項目教學法在家庭用電線路設(shè)計與安裝中的應(yīng)用

李元慶

【摘 要】介紹家庭用電線路設(shè)計與安裝采用項目化教學的過程，項目化教學實現(xiàn)了教師在實踐中教理論，學生在運用中學技術(shù)，學生在完成項目的過程中不僅學會了電路課程中交流電的理論知識和技能，還掌握了如何在復雜的社會環(huán)境中應(yīng)用電路知識的本領(lǐng)。

【關(guān)鍵詞】家庭用電 設(shè)計 安裝

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）06C-0148-04

一、項目實施背景

家庭用電線路設(shè)計與安裝應(yīng)用的知識隸屬于電路課程中交流電等知識的應(yīng)用范疇。電路課程的特點是理論性強、電磁現(xiàn)象復雜、概念抽象、涉及領(lǐng)域廣泛。傳統(tǒng)的教法大多強調(diào)對書本知識的了解和掌握，而忽視了與實際工作的結(jié)合，學生在學習電路知識的過程中缺少職業(yè)能力的培養(yǎng)，學習興趣普遍低落，實際教學效果與人才培養(yǎng)目標極不適應(yīng)，它造成了教師難教、學生難學的難堪局面。為了扭轉(zhuǎn)這種不利局面，近年來，我們課程組對電路課的教學進行了多種探索和研究，探索了將實際工作任務(wù)與電路理論知識融合在一起作為教學項目對學生進行施教，從而從根本上解決電路課程難學的問題。

二、項目實施準備

項目化教學的目的是讓學生用已經(jīng)學習和掌握的電工知識去解決未知的實際問題，采用真實的工作環(huán)境，進行課程的項目化教學改革和選取項目。

一是進行工作過程調(diào)研。為此，2012—2015年課程組先后對一些建筑單位及家庭住宅用戶用電情況進行了調(diào)研，找到了將電路課程中交流電知識與實際工作相結(jié)合的教學項目。

二是項目的確定。通過對建筑單位及家庭住宅用戶用電的調(diào)研，將家庭用電與電路課程中的交流電知識融合在一起，如將家庭用電作為工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為可實施的教學載體，即：家庭用電線路設(shè)計與安裝項目。

三、項目實施過程

（一）制定該項目化教學的能力、知識、素質(zhì)目標

1.能力目標。能根據(jù)實際要求設(shè)計出家庭用電電路圖，并對電路進行分析；能根據(jù)家庭實際用電要求識讀及詳細分析家庭用電電路圖；能對家庭用電電路進行設(shè)計；能根據(jù)家庭實際用電要求選擇電氣器件；能計算和測量三相交流電路的電壓、電流和功率；能正確安裝家庭用電線路。

2.知識目標。熟悉交流電的概念，正確掌握正弦量的相量表示及相量運算；掌握交流電路阻抗、電壓、電流及功率的計算；能根據(jù)家庭電路圖正確選擇測試儀器、元器件及線材；正確掌握三相電源、三相負載作星接和三角連接時的相線電壓、相線電流關(guān)系；熟練掌握三相電路功率的測量和計算；了解三相不對稱電路的特點及分析方法；掌握電度表、導線、開關(guān)及燈具的選擇；掌握電度表、配電箱、照明燈具、插座、漏電開關(guān)等電氣器件的安裝。

3.素質(zhì)目標。通過知識和能力訓練，培養(yǎng)學生的團隊合作意識、吃苦耐勞精神、人際協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新能力和愛崗敬業(yè)精神。通過知識和能力訓練，培養(yǎng)學生與人交往的語言表達能力、社會生存能力、安全環(huán)保意識、經(jīng)濟意識。

（二）確定該項目的工作任務(wù)

例如：設(shè)計某一家庭兩室一廳用電電路并進行安裝（可拓展到：三室二廳、四室二廳、辦公樓、車間等用電線路的設(shè)計與安裝），便可把電路中交流電的知識融入到實際工作中，通過交流電知識和家庭用電線路設(shè)計與安裝項目的訓練，培養(yǎng)學生進行電能安全生產(chǎn)的方法，進而掌握交流電壓、電流、功率的概念和計算，掌握家庭用電中各種開關(guān)電器的選擇、布置和安裝方法。圖1為兩室一廳（含餐廳）用電電路圖。

（三）家庭用電各元器件的選擇

圖1中的兩室一廳合計五間，分別為客廳（餐廳）、臥室1和臥室2、衛(wèi)生間、廚房。電源由相線L和零線N及地線E引入，七路配線為：照明及吊扇、插座、客廳（餐廳）空調(diào)、臥室空調(diào)、熱水器和備用。各室內(nèi)又設(shè)置了吊燈、吊扇、空調(diào)或熱水器等不同的用電器。設(shè)家庭用電總功率約11KW，選擇的各元件明細表如表1所示。

1.漏電開關(guān)選擇。按照國家標準《住宅設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：“除空調(diào)電源插座外，其他電源插座回路應(yīng)設(shè)置漏電保護裝置?！逼渎╇妱幼麟娏鳛?0mA，動作時間0.1S。漏電保護開關(guān)型號眾多，但工作原理基本相同，表1中選用DZ47LE漏電保護開關(guān)。

2.普通開關(guān)及插座選擇。燈開關(guān)的種類繁多，按安裝方式分為明裝式、暗裝式、附裝式、懸掛式開關(guān)；按操作方法分為翹板式、倒板式、拉線式、按鈕式、推移式、旋轉(zhuǎn)式、觸摸式開關(guān)等；按接通方法分為單聯(lián)、雙聯(lián)、雙控、雙路等。一般燈開關(guān)選擇按鈕式；插座選擇兩孔及三孔插座。

3.照明燈具選擇。照明燈具有LED燈、熒光燈、白熾燈、汞燈、鈉燈和金屬鹵化物燈等，按其發(fā)光原理又分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類。LED新型光源被譽為21世紀的綠色照明產(chǎn)品，它具有壽命長、啟動時間短、結(jié)構(gòu)牢固、節(jié)能等特點。照明燈具可根據(jù)家庭財力進行選擇，建議選擇LED燈具。

4.空氣開關(guān)選擇?？諝忾_關(guān)是一種具有過載與短路雙重保護的限流型高分斷斷路器。它是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它除了能完成接通和分斷電路外，還能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、過載及欠壓等進行保護。常用的空氣開關(guān)有1路（簡稱1P）、2P、3P、4P等，電流有3A、6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A、100A等，其中DZ47型主要用于照明，DZ10系列塑料外殼式斷路器適用于不頻繁操作在電壓380V以下，作電路接通和分斷之用，該斷路器具有過載及短路保護，用于保護電纜和線路等設(shè)備。

5.導線及熔絲的選擇。家庭用電中的進戶線是按每戶用電量以及考慮未來家庭用電的發(fā)展情況進行選擇，既要滿足安全要求又要留有一定的裕量。每戶用電量為4.0-5.0KW，電表選5（20）A，進戶線選BV（銅芯）-3×10.0mm2；每戶用電量6.0-8.0kw，電表選15（60）A，進戶線選BV-3×16mm2；每戶用電量為10.0KW，電表選20（80）A，進戶線選擇BV-2×25.0+1×16.0 mm2。用戶配電箱各支路導線的規(guī)格，按照照明電路為BV-2×2.5，普通插座回路為BV-3×2.5進行選擇，廚房回路、空調(diào)回路選擇BV-3×4.0 mm2。銅芯線電流密度一般環(huán)境下可取4.0-5.0A/mm2。

家庭住宅常用的銅導線截面為1.5mm2、2.5mm2、4.0mm2、6.0 mm2、10.0mm2、16.0 mm2、25.0 mm2、35.0 mm2、50.0 mm2等。熔絲的選擇應(yīng)根據(jù)用電量的大小來選用，即選用的保險絲應(yīng)是電表容量的1.2-2.0倍。如使用容量為10A電表時，保險絲應(yīng)>12A且<20A，如選用容量為5A電表時，保險絲應(yīng)>6A且<10A；選用的保險絲只能用一根，不能以小及多根保險絲并用，更不能以銅絲代替保險絲使用。

6.配線結(jié)構(gòu)。低壓配電系統(tǒng)多為400/230V配電系統(tǒng)，低壓配線結(jié)構(gòu)應(yīng)接線靈活，保護可靠。饋電電纜應(yīng)考慮電壓等級、用電負荷、未來發(fā)展、留有裕量，以及敷設(shè)方式、周圍環(huán)境等因素，同時還要考慮出線開關(guān)與電纜的相互配合?？照{(diào)用電、照明與插座、廚房和衛(wèi)生間的電源插座應(yīng)該分別設(shè)置獨立回路。除了空調(diào)電源插座外，其他電源插座應(yīng)加裝漏電保護器，衛(wèi)生間應(yīng)作局部等電位連接。

7.照明電路。家庭客廳開關(guān)的選擇，一般采用多聯(lián)開關(guān)，也可用單聯(lián)或調(diào)光開關(guān)，樓梯間可選用節(jié)能延時開關(guān)。照明用斷路器一般選用DZ12系列塑料外殼式斷路器，其體積小巧，結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)良可靠。照明開關(guān)必須接在火線上，如果將照明開關(guān)裝在零線上，雖然斷開時電燈也不亮，但燈頭的相線仍然是接通的，容易造成觸電事故。白熾燈壽命短、光效低，建議用在點燃時間短、開關(guān)頻繁的場所，如樓梯或洗手間；日光燈及LED燈作為顯色指數(shù)高、壽命長、節(jié)能、高效的光源，可作為首選光源；住宅電氣照明應(yīng)根據(jù)辨別顏色的不同要求，合理選擇光源的顯色性，當使用一種光源不能滿足光色要求時，可采用多種混合光源。

8.電源插座。插座回路應(yīng)按住戶面積大小、插座數(shù)考慮回路數(shù)。如住戶面積較大，插座數(shù)多，建議設(shè)兩個普通插座回路。

住戶選擇插座時應(yīng)考慮用電安全、使用方便，其數(shù)量不宜少于以下數(shù)值：客廳電源插座3-5組，空調(diào)插座1-2組；主臥室：電源插座4-5組，空調(diào)插座1組；次臥室：電源插座3組；餐廳：電源插座1組；廚房：電源插座2-3組；衛(wèi)生間：電源插座1-2組。

插座的選型。應(yīng)根據(jù)住宅檔次、經(jīng)濟實力、售價等因素確定。每組插座可選擇1-2個單相二孔插座和一個或多個單相三孔插座。

9.空調(diào)回路。空調(diào)用電量大，工作時間長，空調(diào)正常起動與電源的電壓變化關(guān)系密切，因此不宜與其它電器合用一路線路。要求空調(diào)插座使用一單獨回路，且一個空調(diào)回路最多只能帶兩部空調(diào)。柜式空調(diào)獨占一個回路。

10.漏電開關(guān)。漏電開關(guān)應(yīng)根據(jù)用電線路的相數(shù)、額定電壓、負載電流、漏電動作電流、預(yù)期短路電流、負載類型等選擇。一般家用的漏電開關(guān)應(yīng)選用漏電動作電流為30mA及以下快速動作產(chǎn)品。如DZL18-20系列家用漏電開關(guān)，它適用于額定電壓220V，額定電流20A及以下的單相線路。

購買漏電開關(guān)時應(yīng)有安全認證標志。如長城認證標志（CCEE）或CCC認證標志等。從抗干擾角度來說，應(yīng)盡量避免使用微處理器等數(shù)字集成電路的漏電開關(guān)，因為漏電開關(guān)工作環(huán)境處于強電包圍之中，是典型的弱電控制強電的電子設(shè)備，很容易受到干擾而造成誤動。特別注意不要以為裝了漏電開關(guān)就絕對安全。

11.電度表選擇。

電表參數(shù)選擇。選購電度表時首先看產(chǎn)品銘牌及各項技術(shù)數(shù)據(jù)。如額定電壓、額定電流、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。例如某電度表電壓220V、電流5（20）A，表示該電度表的額定電壓為220V、額定電流為5A和最大電流為20A。這樣，我們可以通過計算估算出電表允許的最大總功率：如P=UI=220×20=4.4KW。

家庭總用電量計算。選購電度表前，先把家中所有用電電器的功率加起來，比如，電視機30W-120W+電冰箱90W-150W+洗衣機200W-500W+白熾燈100W-400W+電熨斗800W-1200W+空調(diào)800W-2000W=2.02KW-4.37KW。在選購電度表時，電表允許的最大總功率應(yīng)大于家中所有用電器的總功率且留有余量。如上例中家庭選購5（20）A的電度表較合適，因為即使家中所有用電器同時工作，電流的最大值I=P/220=19.8A，沒有超過電度表的最大電流值20A，用電安全可靠。

單相電子式電能表。電子式電能表具有準確度高、低功耗、起動電流小、負載范圍寬、無機械磨損等優(yōu)點。目前市場上電子式電能表廠家繁多。電子式電能表與機械表比較，感應(yīng)表采用電磁感應(yīng)元件，表內(nèi)是鐵芯、線圈加機械傳動裝置；而電子表主要采用電阻、電容加集成電路等元件。

照明住戶選配電度表計算公式。住戶選配電度表應(yīng)根據(jù)用戶的IL≥80%IN、但小于電度表允許誤差規(guī)定的最小負載電流來選擇。負載電流估算公式：I=P/220。

12.弱電部分。一般每戶配可視防盜對講機一部，信息插座一個，兩對電話線入室；兩個以上電視插座；水、電、氣表遠傳計量系統(tǒng)；局域網(wǎng)等設(shè)施。

電視?？刹捎贸鞘杏芯€電視網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)或同軸電纜，不管采用何種方式，每個單元入口均應(yīng)設(shè)入口孔，若為穿管暗布線，樓層內(nèi)設(shè)接線盒，距地0.3m-1.8m。

電話線。由市話網(wǎng)進入小區(qū)的，每層樓梯間內(nèi)設(shè)電話分線箱，由分線箱引出兩對線、通過PVC管進入住戶客廳及主臥室電話插座，供接電話機和上網(wǎng)。

（四）家庭用電負荷計算

國家規(guī)定，一般兩居室住宅用電負荷約4.0KW-6.0KW，進戶銅導線截面不應(yīng)小于10mm2。對于電熱設(shè)備較多的住戶按6.0KW-12.0KW/戶考慮。

家用電器容量：微波爐為600W-1500W；電飯煲為500W-1000W；電磁爐300W-2000W；電炒鍋為800W-2000W；電熱水器為800W-2000W；電冰箱為70W-2500W；電暖器為300W-2500W；電烤箱為800W-2000W；消毒柜為600W-800W；電熨斗為500W-2000W；空調(diào)器為500W-4000W。每戶的用電量均應(yīng)考慮遠期用電，按同時使用電器最大功率總和計算出總用電量。

（五）家庭用電線路的安裝

1.電度表的安裝。通常先用電筆找出電源的相線和地線，然后按照電路圖連接到單相電度表的電壓、電流四個接線柱上，如圖2所示。進線1是相線，出線2是相線，進線3是零線，出線4是零線。為便于抄表和檢修，表的安裝高度約為1.8m-2.1m。電表安裝后，打開電燈開關(guān)，電表轉(zhuǎn)盤應(yīng)從左向右轉(zhuǎn)動。

2.配電箱的安裝。電表通常由供電部門統(tǒng)一安裝在室外以便于管理，室內(nèi)配電裝置一般由保護器（熔絲盒）和控制器（總開關(guān)）組成，如圖3所示。配電箱安裝要求布局整齊、美觀、整潔、對稱。

3.照明燈具安裝。安裝燈具時，燈泡距地面高度≥2.0m，如低于2.0m需采取防護措施。經(jīng)常碰撞的場所應(yīng)采用金屬網(wǎng)罩防護，濕度大的場所應(yīng)有防水滴措施；大功率燈泡不能用普通導線，應(yīng)采用非燃材料（瓷管、石棉、玻璃絲）制成的護套保護，避免高溫破壞絕緣材料，造成短路。同時燈的下方不可堆放可燃物品；并注意通風散熱。

對于低壓照明電路，應(yīng)盡可能選擇足夠大的導線截面，可防止導線發(fā)熱引起短路。有粉塵、容易引起燃燒等場所，可采用防塵燈具。爆炸場所應(yīng)安裝相應(yīng)的防爆照明燈具。

4.插座的安裝。安裝高度可根據(jù)人們的生活習慣、個人裝修特點來確定。如客廳電源插座，電視機柜柜高0.5m-0.55m時，電源插座距地0.3m不合適，應(yīng)改為0.6m。微波爐、電飯煲、洗衣機使用單相三孔帶開關(guān)插座?？照{(diào)插座用單相三孔帶開關(guān)（有保護門）產(chǎn)品，臥室空調(diào)插座安裝高度距地1.8m-2.0m，宜采用單相三孔插座。

一般插座距地高度0.3m以上且設(shè)于墻內(nèi)，安裝高度在1.8m以下的插座采用帶安全防護型。電源插座之間的距離控制在2.5m左右，衛(wèi)生間的插座應(yīng)采用防濺式，安裝高度為1.5m-1.6m左右，插座不能設(shè)在淋浴器的側(cè)墻上，抽油煙機電源插座距地高度為1.6m-1.8m。排氣扇插座距地高度1.6m-2.0m；廚房插座距地高度為1.5m-1.8m。

單相三孔插座的安裝：單相用電、移動式用電設(shè)備，應(yīng)使用三芯插頭及三孔插座。接線時專用接地插孔與專用保護接地線相連接，采用接零保護時，接零線應(yīng)從電源端引入，否則會導致觸電。

5.漏電開關(guān)的安裝。按產(chǎn)品使用說明書的要求進行安裝接線，且使用在中性線接地的系統(tǒng)中，按規(guī)定接線，不能反接。漏電開關(guān)接線時，不能將輸出端的中性線重復接地，否則將發(fā)生誤動作，造成觸電事故。

單極兩線和三極四線（四極）的漏電開關(guān)產(chǎn)品上標有N極和L極，接線時相線接在L極，中性線接N極。

漏電開關(guān)第一次通電時，按壓操作開關(guān)上的“試驗按鈕”，檢查能否動作，確認能動作后，方可投入使用。以后應(yīng)定期每月操作“試驗按鈕”1次，檢查漏電開關(guān)的保護功能是否正常。

項目化教學采用“實踐——理論——再實踐”的教學形式，融理論與項目于一體，在實踐中教理論，在運用中學技術(shù)，突出了課程的應(yīng)用性和操作性，充分激發(fā)了學生學習的求知欲望，既鍛煉了學生的學習能力和實踐能力，又培養(yǎng)了職業(yè)能力。

項目化教學通過對學生進行知識和能力的訓練，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識、人際關(guān)系協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新能力和愛崗敬業(yè)精神；同時，培養(yǎng)了學生熟悉電能安裝的操作方法，進而掌握交流電壓、電流、功率的計算，掌握電氣開關(guān)、燈具、插座，電表、配電箱等的選擇，掌握電能的測量、燈具、插座、電表的安裝等知識，達到舉一反三的目的。

項目化教學作為讓學生在教師指導下通過完成一個比較完整的“工作項目”而進行學習的教法，將傳統(tǒng)教學體系中的知識轉(zhuǎn)化為一個或若干個“教學項目”，圍繞項目組織和開展教學，使學生全程參與、體驗和論證，實現(xiàn)了專業(yè)課教學與實際職業(yè)崗位的零距離對接。

【參考文獻】

[1]戴士弘.高職教改課程教學設(shè)計案例集[M].北京：清華大學出版社，2008

（責編 丁 夢）