屈志堅(jiān)

摘要：斷路器控制信號(hào)回路章節(jié)部分，一直是電氣工程學(xué)科供變電技術(shù)課程講解的重點(diǎn)、難點(diǎn)，從由平面剖圖認(rèn)識(shí)繼電器到實(shí)物可視化觀察、理解觸點(diǎn)圖和斷路器動(dòng)作前位置狀態(tài)、教師講解斷路器手動(dòng)合閘過(guò)程的原理和學(xué)生分組討論斷路器分閘過(guò)程等四個(gè)方面進(jìn)行了可視化圖形流程教學(xué)法實(shí)踐，教學(xué)實(shí)踐表明，可視化教學(xué)法能使抽象的供變電控制信號(hào)回路形象化、實(shí)物化，使靜態(tài)圖片變成動(dòng)畫(huà)，強(qiáng)化了學(xué)生的感性認(rèn)知，可以促進(jìn)教學(xué)互動(dòng)，突破供變電技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)難點(diǎn)，更好地為學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)業(yè)課程;可視化教學(xué)法;控制信號(hào)回路;元件實(shí)物

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）42-0169-02

供變電技術(shù)是電氣工程學(xué)科的重要核心專(zhuān)業(yè)課程之一，屬于電氣工程師職業(yè)資格證書(shū)供配電專(zhuān)業(yè)考試的重要內(nèi)容，其中燈光監(jiān)視的斷路器控制信號(hào)回路這一章，是該課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，由于控制元件的觸點(diǎn)多、繼電器連接關(guān)系復(fù)雜，很多學(xué)生在課程考試中暴露出很難掌握該章節(jié)的關(guān)鍵內(nèi)容。因此，如何指導(dǎo)本科電氣工程學(xué)生學(xué)好該門(mén)課程，牢固掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具有非常重要的意義。

通過(guò)可視化的圖形流程教學(xué)法，運(yùn)用教師先預(yù)演講授、學(xué)生理解后敘述的教學(xué)手段，讓學(xué)生更直觀、更加深刻地理解供變電技術(shù)的原理，對(duì)學(xué)生掌握好專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為工程應(yīng)用奠定更好的基礎(chǔ)。

一、認(rèn)識(shí)繼電器

繼電器，通常用于自動(dòng)化控制電路中，是用小電流回路去控制大電流回路動(dòng)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。作為以弱控強(qiáng)的典型控制元件，在輸入激勵(lì)量的變化達(dá)到某一個(gè)規(guī)定的值時(shí)，電氣輸出電路中使被控制量發(fā)生變化，在電路中起安全保護(hù)和電路切換的作用。在教材中繼電器電路圖的圖形符號(hào)也包括兩個(gè)部分：一部分用長(zhǎng)方框表示線圈，另一部分用一對(duì)接點(diǎn)符號(hào)表示觸點(diǎn)組合。

電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、可動(dòng)銜鐵和觸點(diǎn)簧片等部分組成，由于教材只能通過(guò)平面剖圖給出繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并在此平面圖的基礎(chǔ)上討論繼電器的電磁動(dòng)作及其恢復(fù)的原理，這并不能很好地展示繼電器本身的立體空間構(gòu)造，使部分空間感不強(qiáng)的學(xué)生不能真正理解和明白繼電器觸點(diǎn)的控制動(dòng)作全過(guò)程，但繼電器觸點(diǎn)的控制動(dòng)作全過(guò)程分析，是供變電技術(shù)課程中斷路器控制信號(hào)回路的基礎(chǔ)，該部分不完全掌握，就可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)斷路器分閘過(guò)程和合閘過(guò)程的理解混亂。因此，為了增加對(duì)繼電器原件內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和理解繼電器的觸點(diǎn)標(biāo)記，有必要將若干實(shí)際的繼電器帶入課堂，以華東交通大學(xué)的軌道交通供變電技術(shù)小班教學(xué)為例，小班共32位同學(xué)，教師課前帶入4個(gè)繼電器，將同學(xué)按照座位順序分為4個(gè)小組，每組分配一個(gè)繼電器傳閱，按每2人給出3分鐘的認(rèn)知時(shí)間，共計(jì)12分鐘內(nèi)，教師在課堂上通過(guò)繼電器的平面剖圖在屏幕上指明各個(gè)部分的名稱(chēng)，學(xué)生對(duì)應(yīng)實(shí)物觀察，重點(diǎn)是要求指明線圈、觸點(diǎn)及觸點(diǎn)標(biāo)記。

由于控制信號(hào)回路中的繼電器多、電路復(fù)雜，涉及電路原理、電磁場(chǎng)等先修課程，工程實(shí)踐性強(qiáng)，導(dǎo)致教學(xué)難度大。在正式參加工作之前，作為本科學(xué)生很難獲得機(jī)會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)獲得長(zhǎng)期的實(shí)踐學(xué)習(xí)。所以，在平面圖和實(shí)物可視化的條件下，按照學(xué)生的分組，讓不同組的學(xué)生互相提問(wèn)和互相回答，老師先引導(dǎo)學(xué)生們認(rèn)識(shí)繼電器的作用，之后，通過(guò)提問(wèn)的方式，指導(dǎo)繼電器原理的講解。

二、理解斷路器動(dòng)作前位置狀態(tài)

斷路器的初始位置狀態(tài)決定斷路器輔助觸點(diǎn)狀態(tài)，斷路器的輔助觸點(diǎn)的分合，對(duì)斷路器的動(dòng)作過(guò)程至關(guān)重要。初始狀態(tài)需要確定的內(nèi)容包括：斷路器輔助觸點(diǎn)狀態(tài)、LW2系列控制開(kāi)關(guān)的操作手柄、信號(hào)燈、觸點(diǎn)盒和控制面板，包括觸點(diǎn)盒的節(jié)數(shù)是多少？怎么安裝在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)軸上的？每一節(jié)觸點(diǎn)盒里面有多少個(gè)定觸點(diǎn)和多少副動(dòng)觸片？

教師課前帶入1個(gè)控制開(kāi)關(guān)，供同學(xué)傳閱和課間討論，由老師在課堂試驗(yàn)一下KK手柄從跳閘后正轉(zhuǎn)90度到預(yù)備合閘位置，然后再正轉(zhuǎn)45度到合閘位置，之后松開(kāi)，讓學(xué)生觀察開(kāi)關(guān)手柄自動(dòng)反轉(zhuǎn)45度，回到合閘后位置。

學(xué)生進(jìn)行可視化觀察完成后，依次讓學(xué)生試驗(yàn)一下相反的過(guò)程，即：KK手柄從合閘后反轉(zhuǎn)90度到預(yù)備分閘位置，然后再反轉(zhuǎn)45度到分閘位置，之后松開(kāi)，讓學(xué)生感受開(kāi)關(guān)手柄自動(dòng)反轉(zhuǎn)45度，回到分閘后位置。

在學(xué)生操作過(guò)程中，讓同組同學(xué)記錄下開(kāi)關(guān)手柄在不同位置時(shí)對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)接通表，為手動(dòng)分閘和手動(dòng)合閘過(guò)程做好準(zhǔn)備。

三、講解手動(dòng)合閘過(guò)程原理

1.利用回路可視化的模擬演示教學(xué)，由老師先講授斷路器控制信號(hào)回路的合閘過(guò)程，并告知學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，講解完成后將隨機(jī)抽取同學(xué)講述斷路器控制信號(hào)回路的分閘過(guò)程，有利于讓同學(xué)注意集中精力。

2.在展開(kāi)圖中標(biāo)出各元件的新符號(hào)對(duì)應(yīng)的舊符號(hào)，如圖1中用括號(hào)標(biāo)識(shí)的元件符號(hào)名稱(chēng)，如圖1中的電源正極+WFL（對(duì)應(yīng)舊符號(hào)為KM），并從初始條件時(shí)的狀態(tài)開(kāi)始，首先確定斷路器各個(gè)輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)，按照先一次、后二次，先交流部分、后直流部分，先線圈、后觸點(diǎn)，先上后下、先左后右的原則進(jìn)行分析。

3.再根據(jù)圖1的可視化展開(kāi)圖，由手柄位置分析出觸點(diǎn)閉合情況，由閉合觸點(diǎn)依次確定哪一個(gè)回路接通？亮平光還是亮閃光？哪個(gè)繼電器動(dòng)作？

4.按照接通回路中電流流過(guò)元件的先后次序，由電源正極至電源負(fù)極，給出電路的通路，如圖1斷路器預(yù)備合閘回路的可視化分析中的回路路徑從（+WFL）至（-WC）為：

（+WFL）-SA（9-10）-HGn-1R-QF1-KMC-2FU-（-WC）。

四、分組討論敘述分閘過(guò)程

在教師講授完成斷路器的合閘動(dòng)作過(guò)程后，按照讓各組同學(xué)們先主動(dòng)敘述后挑選敘述的原則，由4組中每組選一位同學(xué)為組代表，分別敘述各個(gè)階段的原理：由第1位同學(xué)敘述斷路器分閘過(guò)程的全部初始狀態(tài)，第2位同學(xué)敘述斷路器預(yù)備分閘的過(guò)程，第3位同學(xué)敘述分閘的過(guò)程，第4位同學(xué)敘述分閘后的過(guò)程，每組敘述完成后允許同組人員適當(dāng)補(bǔ)充，作為老師記錄敘述同學(xué)和主動(dòng)補(bǔ)充同學(xué)的平時(shí)成績(jī)的一個(gè)重要依據(jù)。

利用可視化的“教”到“學(xué)”的全過(guò)程可視流程教學(xué)方法，在華東交通大學(xué)軌道交通供變電技術(shù)課程教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐，使學(xué)生能充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，提高專(zhuān)業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)水平和動(dòng)手實(shí)踐能力、分析思考能力，突破供變電技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，更好地為學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程服務(wù)。

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[3]王勛.電氣化鐵道概論[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2009.

Visual Teaching Method for Control Signal Circuit Chapter in The Course of Power Supply Transformer

QU Zhi-jian

（School of Electrical and Electronic Engineering，East China Jiaotong University，Nanchang，Jiangxi 330013，China）

Abstract：The part of the circuit breaker control signal circuit has been the focus and difficult content of explanation of electrical ?technology courses in electrical engineering discipline，there from four aspects to take practice in visual graphic flow teaching ?method，including understand relay from the plane sectional drawing to visual observation，understand the contact diagram and the status ?of the circuit breaker action，the principle of the manual closing process of the circuit breaker explained by teacher and divide the ?students into groups to discuss circuit breaker switching process.The teaching practice shows that the visual teaching method can make ?the abstract power control signal loop in kind and visualization，make the static picture into cartoon，strengthen the students' perceptual knowledge，promote interaction between teaching and learning，make a breakthrough in the teaching difficulties of the ?course of power transformer technology and provide reference for learning the professional courses.

Key words：professional courses;visual teaching method;control signal circuit;component object