山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目十五任务七 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电气技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目十五：三相正弦交流电路 任务七：保护接零的方法 时间：45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2分，共40分） 1. 将用电器不带电的金属外壳接到三相四线制的中性线上称为_____ A. 保护接地 B. 保护接零 C. 漏电保护 D. 隔离保护 2. 在中性点接地的“三相四线制”供电系统中，只能采用______安全用电措施。（ ） A. 保护接零 B. 保护接地 C. 保护接零和保护接地共用 D. 保护接零和保护接地均不用 3. 在中性点接地的三相四线制电路中，应采用的安全措施是（ ） A. 保护接地 B. 保护接零 C. 保护接地与保护接零共用 D. 都不需要 4. 在中性点直接接地的低压配电系统中，采用保护接零时，电气设备的金属外壳应（ ）。 A. 接至保护零线 B. 接至工作零线 C. 接至独立接地极 D. 接至避雷引下线 5. 在TN-S配电系统中，某电动机金属外壳应可靠连接到（ ） A. 供电相线导体 B. 保护导体PE C. 工作中性导体 D. 独立接地极 6. 在电源中性点直接接地的低压系统中，将设备正常不带电的金属外壳与PEN导体可靠连接，这种措施称为（ ） A. 工作接地 B. 保护接零 C. 重复接地 D. 等电位联结 7. 设备金属外壳因相线碰壳而带电时，保护接零的主要作用是（ ） A. 降低外壳对地电位 B. 形成低阻故障回路 C. 稳定负载端电压 D. 减小线路中损耗 8. 某车间采用TN-C低压配电系统，一台设备进行保护接零时，其保护支线应（ ）。 A. 从相线熔断器后引出 B. 从零线开关后端引出 C. 从PEN干线直接引出 D. 从设备接地极引出 9. TN-C系统中，同时承担保护和工作中性功能的导体是（ ） A. 相线与负荷连接导体 B. 外壳与大地连接导体 C. 中性点与负荷连接导体 D. 外壳与中性点连接导体 10. 在采用TN-C系统的线路中，严禁在PEN导体上串接的装置是（ ） A. 电流表和电压表 B. 接触器和热继电器 C. 熔断器和开关 D. 指示灯和按钮 11. 某新建车间采用TN-S配电系统，其保护导体和中性导体的设置方式是（ ） A. 全程分设保护线与中性线 B. 全程共用保护线与中性线 C. 末端合并保护线与中性线 D. 末端改接保护线与相线 12. 在三相四线供电线路的PEN导体上实施重复接地，其主要安全作用是（ ） A. 提高负载端电压 B. 限制相线对地电压 C. 减小线路功率损耗 D. 降低零线对地电压 13. 在TN-C系统干线上设置重复接地，主要目的是（ ） A. 改善负荷功率因数 B. 提高线路绝缘水平 C. 减小设备运行电流 D. 降低断线触电危险 14. 某电动机采用TN-S系统供电，运行中相线因绝缘损坏碰到金属外壳。PE导体连接可靠时，通常会出现（ ） A. 故障电流经PE形成回路，使保护电器迅速切断电源 B. 故障电流经大地扩散，使外壳电位保持为零 C. 故障电流经人体泄放，使负载继续正常运行 D. 故障电流经中性线减小，使电动机继续带电 15. 下列元件中，不得串接在PEN导体上的是（ ） A. 电能计量装置 B. 过电流熔断装置 C. 导线连接端子 D. 重复接地装置 16. 某车间采用TN-C系统，一台设备发生相线碰壳故障，同时发现配电箱内PEN导体接线端子松动。虽该线路设有重复接地，但断路器未能及时动作。此时最恰当的处理措施是（ ） A. 立即停电修复PEN连接，并检测故障回路连续性 B. 加大相线熔断器容量，并保持设备继续运行 C. 拆除重复接地装置，并改用绝缘外壳供电 D. 将设备外壳接至工作零线，并取消PE连接 17. 某建筑进线段采用PEN导体，在总配电箱处分为PE和N后再向各用电设备供电，该系统属于（ ） A. TN-C配电形式 B. TN-S配电形式 C. TN-C-S配电形式 D. TT配电形式 18. 某TN-S系统中，设备外壳已经可靠接至PE导体。若相线碰壳后断路器未动作，较可能的原因是（ ） A. 供电相线发生断线 B. 工作中性线发生断线 C. 负荷设备出现过载 D. 保护导体发生断线 19. 某TN系统相电压为220 V，测得相线碰壳故障回路电阻为0.44 Ω，断路器瞬时脱扣电流为400 A。发生碰壳时，正确判断是（ ） A. 故障电流约300 A，不能动作 B. 故障电流约400 A，刚好动作 C. 故障电流约500 A，能够动作 D. 故障电流约600 A，延时动作 20. 某TN-C-S车间中，PEN导体在总配电箱处分为PE和N。运行时，部分设备外壳带电，断开某单相负荷后外壳电压明显下降。检查发现分开点后PE与N又被连接在一起，最恰当的处理是（ ） A. 拆除后续PE与N连接，恢复PE连续性 B. 增大单相负荷功率，平衡各相电流 C. 更换较大容量熔断器，降低误动作 D. 将设备外壳改接工作中性线 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述保护接零的基本原理及其适用条件。 22. 比较TN-C系统与TN-S系统中保护接零导体的设置，并说明TN-S系统的主要优点。 23. 某车间采用TN-C低压配电系统，三相四线制供电，车床金属外壳接在PEN导体上。运行中发现PEN导体连接处松动，且部分单相照明负荷仍在工作。分析此时的安全风险，并说明整改措施。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某车间采用 TN-C 低压配电系统，电源相电压为 220 V。设备金属外壳采用保护接零，发生单相碰壳故障时，相线电阻为 0.20 Ω，故障接触电阻为 0.05 Ω，PEN 线电阻为 0.15 Ω。线路前端安装额定电流为 100 A 的熔断器，已知该熔断器可靠熔断所需故障电流不低于额定电流的 5 倍。（1）计算发生单相碰壳故障时的故障电流。（2）计算故障未切除前设备金属外壳对电源中性点的电压。（3）判断熔断器能否可靠切除故障，并说明保护接零的作用。 25. 某设备接在 TN-S 低压配电系统中，相电压为 220 V。设备距配电箱 100 m，相线截面积为 4 mm2，保护线截面积为 2.5 mm2，铜导线电阻率取 0.018 Ω·mm2/m，电源内阻及接触电阻合计为 0.08 Ω。配电箱内装有额定电流为 16 A 的断路器，其瞬时脱扣电流为额定电流的 10 倍。故障切除时间为 0.10 s，铜芯保护线绝缘材料的系数 取 115。（1）计算相线和保护线的电阻。（2）计算设备发生单相碰壳故障时的故障电流，并判断断路器能否瞬时脱扣。（3）按热稳定条件计算保护线所需的最小截面积，并判断现有保护线是否满足要求。 26. 某维修工位采用中性点直接接地的三相四线制供电，一台单相手持电动工具的金属外壳按保护接零方式连接。已知相电压为220 V，相线电阻为0.16 Ω，保护零线电阻为0.20 Ω，电源内部阻抗为0.04 Ω。线路装有额定电流为16 A的熔断器，规定故障电流达到160 A时能够迅速熔断。 （1）当相线碰触工具金属外壳时，计算故障回路总阻抗和故障电流。 （2）判断该熔断器能否迅速切断故障电路。 （3）说明保护零线为什么不允许装设熔断器或开关。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某车间采用 TN-C 低压配电系统，一台单相金属外壳电动工具接在距配电箱较远的线路末端。已知相线电阻为 ，保护中性导体电阻为 ，电源内阻为 ，相电压为 。该支路装有额定电流为 的断路器，其瞬时脱扣整定值为额定电流的 倍。（1）计算工具发生相线碰壳故障时的故障回路总阻抗和故障电流。（2）判断该断路器能否依靠瞬时脱扣保护切断故障线路。（3）说明该电动工具采用保护接零时，对保护中性导体连接应提出的两项要求。 28. 某食品加工车间改造低压配电系统，将原有 TN-C 系统改为 TN-S 系统。配电箱至一台三相搅拌机的相线电阻为 ，保护导体电阻为 ，变压器及线路前段等效阻抗为 ，相电压为 。该设备支路采用额定电流为 的断路器，瞬时脱扣整定值为额定电流的 倍。（1）当搅拌机一相导线碰触金属外壳时，计算故障回路总阻抗和故障电流。（2）计算断路器的瞬时脱扣电流，并判断该保护装置能否及时动作。（3）说明 TN-S 系统与 TN-C 系统在保护导体设置方面的主要区别，并提出一项施工要求。 29. 某机械加工车间采用TN-S低压配电系统，一台三相异步电动机的金属外壳通过保护导体与配电箱的保护线连接。电动机发生一相碰壳故障时，已知相电压为220 V，故障回路中相线阻抗为0.12 Ω、保护导体阻抗为0.10 Ω、变压器及电源侧等效阻抗为0.08 Ω。该支路装有额定电流为32 A的断路器，其瞬时脱扣电流为额定电流的8倍。 （1）计算碰壳故障回路总阻抗和故障电流。 （2）计算断路器的瞬时脱扣电流，并判断断路器能否瞬时切断该故障。 （3）为保证该电动机保护接零可靠，写出两项保护导体安装要求。 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 $ 山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电气技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目十五：三相正弦交流电路 任务七：保护接零的方法 时间：45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2分，共40分） 1. 将用电器不带电的金属外壳接到三相四线制的中性线上称为_____ A. 保护接地 B. 保护接零 C. 漏电保护 D. 隔离保护 【答案】B 【解析】将电气设备不带电的金属外壳与三相四线制供电系统的中性线连接，称为保护接零，故选B。 2. 在中性点接地的“三相四线制”供电系统中，只能采用______安全用电措施。（ ） A. 保护接零 B. 保护接地 C. 保护接零和保护接地共用 D. 保护接零和保护接地均不用 【答案】A 【解析】在中性点接地的三相四线制供电系统中，电气设备金属外壳应采用保护接零措施，以便故障时使保护装置动作，故选A。 3. 在中性点接地的三相四线制电路中，应采用的安全措施是（ ） A. 保护接地 B. 保护接零 C. 保护接地与保护接零共用 D. 都不需要 【答案】B 【解析】中性点接地的三相四线制电路中，设备金属外壳应与中性线连接，采用保护接零措施，故选B。 4. 在中性点直接接地的低压配电系统中，采用保护接零时，电气设备的金属外壳应（ ）。 A. 接至保护零线 B. 接至工作零线 C. 接至独立接地极 D. 接至避雷引下线 【答案】A 【解析】保护接零是将设备正常情况下不带电的金属外壳与保护零线连接。当相线碰壳时，故障电流可通过保护零线形成回路，促使保护装置迅速切断电源。 5. 在TN-S配电系统中，某电动机金属外壳应可靠连接到（ ） A. 供电相线导体 B. 保护导体PE C. 工作中性导体 D. 独立接地极 【答案】B 【解析】TN-S系统中，设备外露导电部分应接至保护导体PE，以便发生故障时形成保护回路。 6. 在电源中性点直接接地的低压系统中，将设备正常不带电的金属外壳与PEN导体可靠连接，这种措施称为（ ） A. 工作接地 B. 保护接零 C. 重复接地 D. 等电位联结 【答案】B 【解析】保护接零是将设备外露导电部分与PEN导体连接，使发生碰壳故障时保护电器能切断电源。 7. 设备金属外壳因相线碰壳而带电时，保护接零的主要作用是（ ） A. 降低外壳对地电位 B. 形成低阻故障回路 C. 稳定负载端电压 D. 减小线路中损耗 【答案】B 【解析】保护接零可使碰壳故障形成低阻回路，产生较大故障电流，使保护装置迅速切断电源。 8. 某车间采用TN-C低压配电系统，一台设备进行保护接零时，其保护支线应（ ）。 A. 从相线熔断器后引出 B. 从零线开关后端引出 C. 从PEN干线直接引出 D. 从设备接地极引出 【答案】C 【解析】TN-C系统中的PEN线兼具工作零线和保护零线功能。设备的保护支线应从PEN干线直接引出，且PEN线不得装设开关和熔断器，以保证保护回路连续可靠。 9. TN-C系统中，同时承担保护和工作中性功能的导体是（ ） A. 相线与负荷连接导体 B. 外壳与大地连接导体 C. 中性点与负荷连接导体 D. 外壳与中性点连接导体 【答案】D 【解析】TN-C系统采用PEN导体，该导体兼有保护导体和中性导体的功能。 10. 在采用TN-C系统的线路中，严禁在PEN导体上串接的装置是（ ） A. 电流表和电压表 B. 接触器和热继电器 C. 熔断器和开关 D. 指示灯和按钮 【答案】C 【解析】PEN导体兼有保护和工作中性导体功能，串接熔断器或开关会造成保护导体中断。 11. 某新建车间采用TN-S配电系统，其保护导体和中性导体的设置方式是（ ） A. 全程分设保护线与中性线 B. 全程共用保护线与中性线 C. 末端合并保护线与中性线 D. 末端改接保护线与相线 【答案】A 【解析】TN-S系统从电源端到用电设备端，保护导体PE与中性导体N始终分开设置。 12. 在三相四线供电线路的PEN导体上实施重复接地，其主要安全作用是（ ） A. 提高负载端电压 B. 限制相线对地电压 C. 减小线路功率损耗 D. 降低零线对地电压 【答案】D 【解析】重复接地可降低PEN导体对地电压，并在PEN导体意外断开时减轻触电危险。 13. 在TN-C系统干线上设置重复接地，主要目的是（ ） A. 改善负荷功率因数 B. 提高线路绝缘水平 C. 减小设备运行电流 D. 降低断线触电危险 【答案】D 【解析】重复接地可降低PEN导体断线时设备外壳可能出现的对地电压，减小触电危险。 14. 某电动机采用TN-S系统供电，运行中相线因绝缘损坏碰到金属外壳。PE导体连接可靠时，通常会出现（ ） A. 故障电流经PE形成回路，使保护电器迅速切断电源 B. 故障电流经大地扩散，使外壳电位保持为零 C. 故障电流经人体泄放，使负载继续正常运行 D. 故障电流经中性线减小，使电动机继续带电 【答案】A 【解析】TN-S系统中，碰壳故障电流经PE导体形成低阻抗回路，可使熔断器或断路器迅速动作。 15. 下列元件中，不得串接在PEN导体上的是（ ） A. 电能计量装置 B. 过电流熔断装置 C. 导线连接端子 D. 重复接地装置 【答案】B 【解析】PEN导体承担保护功能，串接熔断器后可能因熔断造成保护回路中断，导致设备外壳带电。 16. 某车间采用TN-C系统，一台设备发生相线碰壳故障，同时发现配电箱内PEN导体接线端子松动。虽该线路设有重复接地，但断路器未能及时动作。此时最恰当的处理措施是（ ） A. 立即停电修复PEN连接，并检测故障回路连续性 B. 加大相线熔断器容量，并保持设备继续运行 C. 拆除重复接地装置，并改用绝缘外壳供电 D. 将设备外壳接至工作零线，并取消PE连接 【答案】A 【解析】PEN导体松动会破坏故障电流回路，重复接地不能替代PEN导体的连续性，应停电修复并检查回路。 17. 某建筑进线段采用PEN导体，在总配电箱处分为PE和N后再向各用电设备供电，该系统属于（ ） A. TN-C配电形式 B. TN-S配电形式 C. TN-C-S配电形式 D. TT配电形式 【答案】C 【解析】TN-C-S系统的特点是前段采用PEN导体，后段将其分为PE和N导体。 18. 某TN-S系统中，设备外壳已经可靠接至PE导体。若相线碰壳后断路器未动作，较可能的原因是（ ） A. 供电相线发生断线 B. 工作中性线发生断线 C. 负荷设备出现过载 D. 保护导体发生断线 【答案】D 【解析】保护导体断线会使碰壳故障回路无法形成，故障电流不足以使断路器动作。 19. 某TN系统相电压为220 V，测得相线碰壳故障回路电阻为0.44 Ω，断路器瞬时脱扣电流为400 A。发生碰壳时，正确判断是（ ） A. 故障电流约300 A，不能动作 B. 故障电流约400 A，刚好动作 C. 故障电流约500 A，能够动作 D. 故障电流约600 A，延时动作 【答案】C 【解析】故障电流为，约为500 A，大于断路器瞬时脱扣电流，断路器能够动作。 20. 某TN-C-S车间中，PEN导体在总配电箱处分为PE和N。运行时，部分设备外壳带电，断开某单相负荷后外壳电压明显下降。检查发现分开点后PE与N又被连接在一起，最恰当的处理是（ ） A. 拆除后续PE与N连接，恢复PE连续性 B. 增大单相负荷功率，平衡各相电流 C. 更换较大容量熔断器，降低误动作 D. 将设备外壳改接工作中性线 【答案】A 【解析】PE与N在分开点后再次连接，会使部分工作电流流经PE并使外壳带电，应拆除重复连接并保证PE连续可靠。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述保护接零的基本原理及其适用条件。 【答案】（1）保护接零是将电气设备正常情况下不带电的金属外壳、金属构架等与电源中性点连接。（2）当相线碰壳时，故障电流经保护导体形成短路回路，使熔断器或断路器迅速动作，切断故障电源。（3）保护接零适用于电源中性点直接接地的低压配电系统。 【解析】保护接零利用相线碰壳时产生较大的故障电流，使保护装置快速切除故障，从而降低设备外壳长期带电的危险。 22. 比较TN-C系统与TN-S系统中保护接零导体的设置，并说明TN-S系统的主要优点。 【答案】（1）TN-C系统中，保护导体与中性导体合用一根PEN导体。（2）TN-S系统中，保护导体PE与中性导体N自电源端起全程分开设置。（3）TN-S系统的PE导体正常不通过工作电流，设备外壳电位较稳定，能减少中性线断线和谐波电流对保护安全的影响。 【解析】TN-C系统的PEN导体兼有工作和保护功能；TN-S系统将两者分开，可提高保护导体的可靠性和人身触电防护水平。 23. 某车间采用TN-C低压配电系统，三相四线制供电，车床金属外壳接在PEN导体上。运行中发现PEN导体连接处松动，且部分单相照明负荷仍在工作。分析此时的安全风险，并说明整改措施。 【答案】（1）PEN导体连接松动或断开后，单相负荷电流会使断开点后的PEN导体产生电位，车床金属外壳可能带有危险电压。（2）若发生相线碰壳故障，故障回路阻抗增大，故障电流可能不足以使熔断器或断路器迅速动作，设备外壳带电时间延长。（3）应检修并可靠连接PEN导体，PEN导体上不得装设开关和熔断器；条件具备时，应改造为TN-C-S或TN-S系统，分开设置PE导体和N导体，PE导体不得与N导体再次连接。 【解析】PEN兼作工作零线和保护线，松动或断开时，单相负荷会使后段PEN及设备外壳产生危险对地电压；碰壳时回路阻抗增大，保护装置可能延迟动作。应可靠连接PEN，禁止装开关、熔断器；宜改TN-C-S或TN-S，PE、N分开后不得再连接。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某车间采用 TN-C 低压配电系统，电源相电压为 220 V。设备金属外壳采用保护接零，发生单相碰壳故障时，相线电阻为 0.20 Ω，故障接触电阻为 0.05 Ω，PEN 线电阻为 0.15 Ω。线路前端安装额定电流为 100 A 的熔断器，已知该熔断器可靠熔断所需故障电流不低于额定电流的 5 倍。（1）计算发生单相碰壳故障时的故障电流。（2）计算故障未切除前设备金属外壳对电源中性点的电压。（3）判断熔断器能否可靠切除故障，并说明保护接零的作用。 【答案】（1）故障回路总电阻为 Ω，即 0.40 Ω。故障电流为 A，即 550 A。（2）设备外壳对中性点的电压为 V，即 82.5 V。（3）熔断器可靠熔断电流为 A，即 500 A。故障电流 550 A 大于 500 A，熔断器能可靠切除故障。保护接零使故障电流增大，促使保护装置迅速动作。 【解析】故障回路电阻R=0.20+0.05+0.15=0.40Ω，故障电流I=220/0.40=550A。外壳对中性点电压为PEN压降：U=550×0.15=82.5V。熔断器可靠熔断电流为5×100=500A，550A大于500A，可切除故障；保护接零可增大故障电流。 25. 某设备接在 TN-S 低压配电系统中，相电压为 220 V。设备距配电箱 100 m，相线截面积为 4 mm2，保护线截面积为 2.5 mm2，铜导线电阻率取 0.018 Ω·mm2/m，电源内阻及接触电阻合计为 0.08 Ω。配电箱内装有额定电流为 16 A 的断路器，其瞬时脱扣电流为额定电流的 10 倍。故障切除时间为 0.10 s，铜芯保护线绝缘材料的系数 取 115。（1）计算相线和保护线的电阻。（2）计算设备发生单相碰壳故障时的故障电流，并判断断路器能否瞬时脱扣。（3）按热稳定条件计算保护线所需的最小截面积，并判断现有保护线是否满足要求。 【答案】（1）相线电阻为 Ω，即 0.45 Ω。保护线电阻为 Ω，即 0.72 Ω。（2）故障回路阻抗为 Ω，即 1.25 Ω。故障电流为 A，即 176 A。断路器瞬时脱扣电流为 A，即 160 A，断路器能够瞬时脱扣。（3）保护线最小截面积为 mm2，约为 0.48 mm2。现有保护线截面积为 2.5 mm2，满足热稳定要求。 【解析】按 R=ρl/S，相线电阻 R相=0.018×100/4=0.45 Ω；保护线电阻 RPE=0.018×100/2.5=0.72 Ω。单相碰壳故障回路总阻抗为 Z=0.45+0.72+0.08=1.25 Ω，故障电流 I=220/1.25=176 A。断路器瞬时脱扣电流为 16×10=160 A，因 176 A＞160 A，断路器能够瞬时脱扣。热稳定条件 S=I√t/k=176×√0.10/115≈0.48 mm2，现有保护线截面积 2.5 mm2＞0.48 mm2，满足热稳定要求。 26. 某维修工位采用中性点直接接地的三相四线制供电，一台单相手持电动工具的金属外壳按保护接零方式连接。已知相电压为220 V，相线电阻为0.16 Ω，保护零线电阻为0.20 Ω，电源内部阻抗为0.04 Ω。线路装有额定电流为16 A的熔断器，规定故障电流达到160 A时能够迅速熔断。 （1）当相线碰触工具金属外壳时，计算故障回路总阻抗和故障电流。 （2）判断该熔断器能否迅速切断故障电路。 （3）说明保护零线为什么不允许装设熔断器或开关。 【答案】（1）故障回路总阻抗为 。 故障电流为 。 （2）故障电流550 A大于熔断器迅速熔断所需的160 A，熔断器能够迅速切断故障电路。 （3）保护零线装设熔断器或开关后，可能因断开而使设备外壳失去保护接零。当发生碰壳故障时，故障回路不能形成足够大的电流，保护装置可能无法及时动作。 【解析】（1）相线碰壳后，故障电流依次流经相线、保护零线和电源内部阻抗，三部分阻抗相加后计算故障电流。 （2）计算所得故障电流大于熔断器的快速熔断电流，因此能实现自动切断。 （3）保护接零依靠低阻抗保护回路增大故障电流，保护零线必须保持连续，不能被开关或熔断器切断。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某车间采用 TN-C 低压配电系统，一台单相金属外壳电动工具接在距配电箱较远的线路末端。已知相线电阻为 ，保护中性导体电阻为 ，电源内阻为 ，相电压为 。该支路装有额定电流为 的断路器，其瞬时脱扣整定值为额定电流的 倍。（1）计算工具发生相线碰壳故障时的故障回路总阻抗和故障电流。（2）判断该断路器能否依靠瞬时脱扣保护切断故障线路。（3）说明该电动工具采用保护接零时，对保护中性导体连接应提出的两项要求。 【答案】（1）故障回路总阻抗为。故障电流为。（2）断路器瞬时脱扣电流为。故障电流大于瞬时脱扣电流，断路器能够迅速切断故障线路。（3）保护中性导体应连接可靠、连续，不得装设熔断器或单独开关；设备外壳应与保护中性导体牢固连接，严禁串联接零。 【解析】故障回路阻抗Z=0.12+0.10+0.08=0.30Ω，故障电流I=220/0.30=733.33A。断路器瞬时脱扣值为5×16=80A，故可迅速切除。保护中性导体应连接可靠、连续，禁止装熔断器或单独开关；外壳应牢固接零，严禁串联接零。 28. 某食品加工车间改造低压配电系统，将原有 TN-C 系统改为 TN-S 系统。配电箱至一台三相搅拌机的相线电阻为 ，保护导体电阻为 ，变压器及线路前段等效阻抗为 ，相电压为 。该设备支路采用额定电流为 的断路器，瞬时脱扣整定值为额定电流的 倍。（1）当搅拌机一相导线碰触金属外壳时，计算故障回路总阻抗和故障电流。（2）计算断路器的瞬时脱扣电流，并判断该保护装置能否及时动作。（3）说明 TN-S 系统与 TN-C 系统在保护导体设置方面的主要区别，并提出一项施工要求。 【答案】（1）故障回路总阻抗为。故障电流为。（2）断路器瞬时脱扣电流为。故障电流大于瞬时脱扣电流，断路器能够及时动作切除故障。（3）TN-S 系统从电源端起将中性导体与保护导体分开设置，TN-C 系统中二者合用保护中性导体。施工时保护导体必须单独敷设并可靠连接设备金属外壳，不得与中性导体混接。 【解析】故障回路阻抗Z=0.15+0.15+0.10=0.40Ω，故障电流I=220/0.40=550A。断路器瞬时脱扣值为10×32=320A，550A大于320A，可及时动作。TN-S自电源端起PE与N全程分开，TN-C合用PEN；施工时PE应单独敷设并可靠接外壳，不得与N混接。 29. 某机械加工车间采用TN-S低压配电系统，一台三相异步电动机的金属外壳通过保护导体与配电箱的保护线连接。电动机发生一相碰壳故障时，已知相电压为220 V，故障回路中相线阻抗为0.12 Ω、保护导体阻抗为0.10 Ω、变压器及电源侧等效阻抗为0.08 Ω。该支路装有额定电流为32 A的断路器，其瞬时脱扣电流为额定电流的8倍。 （1）计算碰壳故障回路总阻抗和故障电流。 （2）计算断路器的瞬时脱扣电流，并判断断路器能否瞬时切断该故障。 （3）为保证该电动机保护接零可靠，写出两项保护导体安装要求。 【答案】（1）故障回路总阻抗为 。 故障电流为 。 （2）断路器的瞬时脱扣电流为 。 故障电流约为733.3 A，大于256 A，断路器能够瞬时脱扣并切断故障电路。 （3）保护导体应与工作零线分开敷设，不得将二者在设备端重复连接。保护导体上不得装设开关或熔断器，并应保证连接牢固、导通连续。 【解析】（1）TN-S系统发生相线碰壳时，故障电流经相线、保护导体和电源侧形成闭合回路，先求各部分阻抗之和，再按欧姆定律计算故障电流。 （2）保护接零的关键是使碰壳故障电流足够大，从而促使断路器快速动作。本题故障电流大于瞬时脱扣整定值，能够实现自动切断。 （3）TN-S系统中保护导体专门用于保护接零，必须保持连续可靠，避免因保护导体断开而使设备金属外壳失去保护。 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 $