Методическая разработка урока теоретического обучения по теме: "Техническое обслуживание и ремонт пакетных выключателей".

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 пакетных выключателей.

2024 г.

Содержание

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 пакетных выключателей.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 пакетных выключателей».

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 пакетного выключателя.

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 пакетного выключателя 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 плавких предохранителей.

Акцентирую внимание обучающихся на том, что данный электрический аппарат служит для защиты электрической проводки от коротких замыканий в отличие от пакетного выключателя , после чего перехожу к объяснению нового материала.

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

Интересуюсь, есть ли вопросы, что не поняли?

После просмотра фильма на стенде с электрооборудованием произвожу переключения в разные положения данного аппарата.

Даю обучающимся за своими партами наглядно рассмотреть разные типы пакетного выключателя, 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 6:Техническое обслуживание и ремонт пакетных выключателей.

Количество часов:2

Цели урока:  
1. Обучающая – сформировать понятие о устройстве пакетных выключателей.

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 2. Конструкция и принцип работы пакетных выключателей.

Материально-техническое оснащение урока:

1. Стенды с электрооборудованием.

2. Плакаты, схемы.

3. Телевизор.

4. Тетради для конспектов, ручки, карандаши.

5. Видеофильм (Пакетные выключатели).

Ход урока.

Объяснение нового материала

В электрических сетях до 660 В переменного тока и цепях напряжением до 440 В под постоянным током, наряду с другими коммутационными устройствами применяются пакетные выключатели. В отличие от автоматического выключателя они управляются только с помощью механизма ручного отключения. Хотя пакетный выключатель по некоторым функциям уступает современным автоматам, он не утратил своей актуальности. В отдельных случаях трудно найти полноценную замену использованию коммутационных пакетов.

Назначение

Коммутационные аппараты с ручным управлением предназначены для включения/отключения незначительных нагрузочных токов.

• в сетях переменного и постоянного тока, выполняя функции вводных выключателей;

• в распределительных устройствах с целью распределения электроэнергии в различных электроустановках;

• в качестве ручных переключателей для дистанционного управления работой асинхронных электромоторов.

• Пакетные выключатели незаменимы на подстанциях, где их применяют с целью коммутации измерительных приборов. Они облегчают управление электросиловыми агрегатами в электрических цепях, что упрощает работу машинистам.

Раньше пакетные выключатели стояли в каждом из распределительных щитов многоквартирного дома. Их назначение – ручные отключения электроэнергии на время выполнении ремонтных работ или при обслуживании линий.

Несмотря на вытеснение пакетных выключателей современными автоматами, их довольно часто можно увидеть в квартирном электрическом щите среди более совершенных коммутационных электрических приборов, используемых для защитного отключения проводов нагрузки. Этому способствует низкая цена выключателей и простота их обслуживания.

Различные модели кулачковых переключателей можно встретить на пультах переключения нагрузки. С их помощью удобно совершать дистанционное управление электрическими механизмами.

Преимущества

• К достоинствам пакетных выключателей относятся:

• компактность;

• высокая скорость подавления электрической дуги;

• минимальные требования к уходу;

• устойчивость к механическим повреждениям.

Недостатки

Устройства не выдерживают частых коммутаций повышенных нагрузок. В случае выхода из строя они не подлежат ремонту. Пакетные выключатели не способны защитить электрическую проводку от коротких замыканий, они не чувствительны к дифференциальным токам, что ограничивает их применение в качестве защитных аппаратов.

Устройство и принцип работы

Конструкция пакетного электрического аппарата проста и надёжна. Пакетный выключатель состоит из следующих деталей заключенных в корпусе прибора

• пружинного механизма переключения, обеспечивающего скачкообразный процесс включения/выключения;

• неподвижных контактов, расположенных по кругу;

• подвижных контактов в форме ножей;

• пакета искрогасительных шайб.

Клеммы неподвижной группы контактов находятся с внешней стороны корпуса. К ним подсоединяются провода. Подвижные контакты расположены на изоляционной втулке квадратного сечения, которая приводится в действие пружинным механизмом, накапливающим энергию от усилия, приложенного к рукоятке.

Рукоятка выключателя может занимать 4 положения. Два из них соответствуют позиции «Включено», а другая пара – положению «Отключено».

Пакетные переключатели по конструкции очень схожи с выключателями, но в отличие от них имеют только одно положение рукоятки в отключённом состоянии. Все остальные положения (их может быть несколько) соответствуют разным способам коммутации.

Клеммы пакетного выключателя, соединённые с неподвижными контактами, расположены на корпусе выключателя так, чтобы удобно было подсоединять провода. Достигается это следующим образом: контакты сдвигаются относительно друг друга, а клеммы от каждого контакта располагаются диаметрально противоположно. Таким образом, провода, идущие от сети, подключаются с одной стороны, а нагрузка – с другой.

Промышленность поставляет на рынок однополюсные, двухполюсные, трёх- и четырёхполюсные пакетные выключатели. Их строение отличается количеством контактов в одной контактной группе и, соответственно, числом искрогасительных шайб.

Бывают выключатели открытого и закрытого типа. В открытых пакетных выключателях отсутствует защитный корпус. Такие устройства применяются для коммутации безопасных напряжений и обязательно в помещениях.

Защищённые пакетные выключатели закрытого типа оборудованы пластиковым либо алюминиевым корпусом. Устройства хорошо защищены от пыли, а их клеммы прикрыты от прикосновений. Их можно устанавливать в помещениях вне щитовой.

Герметичные модели находятся в герметичных корпусах из негорючего, противоударного пластика. Этот класс защиты позволяет монтаж устройств даже на открытом пространстве.

Принцип работы

Усилия от рукоятки передаются на пружинный механизм выключателя. Пружина, взаимодействующая с фигурной шайбой, заводится. В определённый момент её энергия высвобождается, резко поворачивая шайбу, увлекающую за собой втулку с подвижными контактами. Сделав четверть оборота, шайба останавливается на одном из упоров, расположенных на верхней крышке. Подвижные контакты, в зависимости от положения рукоятки, замыкают, либо размыкают контакты.

Благодаря тому, что контакты укреплены в фибровых пластинах, испаряющихся при искрообразовании, происходит быстрое гашения дуги продуктами испарения. Кроме того, пластины из фибры также выполняют функции направляющих, обеспечивая точную траекторию движения контактов.

Одно- и двухполюсные пакетные выключатели рассчитаны на напряжения 220 В и нагрузки от 10 до 25 А. Трёхполюсные выключатели выдерживают разницу потенциалов на уровне 380 В, но токовые нагрузки для них снижены – до 6 либо 15 А, в зависимости от модели выключателя.

Срок службы пакетного выключателя зависит от условий его работы. На количество циклов влияют параметры номинальных токов и напряжений. Качественные зарубежные переключатели, работающие в щадящих режимах, достигают предела 20000 коммутаций, при условии, что частота переключений составляет меньше 300 операций в час.

Пакетные выключатели

Пакетные выключатели, служащие для включения и отключения электрических цепей напряжением до 400 в, состоят из рукоятки 1, укрепленной на стальном валике 2, и набора колец-пакетов 4 из изолирующего материала, внутри которых расположено отдельное для каждого полюса контактное устройство. Это устройство состоит из неподвижных контактов 3, закрепленных на кольце-пакете, и подвижных контактов 5, поворачиваемых валиком с рукояткой на 90 или 120°.

Пакетный выключатель

Пакетный выключатель:

1 — рукоятка,
2 — валик,
3 и 5 — неподвижный и подвижный контакты,
4 — кольцо-пакет,
6 — стяжная шпилька,
7 — крышка,
8 — упор,
9 — пружина,
10 — фиксирующий выступ,
11 — дугогасительная шайба.

Пакеты соединены в блок стяжными шпильками 6. Механизм переключения размещен в крышке 7 и служит для мгновенного переключения контактов и фиксации положения рукоятки. Он состоит из упора 8, пружины 9 и фиксирующих выступов 10. Контактная система каждого полюса образует два разрыва.

Дуга, возникающая в выключателе при разрыве его контактами электрической цепи, гасится в закрытой камере, снабженной дугогасительными шайбами 11 из газогенерирующего материала (фибры и др.).

Пакетные выключатели выпускают в одно, двух- и трехполюсном исполнении с числом пакетов до семи на номинальные токи 10 — 400 а постоянного тока при напряжении 220 в и 60 — 250 а переменного тока при напряжении 380 е.

Техническое обслуживание и ремонт пакетных выключателей

У пакетных выключателей многие детали при выходе из строя не подлежат ремонту, их следует заменить. Это относится к пружинам, которые находятся в напряженном состоянии и часто выходят из строя, рукояткам, скобам, неподвижным контактам при оплавлении или обгорании. Если подвижные контакты имеют толщину менее 80 % первоначальной, их также заменяют новыми.
Поломку лепестков фиксирующей шайбы можно устранить, не производя полной разборки выключателя. При порче других деталей, например изоляции валика, необходима полная разборка.
Если необходимо устранить повреждения контактов, надо снять кольцо верхнего пакета, вынуть из пакета подвижные и неподвижные контакты в сборе с дугогасительной шайбой. Сборку выключателя производят в обратной последовательности.
При ремонте ПКП-2 проверяют целостность корпуса переключающего механизма, изоляцию пакета , рукоятки, которые не должны иметь трещин и крупных сколов. Осматривают выводные зажимы, которые не должны иметь повреждений. Поврежденные места изоляции проводов изолируют изоляционной лентой. Винты и гайки, имеющие срывы резьбы более двух ниток, заменяют. Если нарушено крепление стержня в пластине или антикоррозийное покрытие, переключатель подлежит ремонту.
Кулачки, имеющие износ, заменяют. Металлические детали не должны иметь трещин, вмятин, забоин, коррозии и других дефектов. После ремонта необходимо замерить сопротивление изоляции между токопроводящими частями и частями, к которым возможно прикосновение, а также заземленными частями. Сопротивление изоляции должно быть не менее 50 МОм.
Проверяют надежность крепления аппарата на месте установки. Несколько раз включают и выключают переключатель вручную. Фиксация рукоятки в различных положениях должна быть четкой, рукоятка должна поворачиваться без приложения значительных усилий.

Выполнить ТР пакетных включателей и переключателей

Снятие. Отсоединить подводящие провода и про­маркировать концы; открепить и снять переключатель (выключатель).

Разборка. Отвернуть винт, снять рукоятку; снять крышку, вынуть валик; снять со шпилек пакеты, вынуть неподвижные и подвижные контакты.

Выявленные неисправности, способы обнаружения и ремонта

Ремонт пакетных выключателей я переключателей в основном сводится к замене вышедших из строя де­талей.

Ремонт деталей пакетных выключателей и переключателей. Нагар с подгоревших или окислившихся контактных поверхностей подвижных и неподвижных контактов уда­ляют обтирочным материалом, смоченным в бензине, а контактную поверхность зачищают надфилем. При тол­щине контактов менее 80% от первоначальной, контакты заменяют новыми или пригодными к дальнейшей экс­плуатации с выбракованных выключателей.

При срыве резьбы в отверстиях неподвижных кон­тактов под винты крепления токоподводящих проводов отверстия с поврежденной резьбой заваривают медью с помощью газовой горелки; место заварки зачищают на­пильником, накернивают, просверливают отверстия и на­резают новую резьбу. Остальные детали пакетных вы­ключателей и переключателей при наличии дефектов за­меняют. Следует учесть, что детали пакетных выключа­телей или переключателей одного габарита взаимозаме­няемы, и при отсутствии запасных можно устанавливать работоспособные детали с выбракованных аппаратов.

При изготовлении деталей на месте нужнопомнить,что неподвижные контакты обычно изготовляют из твер­дой меди или латуни, а подвижные контакты — только из латуниили бронзы с примесью фосфора, бериллия или алюминия. Дугогасительные шайбы изготовляют только из фибры. Использование для этой цели гетинакса или текстолита запрещается.

Сборка. Поставить подвижные и неподвижные кон­такты; поставить на шпильки пакеты; вставить валик, поставить крышку; смазать трущиеся части механизма; поставить рукоятку, закрепить винт.

Испытание. Для проверки пакетных выключателей или переклю­чателей после текущего ремонта проводят не менее де­сяти переключений и убеждаются в их исправной работе

во вcех рабочих положениях. Припереключении аппарат должен четко включаться и отключатьсябез приложе­ния чрезмерных усилий, вызванных заеданием или перекосом подвижных деталей.

При переключении обращают внимание на четкие фиксации выключателя и переключателя в рабочих положениях

Батарейкой с лампочкой проверяют соответствие положения контактов схеме выключателя и переключателя.

Мегаомметром на 500В измеряют сопротивление изоляции между неподвижными контактами каждого паке­та и между контактами смежных пакетов. Сопротивле­ние изоляции

должно быть не менее 1 МОм при темпера­туре 20° С.

При ремонте выключателей обгоревшие контакты и ослабленные пружины заменяют новыми. После длительной работы и частых отключений выключателем больших токов нередко оказывается сильно изношенной (выгоревшей) его искрогасительная шайба. Такую шайбу обязательно заменяют, чтобы избежать резкого ухудшения гашения дуги.

При сборке отремонтированного выключателя особое внимание обращают на правильность взаимного расположения подвижных и неподвижных контактов и плотность блока его пакетов. Пружина должна быть насажена на четырехгранную часть оси так, чтобы при повороте рукоятки она натягивалась, а затем с большой скоростью замыкала или размыкала контакты.

Отремонтированный и полностью собранный выключатель проверяют не менее чем 10-кратным включением и отключением, после чего не должно быть ослабления пружины и каких-либо неисправностей, препятствующих нормальной работе выключателя.

При работе пакетных переключателей наибольшему износу подвергается пружина, служащая для быстрого подключения и отключения цепи. Она должна обеспечивать быстрое перемещение подвижных контактов из одного положения в другое, с тем чтобы исключить возможность образования между ними дуги. Последняя должна гореть и гаснуть только около искрогасительных фибровых шайб 1. Вышедшие из строя детали при ремонте заменяют новыми. Подгоревшие подвижные 2 и неподвижные 3 контакты зачищают, для чего производят разборку пакетного выключателя. Губки подвижных контактов должны обладать достаточной упругостью, чтобы обеспечить надежную коммутацию при вхождении в них неподвижного контакта. Изношенные контакты заменяются запасными или изготовленными по образцам или чертежам старых. При сборке неподвижные контакты устанавливают свободно в пазах и затем прижимают их дугогасительными фибровыми шайбами.
Пакетные переключатели в конструктивном отношении отличаются от выключателей только тем, что узлы их разных полюсов имеют и различную конфигурацию подвижных контактов. В остальном они идентичны, и их ремонт выполняется аналогично.

Пакетный переключатель

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.