城市軌道交通高壓電氣設(shè)備檢修 教案任務(wù)一 SF6斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量

授課教案綱要教師姓名系部專業(yè)軌道供電專業(yè)課程名稱城軌高壓電氣設(shè)備檢修使用教材城市軌道交通高壓電氣設(shè)備檢修授課時(shí)間授課對(duì)象計(jì)劃學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)教學(xué)方式地點(diǎn)一體化實(shí)訓(xùn)基地教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1）能完成SF6斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量試驗(yàn)（2）能與他人合作，進(jìn)行有效溝通，能按6S管理規(guī)定進(jìn)行作業(yè)（1）掌握SF6斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理（2）明確SF6斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量的步驟和具體操作教學(xué)內(nèi)容SF6斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量試驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)SF6斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量的步驟和具體操作綜合素質(zhì)培養(yǎng)培養(yǎng)安全作業(yè)的意識(shí)，養(yǎng)成愛崗敬業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。教學(xué)方法一體化教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分組討論法教學(xué)資源教材、PPT課件、微課教學(xué)后記（對(duì)課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教案、教材、教學(xué)方法的建議）教學(xué)活動(dòng)流程設(shè)計(jì)教學(xué)步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法學(xué)生活動(dòng)時(shí)間安排課前導(dǎo)學(xué)任務(wù)描述：導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量是斷路器判斷觸頭接觸是否良好的一種常見試驗(yàn)，也是斷路器預(yù)防性試驗(yàn)的主要項(xiàng)目。如果接觸電阻過大，在長期工作電流下積累的發(fā)熱量將隨著電阻的增加而增加，電接觸的溫度急劇上升，造成接觸電阻繼續(xù)惡化，嚴(yán)重時(shí)可能使觸頭接觸部分局部熔焊，影響開關(guān)的正常分合。當(dāng)通過短路電流時(shí)，還會(huì)影響開關(guān)的動(dòng)、熱穩(wěn)定性能和開斷性能。因此，當(dāng)主變電所110kV斷路器在運(yùn)行1～3年或大修后，需要測(cè)量其導(dǎo)電回路電阻，掌握觸頭的接觸狀況，從而保證設(shè)備的安全運(yùn)行。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法搜集有關(guān)SF6斷路器的理論知識(shí)，和視頻自學(xué)課程內(nèi)容。1課時(shí)任務(wù)咨詢一、斷路器基礎(chǔ)知識(shí)1.氣體基本性質(zhì)(1）氣體是無色、無味、無毒、不燃的惰性氣體，密度為6.14，是空氣的5.1倍。分解溫度為500℃，無火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)，對(duì)金屬和絕緣材料無腐蝕和氧化，冷卻特性好。（2）絕緣性能好。相同條件下絕緣強(qiáng)度是空氣的2.5～3倍，在0.3MPa下與變壓器油絕緣強(qiáng)度相同。（3）滅弧性能好，其滅弧能力是空氣的100倍。具有強(qiáng)電負(fù)性，能吸附電子和正離子復(fù)合，故復(fù)合作用快，去游離作用強(qiáng)。尤其在電流過零前后，可使弧隙中帶電粒子減少，導(dǎo)電率下降。易液化，不宜使用于寒冷地區(qū)（—30℃)。（4）受電弧作用后，不會(huì)引起氣體的變質(zhì)。受電孤作用后，少量分解為和，但它們很不穩(wěn)定，在0.1ms的極短時(shí)間內(nèi)迅速合成。斷路器在多次強(qiáng)電流斷開試驗(yàn)后，氣體基本上不劣化。（5）當(dāng)氣體中有水分存在時(shí)，在電弧的作用下將產(chǎn)生有害和有毒物質(zhì)，主要是低氟化物、氫氟酸等。2.滅弧室類型及滅弧原理（1）斷路器滅弧室有雙壓式和單壓式（定開距、變開距）兩種結(jié)構(gòu)。（2）滅弧原理：110kV以上的系統(tǒng)中多采用單壓式滅弧室，又稱壓氣式滅弧室，指在斷路器內(nèi)的氣體只有一種較低的壓力，滅弧室的可動(dòng)部分帶有壓氣裝置，靠分閘過程中活塞與氣缸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，像打氣筒打氣一樣，使氣體壓力短時(shí)間內(nèi)迅速升高，形成高壓氣體吹拂電弧，使之熄滅，動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)速度決定了吹氣量的大小，一旦分閘操作結(jié)束，壓氣作用隨即消失，觸頭間恢復(fù)為低壓氣體。（3）特點(diǎn)：單壓式滅弧室結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、性能良好，大多應(yīng)用在110kV以上的高壓電網(wǎng)中，開斷電流可達(dá)幾十個(gè)千安。目前單壓式斷路器額定開斷電流已達(dá)80kA，單斷口的電壓已達(dá)到550kV。3.斷路器的分類（1）瓷柱式：開斷元件安裝在絕緣支柱上，使處于高電位的觸頭、導(dǎo)電部分及滅弧室與地電位絕緣，絕緣支柱則安裝在接地的基座上。（2）罐式：開斷元件安裝在接地的箱殼中，其間的絕緣依靠氣體來承擔(dān)，導(dǎo)電部分經(jīng)套管引入，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，常在高壓和超高壓斷路器中使用，抗震性能好。4.斷路器的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：①開斷性能好，開斷電流大，燃弧時(shí)間短，不會(huì)產(chǎn)生重燃過電壓；②允許開關(guān)的次數(shù)多，適于頻繁操作，檢修周期長；③結(jié)構(gòu)簡單，由于滅弧罩?jǐn)嗫谀蛪焊?，使其斷口?shù)和絕緣支柱數(shù)減少；④結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地面積小；⑤氣體是惰性氣體，沒有火災(zāi)危險(xiǎn)。（2）缺點(diǎn)：斷路器加工精度要求高，密封性能要求好，檢測(cè)要求嚴(yán)格，價(jià)格高。引導(dǎo)教學(xué)、分組討論分組討論完成任務(wù)咨詢。1學(xué)時(shí)方案制定二、斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量1.試驗(yàn)?zāi)康脑撛囼?yàn)通過測(cè)量斷路器動(dòng)、靜觸頭的接觸電阻，判斷觸頭接觸是否良好。接觸電阻上升的原因有：（1）觸頭表面氧化；（2）觸頭間存在有機(jī)雜物或多次開斷短路電流后，殘存有碳化物；（3）觸頭壓力下降；（4）觸頭有效接觸面積減少。如果接觸電阻過大，在長期工作電流下積累的發(fā)熱量將隨著電阻的增加而增加，電接觸的溫度急劇上升，造成接觸電阻繼續(xù)惡化，嚴(yán)重時(shí)可能使觸頭接觸部分局部熔焊，影響開關(guān)的正常分合。當(dāng)通過短路電流時(shí)，還會(huì)影響開關(guān)的動(dòng)、熱穩(wěn)定性能和開斷性能。因此，在斷路器的型式試驗(yàn)、出廠驗(yàn)收、交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)中，都規(guī)定了導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目。當(dāng)主變電所110kV斷路器在運(yùn)行1～3年或大修后，需要測(cè)量其導(dǎo)電回路電阻，掌握觸頭的接觸狀況，從而保證設(shè)備的安全運(yùn)行。2.試驗(yàn)原理采用直流壓降法。根據(jù)歐姆定律：使用回路電阻測(cè)試儀為斷路器導(dǎo)電回路提供恒定電流I（不小于100A），當(dāng)電流流經(jīng)斷路器時(shí)，由于動(dòng)、靜觸頭的接觸電阻，動(dòng)、靜觸頭兩端會(huì)有電壓差U，我們通過鉗在動(dòng)、靜觸頭的電壓鉗測(cè)量該電壓差U。3.試驗(yàn)儀器試驗(yàn)儀器采用回路電阻測(cè)試儀。型號(hào)：HLC5502廠家：保定金達(dá)電流選擇：100A、200A4.試驗(yàn)接線任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，分組討論法完成斷路器導(dǎo)電回路直流電阻測(cè)量的方案2學(xué)時(shí)方案實(shí)施作業(yè)流程（1）擺放回路電阻測(cè)試儀，連接測(cè)試線，將回路電阻測(cè)試儀接地端可靠接地，參考試驗(yàn)接線圖。檢查被試斷路器應(yīng)在合閘狀態(tài)，通過專用測(cè)試線和斷路器連接，電壓測(cè)量線應(yīng)在電流輸出線內(nèi)側(cè)。接線應(yīng)正確、連接應(yīng)牢固可靠，保證接觸良好。（2）開始測(cè)量，讀取并記錄測(cè)量結(jié)果。啟動(dòng)測(cè)試儀開始測(cè)量，測(cè)量電流輸出值不小于100A，待測(cè)量值穩(wěn)定，儀器指示無變化時(shí)，記錄測(cè)量電阻值。（3）停止測(cè)量。測(cè)量回路未放電或放電不徹底，會(huì)危及人身安全、損壞測(cè)試設(shè)備，必須等待測(cè)試儀顯示已完全放電才能斷開測(cè)試回路，進(jìn)行后續(xù)工作。任務(wù)驅(qū)動(dòng)，小組祖業(yè)完成斷路器導(dǎo)電回路直流電阻的測(cè)量2課時(shí)檢查復(fù)測(cè)1.擺放回路電阻測(cè)試儀，連接測(cè)試線：將回路電阻測(cè)試儀接地端可靠接地，參考試驗(yàn)接線圖。檢查被試斷路器應(yīng)在合閘狀態(tài)，通過專用測(cè)試線和斷路器連接，電壓測(cè)量線應(yīng)在電流輸出線內(nèi)側(cè)。2.開始測(cè)量，讀取并記錄測(cè)量結(jié)果：啟動(dòng)測(cè)試儀開始測(cè)量，測(cè)量電流輸出值不小于100A，待測(cè)量值穩(wěn)定，儀器指示無變化時(shí)，記錄