答案】错误 【解析】电感式接近开关主要检测金属目标，木块不是其典型检测对象。 27. 常开型接近开关在检测到目标物后，输出触点或输出晶体管由断开变为导通。（ ） 【答案】正确 【解析】常开型的特点是无目标时断开，有目标时导通并输出动作信号。 28. 二线制接近开关通常与负载串联接入回路，接线数量比三线制少。（ ） 【答案】正确 【解析】二线制传感器将供电和输出共用两根线，常与负载串联使用。 29. PNP型传感器和NPN型传感器输出极性不同，但接入PLC时可以不改线路直接互换。（ ） 【答案】错误 【解析】PNP与NPN输出电流方向不同，必须与PLC输入公共端接法相匹配。 30. 被测物体运动速度过高而传感器响应频率不足时，可能出现漏检现象。（ ） 【答案】正确 【解析】传感器响应频率低于目标通过频率时，输出来不及变化，容易漏掉信号。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述低压断路器的主要保护功能。 【答案】（1）过载保护：负载电流长期超过允许值时，断路器延时跳闸。 （2）短路保护：线路出现短路大电流时，断路器迅速跳闸。 （3）欠压保护：电源电压过低时，通过欠压脱扣器切断电路。 【解析】低压断路器的保护功能由不同脱扣器实现，答题时应围绕过载、短路和欠压三类典型故障说明其动作特点。 32. 比较热脱扣器与电磁脱扣器的主要区别。 【答案】（1）热脱扣器利用电流热效应动作，主要用于过载保护。 （2）电磁脱扣器利用电磁吸力动作，主要用于短路保护。 （3）热脱扣器一般具有延时特性，电磁脱扣器一般具有瞬时动作特性。 【解析】两者区别应从动作原理、保护对象和动作时间三方面比较，不能把过载保护与短路保护混淆。 33. 某金属件到位检测工位中，接近开关有时不动作，有时在无工件时误动作。简述应检查和调整的主要方面。 【答案】（1）检查传感器类型是否适合金属件检测，优先确认是否选用电感式接近开关。 （2）检查检测距离和安装位置，保证目标进入额定感应范围并避免机械松动。 （3）检查电源电压、输出类型和PLC输入接线，确认PNP或NPN接法匹配。 （4）检查周围金属件、强电磁干扰和粉尘油污，必要时调整屏蔽和安装环境。 【解析】该故障既可能来自选型和安装，也可能来自接线和环境干扰。分析时应按“对象适配、距离位置、电气接线、环境干扰”的顺序排查。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 重庆某新能源汽车电池模组装配线的夹具定位工位采用24 V直流控制回路，回路由小型低压断路器保护。该回路接有5只PNP三线制电感式接近开关，每只工作电流为45 mA；3只光电开关，每只工作电流为65 mA；4只继电器线圈，每只工作电流为90 mA；1只蜂鸣器工作电流为120 mA。设计时按总工作电流的2.5倍选择断路器额定电流，备选断路器规格为1 A、2 A、3 A、4 A。该回路所在配电点的预期短路电流为4.5 kA，备选断路器的额定短路分断能力有3 kA和6 kA两种。工位需检测铝合金定位销是否到位，PLC直流输入公共端接0 V。（1）计算该24 V直流控制回路的总工作电流和断路器设计选用电流，并从备选规格中选择合适的断路器额定电流。（2）判断额定短路分断能力为3 kA的断路器能否用于该回路，并说明应选用的分断能力。（3）针对铝合金定位销到位检测和PLC输入公共端接0 V的条件，说明应选用的开关类传感器类型、输出类型及三线制接线方法。 【答案】（1）总工作电流公式为：I总＝I接近开关＋I光电开关＋I继电器线圈＋I蜂鸣器。代入数据得：I总＝5×45 mA＋3×65 mA＋4×90 mA＋120 mA＝225 mA＋195 mA＋360 mA＋120 mA＝900 mA＝0.9 A。断路器设计选用电流公式为：I选＝K×I总。代入数据得：I选＝2.5×0.9 A＝2.25 A。应选不小于2.25 A且最接近的规格，所以选择3 A断路器。（2）不能使用额定短路分断能力为3 kA的断路器。因为线路预期短路电流为4.5 kA，断路器额定短路分断能力应不低于线路预期短路电流，所以应选用额定短路分断能力为6 kA的断路器。（3）铝合金定位销属于金属目标，应选用电感式接近开关。PLC直流输入公共端接0 V时，传感器动作后需要向PLC输入端提供正电位信号，应选用PNP型三线制常开接近开关。接线方法为棕线接24 V正极，蓝线接0 V，黑线接PLC输入端。 【解析】（1）本题先按各类负载数量和单只工作电流求总工作电流，再乘以2.5得到断路器设计选用电流，最后按“不小于计算值且最接近”的原则选择标准规格。计算过程为：5只接近开关电流为225 mA，3只光电开关电流为195 mA，4只继电器线圈电流为360 mA，加上蜂鸣器120 mA后总工作电流为900 mA，即0.9 A；再乘以2.5得到2.25 A，因此选择3 A规格。（2）低压断路器不仅要满足额定电流要求，还要满足短路分断能力要求。3 kA小于4.5 kA，发生短路时不能保证可靠切断故障电流；6 kA大于4.5 kA，符合该配电点的保护要求。（3）电感式接近开关适合检测金属物体，铝合金虽为非铁磁性金属，但仍可作为电感式接近开关的检测对象。PLC输入公共端接0 V时，输入端需要接收到正电位才形成有效信号，因此应采用PNP型输出；三线制接近开关通常棕线接电源正极、蓝线接电源负极、黑线作为信号输出线接PLC输入端。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $