Методическая разработка урока теоретического обучения по теме: "Техническое обслуживание и ремонт электротеплового реле".

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 46

ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

Методическая разработка
урока теоретического обучения по МДК.02.01.Организация и технология проверки электрооборудования. Профессия

13.01.10 «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям)»

по теме: Техническое обслуживание и ремонт электротеплового реле.

2023 г.

1.Введение

2.Методическое обоснование темы урока

3.Методические рекомендации к проведению урока

4.План урока.

5. Объяснение нового материала.

6.Список литературы.

Введение

Методическая разработка посвящена одной из основных проблем этапа обучения специалистов по профессии «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования» - наладке защитных и пускорегулирующих аппаратов.

Цель данной методической разработки – оказать методическую помощь преподавателю спец.дисциплин по проведению урока теоретического обучения по темам связанным, с обслуживанием и ремонтом электротепловых реле.Обучающиеся, в основной массе, не могут понять причины неисправности электрооборудования.

Чтобы обучающиеся смогли быстрее усвоить как ремонтировать и обслуживать пускорегулирующую аппаратуру мною разработан и предложен урок теоретического обучения по теме: «Техническое обслуживание и ремонт электротеплового реле».

Предложенный урок позволяет обучающимся не только быстрее понять данную тему, но и в дальнейшем помогает легче и быстрее переходить на новый уровень обучения.

Методическое обоснование темы урока.

В ходе уроков теоретического обучения обучающимся бывает сложно разобраться с причинами неисправности электрооборудования.

Преподавателю необходимо как можно доходчивее донести до обучающих эти моменты. Задачей данного урока теоретического обучения является сформировать понятие о устройстве и ремонте электротеплового реле.

Познакомить обучающихся с техническим обслуживанием и отказах данного аппарата. Сформировать умения анализировать и мыслить.

Способствовать формированию ответственности за результаты качественного выполнению учебного задания, целеустремленности, настойчивости,наблюдательности.

Для ускорения понимания этой темы, мною разработан урок теоретического обучения.

В процессе начале урока теоретического обучения создаются условия для развития познавательной активности, умения самостоятельно находить решения создавшийся проблемы.

Данная методическая разработка может быть полезна мастерам производственного обучения учреждений профессионального образования ФСИН России, осуществляющим подготовку специалистов по профессии

« Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования».

Методические рекомендации по проведению урока

Планируя урок, я исхожу из того,что определенные знания о устройстве электротеплового реле у обучающихся уже есть. Ведение урока позволяет обучающимся лучше понять данную тему и поможет быстрее перейти к нахождению неисправностей в электрических схемах и пониманию вызвавших их причин.

В начале урока повторяем и закрепляем предыдущий материал о устройстве магнитного пускателя.

Акцентирую внимание обучающихся на том, что данный электрический аппарат используются комплектно с электротепловым реле, которое служит для защиты электроустановки от перегрузки по току, после чего перехожу к объяснению нового материала.

Для более глубокого формирования теоретических взглядов я демонстрирую видеофильм о устройстве и работе электротепловых реле, где они применяются. Останавливаю просмотр на непродолжительное время для объяснения показанного материала.

Интересуюсь, есть ли вопросы, что не поняли?

После просмотра фильма, включаю асинхронный двигатель с помощью магнитного пускателя с электротепловым реле на стенде с электрооборудованием. После этого принудительно размыкаю нормально замкнутые контакты электротеплового реле и двигатель останавливается, тем самым наглядно демонстрирую последствия отключения реле. Объясняю, что для запуска двигателя (на производстве) необходимо сначала выяснить причину отключения и устранить её, а затем снова запустить двигатель.

Даю обучающимся за своими партами наглядно рассмотреть разные типы электротеплового реле, в собранном и разобранном виде. Провожу фронтальный опрос для закрепления полученных знаний.

Выдаю домашнее задание.

План урока теоретического обучения

по предмету: МДК 02.01 «Организация и технология проверки электрооборудования»

Тема 2 Наладка защитных и пускорегулирующих аппаратов.

Урок 3:Техническое обслуживание и ремонт электротеплового реле.

Количество часов:2

Целиурока:  
1. Обучающая – сформировать понятие о устройстве и ремонте электротеплового реле.

2.Развивающая - содействовать в ходе урока развитию навыков работы с учебной литературой, анализировать и делать выводы.

3.Воспитательная -

Способствовать формированию ответственности за результаты качественного выполнению учебного задания, целеустремленности, настойчивости, наблюдательности, волевых качеств, интуиции, сообразительности, 

Тип, вид урока: Урок освоения новых знаний, лекция.

Методы обучения:

Объяснительно-иллюстрированный; наглядный(демонстрация видео); диалогово-словесный(беседа, устное объяснение);

Межпредметная связь:УП-01. Учебная практика.

МДК. 01.02. Тема 2.Урок 1.Конструкция и принцип работы электротеплового реле.

Учебно - методическое оснащение урока:

1. В.М. Прошин, Электротехника, учебник, М., Академия, 2014 г.

2. П. А. Бутырин, Электротехника, учебник, М., Академия, 2017 г.

3. Б.И. Иванов, Электромонтер по обслуживанию и ремонту электрооборудования, 3-издание Ростов ООО Феникс 2011г.

4. Ю.Д. Сибикин, Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий-книга-2, М., Академия, 2010 г.

5. Дидактический материал: видеофильм (Электротепловое реле).

Материально-техническое оснащение урока:

1. Стенды с электрооборудованием.

2. Плакаты, схемы.

3. Телевизор.

4. Тетради для конспектов, ручки, карандаши.

Ход урока:

Объяснение нового материала

Тепловая защита электроустановок предназначена для защиты от перегрузки по току. При возрастании тока резко возрастает нагрев всех элементов цепи (пропорционально квадрату тока), что может привести к выходу из строя электрооборудования и даже пожару. Для защиты от перегрузок обычно применяют тепловое реле.

Тепловые реле - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Принцип действия тепловых реле

Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной.

Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая — меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле.

Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар и немагнитная или хромоникелевая сталь. Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки.

Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле.

Устройство теплового реле: а - чувствительный элемент, б - прыгающий контакт, 1 - контакты, 2 - пружина, 3 - биметаллическая пластина, 4 - кнопка, 5 - мостик 

Время-токовые характеристики теплового реле

Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки.

При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле.

При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания.

Выбор тепловых реле

Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 - 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течении 20 минут.

Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 - 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут.

Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле

Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается.

При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды.

Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше.

Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТРН).

Конструкция тепловых реле

Прогиб биметаллической пластины происходит медленно. Если с пластиной непосредственно связать подвижный контакт, то малая скорость его движения, не сможет обеспечить гашение дуги, возникающей при отключении цепи. Поэтому пластина действует на контакт через ускоряющее устройство. Наиболее совершенным является «прыгающий» контакт.

В обесточенном состоянии пружина 1 создает момент относительно точки 0, замыкающий контакты 2. Биметаллическая пластина 3 при нагреве изгибается вправо, положение пружины изменяется. Она создает момент, размыкающий контакты 2 за время, обеспечивающее надежное гашение дуги. Современные контакторы и пускатели комплектуются с тепловыми реле ТРП (одно-фазное) и ТРН (двухфазное).

Техническое обслуживание и ремонт тепловых реле

Проверять и налаживать тепловые реле рекомендуется в лаборатории, используя специальные электрические устройства. Проверку реле начинают с внешнего осмотра: проверяют наличие пломб, целостность кожуха и плотность прилегания его к цоколю, состояние уплотнений, очистка реле. После снятия кожуха приступают к внутреннему осмотру: очищают детали, проверяют затяжку винтов, гаек, крепящих пружин, контакты, подпятники, магнитопроводы; проверяют надежность внутренних соединений; регулируют механическую часть реле; контакты тщательно очищают и полируют. (пользоваться надфилем или абразивными материалами нельзя). Далее измеряют сопротивление изоляции мегаомметром 1000 В между электрическими частями реле и корпусом, которое должно быть не менее 10 МОм, проверяют уставки. Если обнаружены дефекты, выходящие за возможность устранения их в лаборатории, реле заменяют новым. При ремонте магнитных пускателей с тепловыми реле должно быть обращено внимание на целостность и состояние этих реле. У тепловых реле чаще всего выходят из строя (перегорают) нагревательные элементы. Эти элементы имеют различное устройство и бывают 6 типов, рассчитанных на различные токи. Элементы первого и второго типов изготовляют из нихромовой или фехралевой проволоки. В элементах первого типа проволока намотана на пластинку из слюды и к концам проволоки припаяны серебром медные наконечники. В элементах второго типа проволока навита в виде спирали к ее концам припаяны стальные наконечники. Спиральные элементы кадмированныдля предохранения их от окисления. Элементы остальных четырех типов изготовляют методом штамповки. При текущем ремонте проводят следующие операции.

Снятие. Отсоединить провода; открыть и снять реле. Разборка. Отвернуть винты, снять крышку реле; снять подвижные контакты и возвратную пружину; от­жать пружину и снять крышку тепловых элементов; от­вернуть винты и снять тепловые элементы; открепить и снять биметаллические и контактные пластины. Выявленные неисправности, способы обнаружения и ремонта. 1. Обгорание или износ контактов. Контактную систему выбраковывают при износе неподвижных контактов до толщины менее 0.5 мм Осмотр. Измерение толщины контактов штангенциркулем Зачистка поверхности контактов. 2. Срыв резьбы в отверстиях под винты крепления токопроводящих проводов. Осмотр. Проверка резьбы новым винтом Заварка отверстий и нарезание новой резьбы. 3.Сколы и трещины в изоляционных деталях реле. Осмотр. Замена изоляционных деталей. 4.Повреждение нагревателей. Нагреватели выбраковывают при замыкании витков, прогибе нагревателя до сближения с биметаллической пластиной, а также при выгорании материала нагревателя. Осмотр. Замена нагревателей. 5.Повреждение биметаллической пластины. Биметаллическую пластину выбраковывают при деформации и обгорании Осмотр. Замена биметаллической пластины. Ремонт деталей тепловых реле.Нагар на контактах реле удаляют салфеткой, смо­ченной в уайт-спирте или бензине. Брызги металла или «корольки» на поверхности контактов удаляют надфи­лем. При срыве резьбы в отверстиях под винты крепления токоподводящих проводов отверстия с дефектной резьбой заваривают медью, используя в качестве флюса техническую буру. Мес­то заварки зачищают напильником, накернивают, про­сверливают новое отверстие и нарезают в нем резьбу. Отверстия с поврежденной резьбой рассверливают и в них нарезают резьбу ремонтного раз­мера. Сборка. Установить и закрепить биметаллические и контактные пластины; установить и закрепить тепло­вые элементы; поставить и закрепить пружинкой крыш­ку тепловых элементов; поставить и закрепить подвиж­ные контакты с возвратной пружиной; поставить и за­крепить крышку реле. Испытание и проверка работы тепловых реле. Перед испытаниями проверяют надежность затяжки контактов в местах присоединения нагревательных эле­ментов, а также четкость работы механизма реле при замыкании и размыкании контактов вручную. При за­мыкании и размыкании контактов не должно наблюдаться заеданий и задержек. Щупами измеряют величину растворов контактов. Затем проверяют время срабатывания и возврата реле. Зажимы реле подключают к схеме, позволяющей плавно регулировать величину испытательного тока. Через реле пропускают испытательный ток, величина которого равна 1,05 Iном, и убеждаются, что при температуре 20° С реле не срабатывает в течение ча­са. Увеличив ток до величины 1,2 Iном. убеждаются в том, что реле срабатывает в течение 20 мин. Если время сра­батывания не соответствует указанному значению, реле регулируют с помощью рычага плавной регулировки. В случае, когда рычагом не удается отрегулировать ре­ле, нагревательный элемент следует заменить. После на­стройки краской наносят метку на корпусе реле напро­тив положения рычагов, соответствующего требуемой уставке. Для настройки реле описанным методом требуется сравнительно много времени, поэтому на практике часто применяют форсированный метод настройки, основан­ный на сравнении испытуемого реле с эталонным. При этом нагревательные элементы испытуемых и эталонного реле соединяют последовательно и подключают к нагру­зочной схеме. Затем ток в цепи устанавливается равным 2,5—3 Iном и фиксируется время срабатывания испытуе­мых и эталонного откалиброванного реле. У реле, не сработавших до отключения эталонного реле, плавно передвигают рычаг регулятора до отключе­ния реле. Эту операцию проводят как можно быстрее, но не позднее 0,5 мин после отключения эталонного реле. Спустя 10—15 мин опыт повторяют. Настройку реле счи­тают удовлетворительной, если время срабатывания на­страиваемых реле отличается от времени срабатывания эталонного реле не более чем на ±10%. Преимущество этого метода, кроме быстроты на­стройки, заключается еще и в том, что отпадает необходимость ожидания полного остывания реле перед каждым новым опытом для настройки после сдвига рычагов и на результаты настройки не влияет температура окружающего воздуха. Во время настройки или после се окончания убежда­ются, что на возврат реле в исходное положение затра­чивается не более 3 мин. Мегомметром на 500 Вольт измеряют сопротивление изоляции между токопроводящими частями реле и ме­таллической панелью, на ко­торой закреплено реле. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм при температуре 20° С.

Список литературы

1. В.М. Прошин, Электротехника, учебник, М., Академия, 2014 г.

2. П. А. Бутырин, Электротехника, учебник, М., Академия, 2017 г.

3. Б.И. Иванов, Электромонтер по обслуживанию и ремонту электрооборудования, 3-издание Ростов ООО Феникс 2011г.

4. Ю.Д. Сибикин, Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий-книга-2, М., Академия, 2010 г.