1.3 低压开关（1）（教案）《电力拖动控制线路与技能训练》（劳保版·第6版）同步精品课堂

《电力拖动控制线路与技能训练》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.3 低压开关（1） 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 中职学生已具备基础电路认知，对电气元件有初步了解，但缺乏系统的低压电器实践经验。部分学生对抽象原理理解困难（如脱扣器动作机制），但动手操作兴趣较高。此前已学过刀开关等简单电器，可类比引入低压断路器。需注意学生个体差异：约30%学生能快速掌握型号识别，而多数需通过实物拆解强化结构认知，尤其对“短路保护瞬时动作”等动态原理理解不足，需借助动画或实验突破。 背景分析 低压开关是电力拖动系统的基础元件，广泛应用于家庭配电（如开关箱控制照明）、工业设备（如搅拌机电路保护）。当前建筑、机电行业对低压电器安装维修人才需求迫切，课程对接《低压电器安装与调试》职业技能标准。学生未来从事电工岗位时，需熟练掌握断路器的选用与故障处理，因此教学需紧密结合行业规范（如GB/T 14048.2），强化安全操作意识（如断电检修原则）。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力(技能)目标 养成安全用电习惯，严格遵守“断电操作、垂直安装”规范；培养严谨的故障排查思维，能按“观察现象→分析原因→动手检修”流程处理问题。 理解低压断路器的三大保护功能（短路、过载、欠压）及对应脱扣器原理，掌握DZ5系列型号含义（如DZ5-20/330的极数、脱扣类型）。 能根据电路参数选用合适断路器（如电动机启动电流计算整定值），完成DZ5-20型的安装接线，并排除“不能合闸”等常见故障。 学习任务 描述 通过拆解DZ5-20型断路器实物，绘制结构示意图；根据给定电路（如三相电动机控制回路），计算电磁脱扣整定值并选用对应型号；模拟“启动分断”故障，分析原因并更换脱扣器。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 低压断路器的结构组成（触头系统、热脱扣器、电磁脱扣器）与工作原理；型号识别（如壳架电流、脱扣类别）；选用原则（额定电压/电流匹配、整定值计算）及安装规范（垂直安装、上进下出）。 教学难点 脱扣器的动作机制：热脱扣器的双金属片受热弯曲原理，电磁脱扣器的衔铁吸合条件；电磁脱扣整定值公式的实际应用。 教学难点突破方法 用动画演示双金属片受热变形过程，用电磁铁模型展示衔铁吸合；通过案例计算（如10kW电动机启动电流）实操整定值选取，强化公式应用。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电力拖动控制线路与技能训练》，主编：朱学辉，第6版；中国劳动社会保障出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾 (2分钟) [引入主题](2分钟) 任务引入：复习刀开关的作用与分类，提问“刀开关能否自动切断短路电流”。 展示刀开关实物，引导学生回忆“隔离电路”功能，引出需自动保护的低压断路器。 回答刀开关缺点，联想家庭电路跳闸现象。 通过新旧知识衔接，激发探究低压断路器保护功能的兴趣。 新课导入 (3分钟) [新课引入](3分钟) 播放建筑工地开关箱跳闸视频，展示居民楼配电箱断路器。 提问“为何空调过载时开关会跳闸”，展示DZ5-20型断路器，说明其“智能保护”特性。 观察断路器外观，猜测“跳闸”的内部原因。 从生活现象切入，引发对断路器保护原理的好奇心。 探索新知 (2分钟) 一、低压断路器 1.低压断路器的功能 低压断路器又称为自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。 它集控制和多种保护功能于一体。 在线路工作正常时，它作为电源开关接通和分断电路； 当电路中发生短路、过载和失压等故障时，它能自动跳闸切断故障电路，从而保护线路和电气设备。 分发DZ5-20型断路器模型，引导学生观察按钮、接线柱等外部结构，提问“绿色按钮的作用”。 按压按钮，描述“合闸-分闸”手感，指出主触头接线位置。 通过实物感知建立直观认知，为拆解学习内部结构做铺垫。 学习新知(14分钟) 2.低压断路器的分类 低压断路器按结构形式可分为塑壳式（又称装置式）、万能式（又称框架式）、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式等 按操作方式可分为人力操作式、动力操作式和储能操作式 按极数可分为单极式、二极式、三极式和四极式 按安装方式可分为固定式、插入式和抽屉式 按断路器在电路中的用途可分为配电用断路器、电动机保护用断路器、漏电保护用断路器和其他负载（如照明）用断路器等 拆解断路器模型，展示热脱扣器（双金属片）和电磁脱扣器（线圈+衔铁），用酒精灯加热双金属片演示弯曲动作。 观察脱扣器动作过程，绘制“故障时脱扣器跳闸”示意图，讨论“为何短路时电磁脱扣器立即动作”。 通过直观演示突破抽象原理，培养观察与绘图能力。 3.低压断路器的结构及原理 DZ5 系列断路器有三对主触头、一对常开辅助触头和一对常闭辅助触头。 使用时三对主触头串联在被控制的三相电路中，用以接通和分断主回路的大电流。 按下绿色“合”按钮时接通电路；按下红色“分”按钮时切断电路。 当电路出现短路、过载等故障时，断路器会自动跳闸切断电路。 辅助常开触头和辅助常闭触头可用于信号指示或控制电路。 主、辅助触头的接线柱伸出壳外，以便于接线。 以DZ5-20/330为例，分解型号含义（DZ=塑壳式，5=设计序号，20=壳架电流），讲解电动机保护时整定值计算。 计算15kW电动机的电磁脱扣整定值，选择合适型号。 通过案例实操掌握型号识别与参数计算，强化理论联系实际。 4.低压断路器的选用 （1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路、设备的正常工作电压和工作电流。 （2）脱扣器的动作电流应等于所控制负载的额定电流。 （3）电磁脱扣器的瞬时动作整定值应大于负载电路正常工作时的峰值电流。 （4）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。 （5）断路器的分断能力应不小于电路的最大短路电流。 5.低压断路器的安装与使用 （1）低压断路器应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。 （2）低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。 （3）低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦净，以免影响其正常工作。同时应定期检修，清除断路器上的积尘，给操作机构添加润滑剂。 （4）各脱扣器的动作值调整好后，不允许随意变动，并应定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。 （5）断路器的触头使用一定次数或分断短路电流后，应及时检查触头系统，如果触头表面有毛刺、颗粒等，应及时维修或更换。 演示垂直安装断路器，强调“电源上进下出”，模拟“主触头熔焊”故障，用万用表检测触头通断。 分组练习接线，参照表1-10排查“不能合闸”故障（如调整储能弹簧）。 通过实操规范安装流程，培养故障排查能力。 学生再练习(6分钟) 4、分配任务：(6分钟)(思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力) 1)、以小组为单位回答问题： 热脱扣器与电磁脱扣器的保护类型有何区别？安装断路器时为何必须垂直且上进下出？ 2)、每组派出代表回答老师提问 3)、学生分组相互评价 4)、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂总结 (2分钟) 教师总结(2分钟) 今天我们学习了低压断路器的“三大保护”（短路、过载、欠压）和“五大要点”（结构、型号、选用、安装、故障）。要记住：脱扣器是保护核心，型号参数是选用关键，安全规范是操作前提。课后需熟记图形符号QF，下次课抽查安装实操。 布置下节课任务(40分钟) 布置下节课任务(40分钟) 预习下节课内容 布置作业(13分钟) [完成作业](13分钟) (1)识别家庭配电箱中断路器的型号，记录额定电流与极数； (2)某电动机启动时断路器立即分断，写出可能原因及处理方法。 板书设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次课通过实物拆解提升了学生参与度，但部分学生对脱扣器动作的动态原理仍理解不深，可增加PLC控制的脱扣演示实验。在型号计算环节，发现少数学生对电动机启动电流概念模糊，需在课前复习“电机拖动”相关知识。此外，故障处理实操中，学生对“主触头熔焊”的判断速度较慢，下次可增设故障模拟工位强化训练。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 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 $$