《低压电器---项目式教学》教案 单元2 低压电器.docx

《低压电器——项目式教学》

教案

教师姓名

授课专业

授课班级

课程名称

课程类别

授课形式

授课时间

授课时数

2

授课章节名称

单元二常用低压电器的使用

项目一常用低压保护电器

任务1低压熔断器的使用

教学目标

能够认识低压熔断器的用途、型号

掌握熔断器的结构及工作原理

教学重点

熔断器的结构及安装

教学难点

熔断器的检测

更新、补充、删节内容

无

教学方法和手段

实践操作法

作业

实训报告

教学小结

本节内容较为简单，学生较容易掌握。

注：课程类别：公共基础课专业基础课专业必修课专业选修课公共选修课等

授课主要内容与教学过程设计

教学

环节

教学内容及活动

课

题

引

入

上节内容回顾

教师活动：分析上节课留下的课后作业

学生活动：将回答错误的地方改正

通过作业分析，回顾上节课所学，以便引入本节内容。

内

容

讲

授

熔断器是基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬动特性，用于电路的短路保护和严重过载保护。使用时，熔断器串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔断器中的熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。它具有结构简单、体积小、使用维护方便、分断能力较高、限流性能良好、价格低廉等特点。

一、熔断器的结构和分类

1．熔断器的结构

熔断器在结构上主要由熔断管(或盖、座)、熔体及导电部件等元器件组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。熔断管一般由硬质纤维或瓷质绝缘材料制成半封闭式或封闭式管状外壳，熔体则装于其内。熔断管的作用是便于安装熔体和有利于熔体熔断时熄灭电弧。熔体(又称做熔件)是由不同金属材料(铅锡合金、锌、铜或银)制成丝状、带状、片状或笼状，它串接于

被保护电路。熔断器的作用是当电路发生短路时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路。

在电气原理图中熔断器的图形符号和文字符号如图2-1-1所示。

图2-1-1熔断器的图形和文字符号

2．熔断器的分类

图2-1-2各类熔断器外观形状

熔断器的种类很多。按结构来分有半封闭插入式、螺旋式、无填料密封管式和有填料密封管式。按用途来分有一般工业用熔断器和半导体器件保护用快速熔断器和特殊熔断器(如具有两段保护特性的快慢动作熔断器、自复式熔断器等)。

(1)插入式熔断器

主要用于低压分支电路的短路保护，由于其分断能力较小，一般多用于民用和照明电路中。

(2)螺旋式熔断器

该系列产品的熔管内装有石英砂或惰性气体，用于熄灭电弧，具有较高的分断能力，并带熔断指示器。当熔体熔断时指示器自动弹出。

(3)封闭管式熔断器

该种熔断器分为无填料、有填料和快速三种。无填料熔断器在低压电力网络成套配电设备中做短路保护和连续过载保护。其特点是可拆卸，即当熔体熔断后，用户可以个自行拆开，重新装入新的熔体。有填料熔断器具有较大的分断能力，用于较大电流的电力输配电系统中，还可以用于熔断器式隔离器、开关熔断器等电器中。

(4)自复式熔断器

自复式熔断器是一种新型熔断器。它利用金属钠做熔体．在常温下，钠的电阻很小．允许通过正常的工作电流。当电路发生短路时，短路电流产生高温使钠迅速气化；气态钠电阻变得很高，从而限制了短路电流。当故障消除后，温度下降，金属钠重新固化，恢复其良好的导电性；其优点是能重复使用，不必更换熔体。它在线路中只能限制故障电流，而不能切断故障电路。

(5)快速熔断器

它主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低。只能在极短时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同，但熔体材料和形状不同。

二、熔断器的保护特性

熔断器的保护特性亦称熔化特性(或称安秒特性)，是指熔体的熔化电流与熔化时间之问的关系。它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性，如图3-40所示。在保护特性中有一熔体熔断与不熔断的分界线，与此相应的电流就是最小熔化电流Ir，。当熔体通过电流等于或大于Ir时，熔体熔断。当熔体通过电流小于Ir时，熔体不熔断。根据对熔断器的要求，熔体在额定电流Ire时绝对不熔断。

图2-1-3熔断器的保护特性

最小熔化电流Ir与熔体额定电流Ire之比称做熔断器的熔化系数，即K=Ir/Ire

熔化系数主要取决于熔体的材料和工作温度以及它的结构。当熔体采用低熔点的金属材料(如铅、锡合金及锌等)时，熔化时所需热量小，故熔化系数较小，有利于过载保护。但它们的电阻系数较大，熔体截面积较大，熔断时产生的金属蒸气较多，不利