机电设备管理技术-教案2.3检测与传感装置 (4)
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断路器的基本工作原理
关键
断路器的基本工作原理
板
书
设
计
低压断路器
一、断路器的分类和基本结构
二、断路器的基本工作原理
三、漏电保护断路器
四、DZ47(C45N)系列微型低压断路器
五、断路器的选用
六、断路器使用注意事项。
课 后
小 结
本节课程重点是断路器的基本结构，断路器作为的电路元器件，要了解其应用范围，基本原理，多让学生发言谈谈自己的理解。
与
方法
1.通过教师引导，吸引学生学习兴趣；
2.通过“问题导入”，让学生处于更主动地地位；
3.通过多媒体教学使学生的学习兴趣增加。
情感
态度价Biblioteka 观1.培养学生一定的分析问题、解决问题的能力
2.培养学生的学习能力、职业素养
教材
分析
重点
断路器的分类和基本结构
漏电保护断路器
断路器的选用
断路器使用注意事项。
难点
② 在电力网主干线中则主要选用框架式断路器；
③ 而在建筑物的配电系统中则一般采用漏电保护式断路器。
2.确定断路器的类型后再进行具体参数的选择。
⑴ 断路器的额定工作电压（V）大于或等于被保护线路的额定电压（V）。
⑵ 断路器的额定电流（A）大于或等于被保护线路的计算负载电流（A）。
⑶ 断路器的额定通断能力（KA）大于或等于被保护线路中可能出现的最大短路电流（KA），一般按有效值计算。
四、DZ47(C45N)系列微型低压断路器
17.近年来，我国在建筑业中广泛采用了DZ47系列微型断路器作为大楼、民用住宅等的电源开关，它具有安全、可靠、体积小、价格低、安装及操作方便等优点。
18.DZ47系列微型低压断路器由操作机构、触点系统、灭弧装置、过电流脱扣器及外壳组成。按极数可分为单极、二极、三极、四极。
教 学 过 程
教 学
环 节
教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配
一、
二、
复习提问：
一、交流接触器的主要结构和工作原理
二、交流接触器的主要参数
三、交流接触器的选用
四、交流接触器的安装
低压断路器
1.低压断路器：低压断路器是把开关、接触器、继电器等多种电器的功能综合在一起而设计制造的一种综合型电器，应用十分广泛。
14.漏电保护断路器的作用。
除了起断路器的作用外，漏电保护断路器还能在设备漏电或人身触电时迅速断开电路，保护人身和设备的安全，因而使用十分广泛。
15.漏电保护断路器的组成和工作原理。
⑴ 漏电保护断路器它由零序电流互感器、放大器和主回路断路器（含跳闸脱扣器）3个主要组成部分。
⑵ 当设备正常工作时，主电路电流的向量和为零，零序电流互感器的铁心无磁通，其二次绕组没有感应电压输出，开关保持闭合状态。
⑷ 线路末端单相对地短路电流（A）大于或等于1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣器整定电流（A）。
⑸ 断路器欠电压脱扣器额定电压（V）等于被保护线路的额定电压（V）。
⑹ 断路器分励脱扣器额定电压（V）等于控制电源的额定电压（V）。
⑺ 若断路器用于电动机保护，则电流整定值等的选用还应遵循以下原则：
① 断路器的长延时电流整定值（A）等于电动机的额定电流（A）。
19.过电流脱扣器由双金属片与电磁机构组成，脱扣器的脱扣器的整定电流值是一定的，不可自行调节。
20.DZ47系列微型低压断路器的额定电流为60A，脱扣器的整定电流可分为1A、3A、5A、10A、15A、20A、25A、32A、40A、50A、60A等，分别标在塑料外壳上，如C20表示整定电流为20A，可根据该断路器所控制的负载大小来选用。
⑸ 电路中发生过载时，过载电流流过热脱扣器的热元件，使双金属片发热弯曲，将杠杆上顶，使搭钩脱钩，在弹簧作用下，3对主触点断开，切断电源，起到过载保护作用。
⑹ 需手动分断电路时，按下分断按钮即可。
12.断路器的图形符号和文字符号。
三、漏电保护断路器
13.漏电保护断路器：漏电保护断路器通常被称为漏电保护开关，是为了防止低压电网人身触电或因漏电造成火灾等事故而研制的一种新型电器。
二、断路器的基本工作原理
10.断路器的基本工作原理。
通过手动或电动等操作机构可使断路器合闸，从而使电路接通。当电路发生故障（短路、过载、欠电压等）时，通过脱扣装置使断路器自动跳闸，达到故障保护的目的。
11.DZ5系列断路器的工作原理。
⑴3对主触点串联在被控制的三相主电路中。当按下按钮时，通过操作机构由锁扣钩住搭钩，克服弹簧的反作用力使三相主触点保持闭合状态。
⑴ 漏电保护断路器的主要技术参数有漏电动作电流和动作时间等。
⑵ 漏电保护断路器的选用。
① 若用于保护手持电动工具、各种移动电器盒家用电器，应选用额定漏电动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s的快速动作漏电保护断路器；
② 如保护单台电动机时可选用额定漏电动作电流为30～100mA的漏电保护断路器。
教 学 设 计
授课班级
授课日期
第27.28课时
课 型
新授课
教具、资料
教材、教案、PPT
课 题
低压断路器
教 学
目 标
要 求
知识
与
技能
大多数学生能说出：
一、断路器的分类和基本结构
二、断路器的基本工作原理
三、漏电保护断路器
四、DZ47(C45N)系列微型低压断路器
五、断路器的选用
六、断路器使用注意事项。
过程
⑶ 当被保护的电路漏电或有人触电时，漏电电流通过大地回到变压器中性点，从而使三相电流的向量和不等于零，零序电流互感器的二次绕组中就产生感应电流。
⑷ 当该电流达到一定值并经过放大器放大后就可以使脱扣器YA动作，使断路器在很短的时间内动作而切断电路。
16.漏电保护断路器的主要技术参数和漏电保护断路器的选用。
漏电保护断路器
通过观看视频学习DZ47(C45N)系列微型低压断路器
断路器的选用
断路器使用注意事项。
总结本堂课所讲述的内容，学生对照笔记本跟着教师复习回忆，回答问题。
记录本堂课作业
1min
9min
15min
15min
15min
15min
10min
5min
② 保护笼形异步电动机时，瞬时值整定电流（A）等于kf乘以电动机的额定电流（A）；系数kf与电动机的型号、容量和起动方法有关，其大小约为8～15。
③ 保护绕线转子异步电动机时，瞬时值整定电流等于kf乘以电动机的额定电流；系数kf的大小约为3～6。
六、断路器使用注意事项。
为保证低压断路器可靠工作，使用时要注意以下事项：
⑵ 电路工作正常时，电磁脱扣器的线圈所产生的电磁吸力不能将衔铁吸和，主触点保持闭合。
⑶ 电路发生短路故障，使通过电磁脱扣器线圈的电流增大，产生的电磁力增加，将衔铁吸和，并撞击杠杆将搭钩往上顶，使其与锁扣脱钩，在弹簧的作用下，将主触点断开，切断电源，起短路保护作用。
⑷ 电路中电压不做（小于额定电压85%）或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或消失，衔铁被弹簧拉开撞击杠杆，使搭钩顶开，切断电路，起到欠电压保护作用。
5.断路器的基本结构。
⑴ 触点系统用于接通和断开电路。触点的结构形式有对接式、桥式和插入式三种，一般采用银合金材料和铜合金材料制成。
⑵ 灭弧系统有多种结构形式，常用的灭弧方式有窄缝灭弧和金属栅灭弧。
⑶ 操作机构用于实现断路器的闭合与断开，有操作机构有手动操作机构、电动机操作机构、电磁铁操作机构等。
⑷ 脱扣器是断路器的感测元件，用来感测电路特定的信号（如过电压、过电流等），电路中一旦出现非正常信号，相应的脱扣器就会动作，通过联动装置使断路器自动跳闸切断电路。断路器脱扣器的种类很多，有电磁脱扣器、热脱扣器、自由脱扣器、漏电脱扣器等。电磁脱扣器又分为过电流脱扣器、欠电流脱扣器、过电压脱扣器、欠电压脱扣器及分励脱扣器等。
⑸ 外壳或框架是断路器的支持件，用来安装断路器的各个部分。
6.断路器触点的结构形式有对接式、桥式和插入式三种，一般采用银合金材料和铜合金材料 制成。
7.断路器常用的灭弧方式有窄缝灭弧和金属栅灭弧。
8.断路器的操作机构有手动操作机构、电动机操作机构、电磁铁操作机构等。
9.断路器脱扣器的种类很多，有电磁脱扣器、热脱扣器、自由脱扣器、漏电脱扣器等。电磁脱扣器又分为过电流脱扣器、欠电流脱扣器、过电压脱扣器、欠电压脱扣器及分励脱扣器等。
① 断路器要按规定垂直安装，连接导线必须符合规定要求。
② 工作时不可将灭弧罩取下，灭弧罩损坏应及时更换，以免发生短路时电弧不熄灭的事故。
③ 脱扣器的整定值一经调好就不要随意变动，但应做定期检查，以免脱扣器误动作不动作。
④ 分断短路电流后应及时检查主触点，若发现弧烟痕迹，可用干布擦尽；若发现触点烧毛应及时修复。
断路器的种类很多，有多种分类方法。
① 按结构形式来分，可分为框架式（也称为万能式）和塑料外壳式（也称为装置式）；
② 按用途来分，可分为配电、电动机保护、照明、漏电保护断路器等。
5.在自动控制系统中，塑料外壳和漏电保护断路器由于结构紧凑，体积小，重量轻，价格低，安装方便，并且使用较为安全，应用极为广泛。
⑤ 使用一定次数（一般为1/4机械寿命）后，应给操作机构添加润滑油。
⑥ 应定期清除断路器的尘垢，以免影响操作和绝缘。
师生问好
思考、回忆再回答教师问题。
教师讲解，学生对不懂处可进行提问，教师解答
通过教师引导和多媒体课件来进行学习、听讲、记录笔记。
认识各部件组成，分析断路器的分类和基本结构
断路器的基本工作原理
2.低压断路器的作用：低压断路器也称为自动空气开关，它主要用在交、直流低压电网中，既可手动又可电动分合电路，且可对电路或用电设备实现过载、短路和欠电压等保护，也可以用于不频繁起动电动机，是一种重要的控制和保护电器。
3.断路器都有灭弧装置，因此它可以安全地带负荷合闸与分闸。
一、断路器的分类和基本结构
4.断路器的分类方法。
21.微型低压断路器有多种附件，组合设计可具有漏电保护、欠压保护等功能，如常用的DZ47E系列具有漏电保护功能。
五、断路器的选用
选用断路器时首先确定断路器的类型，然后进行具体参数的确定。
1.应根据具体使用条件、保护对象的保护要求选择合适的类型。
① 一般在电气设备控制系统中，常选用塑料外壳式或漏电保护式断路器；
关键
断路器的基本工作原理
板
书
设
计
低压断路器
一、断路器的分类和基本结构
二、断路器的基本工作原理
三、漏电保护断路器
四、DZ47(C45N)系列微型低压断路器
五、断路器的选用
六、断路器使用注意事项。
课 后
小 结
本节课程重点是断路器的基本结构，断路器作为的电路元器件，要了解其应用范围，基本原理，多让学生发言谈谈自己的理解。
与
方法
1.通过教师引导，吸引学生学习兴趣；
2.通过“问题导入”，让学生处于更主动地地位；
3.通过多媒体教学使学生的学习兴趣增加。
情感
态度价Biblioteka 观1.培养学生一定的分析问题、解决问题的能力
2.培养学生的学习能力、职业素养
教材
分析
重点
断路器的分类和基本结构
漏电保护断路器
断路器的选用
断路器使用注意事项。
难点
② 在电力网主干线中则主要选用框架式断路器；
③ 而在建筑物的配电系统中则一般采用漏电保护式断路器。
2.确定断路器的类型后再进行具体参数的选择。
⑴ 断路器的额定工作电压（V）大于或等于被保护线路的额定电压（V）。
⑵ 断路器的额定电流（A）大于或等于被保护线路的计算负载电流（A）。
⑶ 断路器的额定通断能力（KA）大于或等于被保护线路中可能出现的最大短路电流（KA），一般按有效值计算。
四、DZ47(C45N)系列微型低压断路器
17.近年来，我国在建筑业中广泛采用了DZ47系列微型断路器作为大楼、民用住宅等的电源开关，它具有安全、可靠、体积小、价格低、安装及操作方便等优点。
18.DZ47系列微型低压断路器由操作机构、触点系统、灭弧装置、过电流脱扣器及外壳组成。按极数可分为单极、二极、三极、四极。
教 学 过 程
教 学
环 节
教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配
一、
二、
复习提问：
一、交流接触器的主要结构和工作原理
二、交流接触器的主要参数
三、交流接触器的选用
四、交流接触器的安装
低压断路器
1.低压断路器：低压断路器是把开关、接触器、继电器等多种电器的功能综合在一起而设计制造的一种综合型电器，应用十分广泛。
14.漏电保护断路器的作用。
除了起断路器的作用外，漏电保护断路器还能在设备漏电或人身触电时迅速断开电路，保护人身和设备的安全，因而使用十分广泛。
15.漏电保护断路器的组成和工作原理。
⑴ 漏电保护断路器它由零序电流互感器、放大器和主回路断路器（含跳闸脱扣器）3个主要组成部分。
⑵ 当设备正常工作时，主电路电流的向量和为零，零序电流互感器的铁心无磁通，其二次绕组没有感应电压输出，开关保持闭合状态。
⑷ 线路末端单相对地短路电流（A）大于或等于1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣器整定电流（A）。
⑸ 断路器欠电压脱扣器额定电压（V）等于被保护线路的额定电压（V）。
⑹ 断路器分励脱扣器额定电压（V）等于控制电源的额定电压（V）。
⑺ 若断路器用于电动机保护，则电流整定值等的选用还应遵循以下原则：
① 断路器的长延时电流整定值（A）等于电动机的额定电流（A）。
19.过电流脱扣器由双金属片与电磁机构组成，脱扣器的脱扣器的整定电流值是一定的，不可自行调节。
20.DZ47系列微型低压断路器的额定电流为60A，脱扣器的整定电流可分为1A、3A、5A、10A、15A、20A、25A、32A、40A、50A、60A等，分别标在塑料外壳上，如C20表示整定电流为20A，可根据该断路器所控制的负载大小来选用。
⑸ 电路中发生过载时，过载电流流过热脱扣器的热元件，使双金属片发热弯曲，将杠杆上顶，使搭钩脱钩，在弹簧作用下，3对主触点断开，切断电源，起到过载保护作用。
⑹ 需手动分断电路时，按下分断按钮即可。
12.断路器的图形符号和文字符号。
三、漏电保护断路器
13.漏电保护断路器：漏电保护断路器通常被称为漏电保护开关，是为了防止低压电网人身触电或因漏电造成火灾等事故而研制的一种新型电器。
二、断路器的基本工作原理
10.断路器的基本工作原理。
通过手动或电动等操作机构可使断路器合闸，从而使电路接通。当电路发生故障（短路、过载、欠电压等）时，通过脱扣装置使断路器自动跳闸，达到故障保护的目的。
11.DZ5系列断路器的工作原理。
⑴3对主触点串联在被控制的三相主电路中。当按下按钮时，通过操作机构由锁扣钩住搭钩，克服弹簧的反作用力使三相主触点保持闭合状态。
⑴ 漏电保护断路器的主要技术参数有漏电动作电流和动作时间等。
⑵ 漏电保护断路器的选用。
① 若用于保护手持电动工具、各种移动电器盒家用电器，应选用额定漏电动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s的快速动作漏电保护断路器；
② 如保护单台电动机时可选用额定漏电动作电流为30～100mA的漏电保护断路器。
教 学 设 计
授课班级
授课日期
第27.28课时
课 型
新授课
教具、资料
教材、教案、PPT
课 题
低压断路器
教 学
目 标
要 求
知识
与
技能
大多数学生能说出：
一、断路器的分类和基本结构
二、断路器的基本工作原理
三、漏电保护断路器
四、DZ47(C45N)系列微型低压断路器
五、断路器的选用
六、断路器使用注意事项。
过程
⑶ 当被保护的电路漏电或有人触电时，漏电电流通过大地回到变压器中性点，从而使三相电流的向量和不等于零，零序电流互感器的二次绕组中就产生感应电流。
⑷ 当该电流达到一定值并经过放大器放大后就可以使脱扣器YA动作，使断路器在很短的时间内动作而切断电路。
16.漏电保护断路器的主要技术参数和漏电保护断路器的选用。
漏电保护断路器
通过观看视频学习DZ47(C45N)系列微型低压断路器
断路器的选用
断路器使用注意事项。
总结本堂课所讲述的内容，学生对照笔记本跟着教师复习回忆，回答问题。
记录本堂课作业
1min
9min
15min
15min
15min
15min
10min
5min
② 保护笼形异步电动机时，瞬时值整定电流（A）等于kf乘以电动机的额定电流（A）；系数kf与电动机的型号、容量和起动方法有关，其大小约为8～15。
③ 保护绕线转子异步电动机时，瞬时值整定电流等于kf乘以电动机的额定电流；系数kf的大小约为3～6。
六、断路器使用注意事项。
为保证低压断路器可靠工作，使用时要注意以下事项：
⑵ 电路工作正常时，电磁脱扣器的线圈所产生的电磁吸力不能将衔铁吸和，主触点保持闭合。
⑶ 电路发生短路故障，使通过电磁脱扣器线圈的电流增大，产生的电磁力增加，将衔铁吸和，并撞击杠杆将搭钩往上顶，使其与锁扣脱钩，在弹簧的作用下，将主触点断开，切断电源，起短路保护作用。
⑷ 电路中电压不做（小于额定电压85%）或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或消失，衔铁被弹簧拉开撞击杠杆，使搭钩顶开，切断电路，起到欠电压保护作用。
5.断路器的基本结构。
⑴ 触点系统用于接通和断开电路。触点的结构形式有对接式、桥式和插入式三种，一般采用银合金材料和铜合金材料制成。
⑵ 灭弧系统有多种结构形式，常用的灭弧方式有窄缝灭弧和金属栅灭弧。
⑶ 操作机构用于实现断路器的闭合与断开，有操作机构有手动操作机构、电动机操作机构、电磁铁操作机构等。
⑷ 脱扣器是断路器的感测元件，用来感测电路特定的信号（如过电压、过电流等），电路中一旦出现非正常信号，相应的脱扣器就会动作，通过联动装置使断路器自动跳闸切断电路。断路器脱扣器的种类很多，有电磁脱扣器、热脱扣器、自由脱扣器、漏电脱扣器等。电磁脱扣器又分为过电流脱扣器、欠电流脱扣器、过电压脱扣器、欠电压脱扣器及分励脱扣器等。
⑸ 外壳或框架是断路器的支持件，用来安装断路器的各个部分。
6.断路器触点的结构形式有对接式、桥式和插入式三种，一般采用银合金材料和铜合金材料 制成。
7.断路器常用的灭弧方式有窄缝灭弧和金属栅灭弧。
8.断路器的操作机构有手动操作机构、电动机操作机构、电磁铁操作机构等。
9.断路器脱扣器的种类很多，有电磁脱扣器、热脱扣器、自由脱扣器、漏电脱扣器等。电磁脱扣器又分为过电流脱扣器、欠电流脱扣器、过电压脱扣器、欠电压脱扣器及分励脱扣器等。
① 断路器要按规定垂直安装，连接导线必须符合规定要求。
② 工作时不可将灭弧罩取下，灭弧罩损坏应及时更换，以免发生短路时电弧不熄灭的事故。
③ 脱扣器的整定值一经调好就不要随意变动，但应做定期检查，以免脱扣器误动作不动作。
④ 分断短路电流后应及时检查主触点，若发现弧烟痕迹，可用干布擦尽；若发现触点烧毛应及时修复。
断路器的种类很多，有多种分类方法。
① 按结构形式来分，可分为框架式（也称为万能式）和塑料外壳式（也称为装置式）；
② 按用途来分，可分为配电、电动机保护、照明、漏电保护断路器等。
5.在自动控制系统中，塑料外壳和漏电保护断路器由于结构紧凑，体积小，重量轻，价格低，安装方便，并且使用较为安全，应用极为广泛。
⑤ 使用一定次数（一般为1/4机械寿命）后，应给操作机构添加润滑油。
⑥ 应定期清除断路器的尘垢，以免影响操作和绝缘。
师生问好
思考、回忆再回答教师问题。
教师讲解，学生对不懂处可进行提问，教师解答
通过教师引导和多媒体课件来进行学习、听讲、记录笔记。
认识各部件组成，分析断路器的分类和基本结构
断路器的基本工作原理
2.低压断路器的作用：低压断路器也称为自动空气开关，它主要用在交、直流低压电网中，既可手动又可电动分合电路，且可对电路或用电设备实现过载、短路和欠电压等保护，也可以用于不频繁起动电动机，是一种重要的控制和保护电器。
3.断路器都有灭弧装置，因此它可以安全地带负荷合闸与分闸。
一、断路器的分类和基本结构
4.断路器的分类方法。
21.微型低压断路器有多种附件，组合设计可具有漏电保护、欠压保护等功能，如常用的DZ47E系列具有漏电保护功能。
五、断路器的选用
选用断路器时首先确定断路器的类型，然后进行具体参数的确定。
1.应根据具体使用条件、保护对象的保护要求选择合适的类型。
① 一般在电气设备控制系统中，常选用塑料外壳式或漏电保护式断路器；