带电更换高压操作跌落式熔断器

[2006年获奖教案三等奖]带电更换高压操作跌落式熔断器

2007-02-22

带电更换高压操作跌落式熔断器“一体化”课程教案（首页）

带电更换高压操作跌落式熔断器

一体化教学目的及任务

1、了解高压跌落式熔断器的外观、结构及用途。

2、了解高压跌落式熔断器的选择、安装方法。

3、理解高压跌落式熔断器的工作原理。

4、掌握更换高压跌落式熔断器的方法技巧及操作安全要点。

一、组织教学（合共5分钟）

1、检查考勤情况，向班长询问迟到、缺席学生的原因。 2、检查学生是否穿着好工作服，督促学生严格按照安全规程穿着好工作服及保护用品。

3、准备相应的教学设备、工具、教学资料。

二、理论及实操入门指导（合共135分钟）

（一）、回顾学过的低压熔断器的相关知识，引导学生潜意识采用“间时复习”的方法巩固学过的知识，同时为后面更换跌落式熔断器埋下伏笔。（10分钟）

教学组织：采用提问的形式，询问学生中有谁能记住学过的低压熔断器的相关知识（种类、作用、更换方法）。对于正确的回答给予肯定赞扬，对于有误的回答给予及时更正。

（二）展示实物，提出新问题激发学生的求知欲望，并引出此次课题。（5分钟） 教学组织：学生回答完毕后，及时利用多媒体教学系统展示常用的高压跌落式熔断器实物图，同时展示实习工场中的高压跌落式熔断器实物，询问学生知不知道那些是什么东西，有什么作用？引出高压跌落式熔断器的结构、工作原理、用途和主要参数等。（配合多媒体教学系统显示的实物外观图，讲解高压跌落式熔断器的结构）

1、结构：由绝缘子、上动触头、上静触头、下动触头、熔丝管（熔体）、鸭嘴六大部分组成。(10分钟）

其中绝缘子部分一般采用硅橡胶或陶瓷制成，熔断管内装有由高导电率的紫铜或者磷铜片等制成的熔断丝（导电部分）及起灭弧作用的钢纸管。

（在讲解结构的同时详细讲解各部分的作用并由此而总结出其工作原理）

2、工作原理：（10分钟）

在正常工作时，熔丝管两端的上动触头和下动触头依靠熔丝系紧，将上动触头推入鸭嘴凸出部分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固地卡在鸭嘴里。当短路电流通过使熔丝熔断时，即产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体，在电流过零时使电弧熄灭。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开。

教学组织：由工作原理带出其用途及参数

3、用途：（5分钟）

安装在配电变压器一次侧，可作为配电变压器的内部短路保护和低压线路短路的后备保护。在停电检修配电变压器和低压线路时，因其有一个明显的断开点，具有隔离开关的功能，给检修人员一个安全感。在带负荷的情况下，也可方便实施停送电操作，因而在小容量配电变压器上广泛应用，常用作户外高压保护电器，作输电线路、电力变压器过载和短路保护；分合额定负荷电流。

4、主要参数：（10分钟）

A 、型号：标示熔断器的规格型号

B 、额定电压(KV)：熔断器可以长时间正常工作时的最效电压值

C 、额定电流(A)：熔断器正常工作时的电流最佳值范围

D 、开断电流(A)：令熔断器熔断，从而令熔丝管在自身重力和上下静触头弹簧片的作用下迅速跌落，使电路断开时的电流值范围

E 、冲击电压(BIL)：瞬间产生的可以直接令熔断器熔断，从而令熔丝管在自身重力和上下静触头弹簧片的作用下迅速跌落，使电路断开时的电压值

F 、工频耐压(KV)：熔断器可以正常工作时允许加至熔断器的电压值。

（举例说明参数）

例如高压式跌落熔断器PD-1，其参数如下：

型号：PD-1

额定电压(KV)：11

额定电流(A)：100/200

开断电流(A)：6000/8000

冲击电压(BIL)：110

工频耐压(KV)：40

教学组织：提出问题，在实际工作中应如何选择、安装高压跌落式熔断器，引出讲解如何选择、安装熔断器。

5、跌落式熔断器的选择（10分钟）

高压跌落式熔断器适用于四周空气中无导电粉尘、腐蚀性气体及易燃、易爆等危险物质、年气温变化为十40℃～-40℃的户外场所。其选择是按额定电压和额定电流两项参数进行，即熔断器的额定电压必须与被保护设备（线路）的额定电压相匹配。熔断器具的额定电流应大于或等于熔体的额定电流（一般熔体的额定电流可选为熔断器具的0．3－1．0倍），而熔体的额定电流可选为负荷电流的2倍左右。此外，应采用被保护系统三相短路容量，对所选定的熔断器进行校核。要求被保护系统三相短路容量小于熔断器额定断开容量的上限，但必须大于额定断开容量的下限，若熔断器的额定断开容量（一般是指其上限）选得过大，很可能使被保护系统三相短路容量小于熔断器额定断开容量的下限，造成在熔体熔断时难以灭弧，最终引起熔管烧毁、爆炸等事故。所以在选择该类熔断器时，不仅要注意到它额定断开容量的上限值，更要充分考虑到它的下限值，并非额定断开容量越大越好。

A 、I 熔丝＝（0.3—1）I 熔具＝2 I负

B 、U 熔＝U 负

6、跌落式熔断器的安装（10分钟）

跌落式熔断器的安装，必须满足如下要求：安装时应将熔体拉紧（可使熔体大约受到24．5N 左右的拉力），否则容量引起触头发热；熔断器安装在横担（构架）上应牢固可靠，不可有任何晃动或摇晃的可能；熔管应有向下25°左右的倾角，以利熔体熔断时熔管能依靠自重迅速跌落；熔断器应安装在离地面垂直距离不小于2．5 m的横拍（构架）上，若其是安装在配变上方，应与配变的最外轮廓边界保持0.5 m 以上的水平距离，以防万一熔管掉落下来引起其他事故发生；熔管的长度必须适中，要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的2/3以上，以免在运行中发生自行跌落的误动作，但熔管亦不可顶死鸭嘴以防熔体熔断后熔管不能及时跌落；所使用的熔体应是正规厂家的标准产品，并应具有一定的机械强度，一般要求熔体最少应能承受 147 N以上的拉力；10kV 跌落式熔断器在户外安装，要求相间距离不得小于70cm ，在户内安装不小于 60cm。

A 、拉紧熔体（使熔体大约受到24．5N 左右的拉力）

B 、牢固可靠，不可有任何晃动或摇晃的可能

C 、熔管应有向下25°左右的倾角

Ｄ、安装在离地面垂直距离不小于2．5 m 的横拍（构架）上，与配变的最外轮廓边界≥0.5 m

E 、熔管的长度必须适中，要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的2/3以上

F 、相间距离：户外 ≥ 70cm，户内 ≥ 60cm

教学组织：回应新课前的复习，提出问题：如果在使用上述熔断器作为用电保护装置的时候出现过载或者短路等原因而导致熔断器熔断时，能否仍采用更换低压熔断器时的操作方法？（通常学生因没有系统学过，答案通常是错误的，由此引出本次课题重点――带电更换高压操作跌落式熔断器）

教学处理：先讲述一次操作的注意事项及方法后利用多媒体教学系统播放操作示范短片。

7、更换跌落式熔断器的操作（45分钟）

（在黑板中画出简单的三相排列图及风向示意进行讲述）

一般情况是不允许跌落式熔断器带负荷操作的，只允许其操作空载设备（线路）。但对农村 10 kV配电网络的小型配变（额定容量小于250 kVA），允许采用绝缘棒对其进行带负荷操作（但大雨或雷电交加的天气时不应进行操作），但操作者必须在专人监护的情况下，穿戴经检验合格的绝缘靴、高压戴绝缘手套及防护眼镜，与电压等级相匹配的合格绝缘拉杆进行操作。

在进行拉闸时根据实际环境选择合适的拉/合闸顺序：

室内或静风时应先拉断中间相，然后拉断下风相，傍边其余两相。在合闸时先合旁边的两相，然后合中间相。因为拉闸时先拉中间相，其余两相电流仍能够通过，仅使配变由三相运行改为两相运行，所以拉断中间相时产生的电火花最小，不致造成相间短路。合闸时由于先合旁边的两相，其相间距离便增加了一倍，即使有过电压产生，造成相间短路的可能也很小。最后合中间相，仅是使配变由两相运行变为三相运行，其产生的电火花更小，也就更没问题。 风速较低时应先拉断中间相，然后拉断下风相，最后拉断剩下的一相。在合闸时先合上风相，然后合另一例相，最后才合中间相。因为拉闸时先拉中间相，其余两相电流仍能够通过，仅使配变由三相运行改为两相运行，所以拉断中间相时产生的电火花最小，不致造成相间短路。其次拉下风相时因为中间相已被拉开，放下风相与另一侧相的相间距离便增加了一倍，即使有过电压产生，造成相间短路的可能也很小。最后拉断上风相时，仅有配变对地的电容电流，产生的电火花则更是轻微。合闲时先合上风相，其次合另一侧相，此时中间相求合上，相间距离较大，即使产生较大电弧造成相间短路的可能性亦很小。最后合中间相，仅是使配变由

两相运行变为三相运行，其产生的电火花更小，也就更没问题。

强风时应先拉断下风相，然后拉断中间相，最后拉断上风相。在合闸时则按照相反的顺序，主要是为了避免强风把拉闸或合闸时产生的电弧带到处于下风的另一相而导致事故。

教学组织：播放“更换高压跌落式容短器操作示范”示范短片

小结

1、操作方法：

A、室内或静风： 拉 先拉中间，后拉两边

合 先合两边，后合中间

B 、风速较低时： 拉 中间相＞下风相＞上风相

合 上风相＞中间相＞下风相

C 、强风时： 拉 下风相＞中间相＞上风相

合 上风相＞中间相＞下风相

教学组织：播放“更换高压跌落式容短器注意事项”示范短片，示范在操作过程应注意那些事项，重复强调安全生产的重要性，提高学生的安全意识。

2、注意事项：

A 、不允许跌落式熔断器带负荷操作（额定容量≥250 kVA时）

B 、设专人监护，悬挂工作警示标志

C 、穿长袖衣裤、绝缘靴、高压戴绝缘手套，戴防护眼镜、安全帽

D 、采用电压等级相匹配的合格绝缘棒

E 、大雨或雷电交加的天气时不应进行操作

（三）实际操作示范（20分钟）

1、过程及顺序

（1）、穿长袖衣，衣裤，戴防护眼镜及安全帽

（2）、填写工作票

（3）、设专人监护

（4）、悬挂“禁止合闸，有人工作”警示标志

（5）、先把低压侧负荷全退出，拉开低压侧总开关

（6）、检查工具（高压绝缘手套、穿绝缘靴、绝缘拉杆等）是否合格，电压等级是否相符

（7）、戴绝缘手套（高压）、安全帽，穿绝缘靴，用绝缘拉杆

（8）、操作顺序

A 、室内或静风： 拉 先拉中间，后拉两边

合 先合两边，后合中间

B 、风速较低时： 拉 中间相＞下风相＞上风相

合 上风相＞中间相＞下风相

C 、强风时： 拉 下风相＞中间相＞上风相

合 上风相＞中间相＞下风相

（9）、恢复线路供电

2、动作示范

示范演示应在上述讲解时同时进行，边讲解边演示，第一次演示应适当放慢讲解语速及动作演示速度，并在重点注意事项中采用停顿、加重语气等语言魅力及重复演示的方法给予强调。然后以正常的速度再做两遍示范演示，力求学生能初步掌握动作要领。

三、巡回指导：（合共320分钟）

1、学生分组练习，检查由学生操作的全过程是否遵守规程，及时纠正学生错误操作。

A 、有没有断开低压侧用电负荷及拉开低压侧总开关

B 、有没有设专人监护

C 、有没有穿着长袖衣裤，穿戴高压绝缘手套、绝缘靴，检查方法是否正确，有没有戴防护眼镜、绝缘靴、安全帽等

D 、在使用绝缘拉杆之前是否有检查绝缘拉杆的有效期限

E 、有没有填写工作票

F 、操作前有没有悬挂工作警示标志

G 、在不同环境下的拉（合）闸顺序是否正确

Ｈ、操作完毕有没有恢复线路正常供电

2、对个别比较领悟速度较慢的学生进行单独辅导，随时纠正其错误的动作。

3、对普遍存在的问题采用集中指导的方法，即把部分学生或者全部学生集合起来，根据出现的问题加以纠正，然后再由教师反复演示强调。

4、分组抽检测试。

评分标准：

(1)、带电更换熔断器操作前的准备工作，配10分：漏做或做错一项扣5分

(2)、工具的选择、检查及劳保用品的选择、检查、穿戴，配分30分：操作错误或漏一项扣5分

(3)、带电更换熔断器的实际操作方法，配60分：操作错误10—60分

四、结束指导（合共20分钟）

1、对表现好的学生给予肯定和表扬，树立积极向学的榜样。

2、对操作过程存在的违规情况作分析。

3、重申带电作业及高压作业必须设专人监护及工具选用的重要性。

4、回顾高压跌落式熔断器的结构、工作原理、更换方法步骤。

5、整理工作位置，实习器材及用品，搞好教室卫生。

课堂板书内容：

1、结构：由绝缘子、上动触头、上静触头、下动触头、熔丝管（熔体）、鸭嘴五大部分组成。

绝缘子：硅橡胶或陶瓷制成

熔断丝：高导电率的紫铜或者磷铜片等

2、工作原理：

正常：熔丝管两端的上动触头和下动触头依靠熔丝系紧，上动触头卡在鸭嘴里

短路：熔丝熔断产生电弧，钢纸管在电弧作用下产生气体使电弧熄灭。同时熔丝失去系紧力，熔丝管在自身重力和上下静触头弹簧片的作用下迅速跌落，使电路断开。

3、用途

作输电线路、电力变压器过载和短路保护，分合额定负荷电流。

4、主要参数

A 、型号：标示熔断器的规格型号

B 、额定电压(KV)：熔断器可以长时间正常工作时的最佳电压值

C 、额定电流(A)：熔断器正常工作时的电流值范围

D 、开断电流(A)：令熔断器熔断，从而令熔丝管在自身重力和上下静触头弹簧片的作用下迅速跌落，使电路断开时的电流值范围

E 、冲击电压(BIL)：瞬间产生的可以直接令熔断器熔断，从而令熔丝管在自身重力和上下静触头弹簧片的作用下迅速跌落，使电路断开时的电压值

F 、工频耐压(KV)：熔断器可以正常工作时允许加至熔断器的电压值。

5、跌落式熔断器的选择

A 、I 熔丝＝（0.3—1）I 熔具＝2 I负

B 、U 熔＝U 负

6、跌落式熔断器的安装（10分钟）

A 、拉紧熔体（使熔体大约受到24．5N 左右的拉力）

B 、牢固可靠，不可有任何晃动或摇晃的可能

C 、熔管应有向下25°左右的倾角

Ｄ、安装在离地面垂直距离不小于2.5 m 的横拍（构架）上，与配变的最外轮廓边界≥0.5 m E 、熔管的长度必须适中，要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的2/3以上

F 、相间距离：户外 ≥ 70cm，户内 ≥ 60cm

7、更换跌落式熔断器的操作（45分钟）

(1)、过程及顺序

A 、填写工作票、设专人监护

B 、悬挂“禁止合闸，有人工作”警示标志

C 、先把低压侧负荷全退出，拉开低压侧总开关

D 、检查工具（高压绝缘手套、穿绝缘靴、绝缘拉杆等）是否合格，电压等级是否相符 E 、戴绝缘手套（高压）、穿绝缘靴、防护眼镜，使用绝缘拉杆

F 、穿长袖衣，衣裤、安全帽，戴安全帽

G 、操作顺序

a 、室内或静风： 拉 先拉中间，后拉两边 合 先合两边，后合中间

b 、风速较低时： 拉 中间相＞下风相＞上风相 合 上风相＞中间相＞下风相 c 、强风时： 拉 下风相＞中间相＞上风相 合 上风相＞中间相＞下风相 H、恢复线路供电

(2)、注意事项：

A 、不允许跌落式熔断器带负荷操作（额定容量≥250 kVA时）

B 、设专人监护、悬挂工作警示标志

C 、穿绝缘靴、戴高压绝缘手套及防护眼镜，穿长袖衣裤、带安全帽

D 、采用电压等级相匹配的合格绝缘拉杆

E 、大雨或雷电交加的天气时不应进行操作