电工材料.ppt
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1、电工材料电工材料内容提要:n导电材料n绝缘材料n磁性材料 n其他材料常用电工材料分类电工材料导电材料:导电材料:如银、铜、铝、铁、锡、铅等金属如银、铜、铝、铁、锡、铅等金属半导体材料:半导体材料:如硅、锗等如硅、锗等绝缘材料:绝缘材料:如空气、变压器油、橡胶、塑料、陶瓷如空气、变压器油、橡胶、塑料、陶瓷磁性材料:磁性材料:如纯铁、硅钢、铁镍合金、铁氧体等如纯铁、硅钢、铁镍合金、铁氧体等其他材料:其他材料:如胶黏剂、润滑剂、清洗剂等如胶黏剂、润滑剂、清洗剂等第一部分:导电材料 n1.1 导体材料概述n1.导电材料:一般是指专门用于传导电流的材料。n导电材料主要用于构建电网和各类电工产品中电能和电
2、信号的传输。n2.导电材料材质:主要有金属、合金和某些非金属。n3.导电材料分类:电线电缆、电阻电热材料、熔体材料、电阻合金、触点材料、电刷制品等。n4.导电材料的主要技术要求:n电阻率小(降低输电损耗);n机械强度高(牢固可靠);n导热性能好(利于散热);n密度较小(材料重量低);n热膨胀系数小(适应不同温度环境);n易加工、易焊接(便于施工);n耐腐蚀、不氧化(使用寿命长)等。n5.金属导电材料特点:n导电性好,机械强度高,不易氧化和腐蚀,容易加工和焊接。n金属中导电性能最佳的是银,其次是铜、铝。n铜和铝是工业上最主要的导电金属材料。表表 1 常用金属材料性能表常用金属材料性能表 n 铜n
3、特性:导电性能好,机械强度高,延展性良好,便于加工,容易焊接。n电阻率=1.6910-8m,密度=8.9g/cm3n广泛用于制造变压器、电机和各种电器的线圈。n 铝铝n特性:导电性能较好特性:导电性能较好,延展性良好延展性良好,不易氧化不易氧化,不容易焊接。不容易焊接。n电电阻率阻率=4.771010-8-8m m,密度,密度=2.7g/cm=2.7g/cm3 3n同样长度、电阻值一样时,铝导线的截面积约是铜导线的同样长度、电阻值一样时,铝导线的截面积约是铜导线的1.69倍。倍。n1.2 铜铝材料电线电缆铜铝材料电线电缆n1.2.1 1.2.1 电线电缆及类型电线电缆及类型n电线电缆是一类用以
4、传输电能、电信号或者实现电磁能转换的线材。电线电缆是一类用以传输电能、电信号或者实现电磁能转换的线材。n电电线线电电缆缆类类型型:裸裸导导线线、电电磁磁线线、电电气气设设备备用用电电线线电电缆缆、电电力力电电缆缆、通通讯讯电电缆缆五大类。五大类。n电线与电缆:一般将芯数少、直径小、结构简单的电传输线称为电线。其他的电线与电缆:一般将芯数少、直径小、结构简单的电传输线称为电线。其他的称为电缆。称为电缆。1.2.2 1.2.2 裸导线裸导线n裸导线的特点:纯的导体金属,无绝缘及护套层,如钢芯铝绞线、铜铝汇流排、电力机车线等;n加工工艺主要是压力加工,如熔炼、压延、拉制、绞合/紧压绞合等;产品主要用
5、在城郊、农村、用户主线、开关柜等。n按产品的形状和结构不同,裸线分为裸单线、裸绞线、软接线、型线四种。n1.2.2 1.2.2 裸导线裸导线n1.裸单线裸单线n可分为普通线、镀(锡、银)层线、包覆(铝包钢)线等。可分为普通线、镀(锡、银)层线、包覆(铝包钢)线等。n1)命名方法:)命名方法:n镀(包覆)层镀(包覆)层+外形外形+材质材质+线线n例:圆铜线;镀锡扁铜线;铝包钢芯圆单线等。例:圆铜线;镀锡扁铜线;铝包钢芯圆单线等。n2)型号编制方法:)型号编制方法:n材质材质+外形(圆形省略)外形(圆形省略)+硬度硬度+镀层镀层n材质:材质:G-钢;钢;L-铝;铝;T-铜;铜;H-合金;合金;X-
6、锡。锡。n外形:外形:B-扁形;扁形;D-带型;带型;n硬度:硬度:Y-硬;硬;R-软软n例:例:TR-软圆铜线;软圆铜线;TBY-硬铜扁线;硬铜扁线;TRX-镀锡软圆铜线等。镀锡软圆铜线等。n规格表示:圆线用截面直径(或截面积)表示;扁形以厚规格表示:圆线用截面直径(或截面积)表示;扁形以厚b*a宽表示。宽表示。n例例:TR型型线线,标标称称直直径径1.03mm;标标称称面面积积3.5mm2;TBY型型线线,2*4mm裸电线裸电线n2.裸绞线裸绞线n裸裸绞绞线线由由多多股股单单线线绞绞合合而而成成。与与单线相比,柔软、抗拉强度高。单线相比,柔软、抗拉强度高。n1)命名方法:)命名方法:n材质
7、材质+软硬软硬+构造构造n例:铝绞线;铜软绞线;钢芯铝绞线。例:铝绞线;铜软绞线;钢芯铝绞线。n2)型号编制方法:)型号编制方法:n材质材质+构造构造+绞线绞线n材质:材质:G-钢;钢;L-铝;铝;T-铜;铜;H-合金;合金;X-锡。锡。n构造:构造:J-绞线;加强;绞线;加强;n例:例:LGJJ-加强型钢芯铝绞线;加强型钢芯铝绞线;TJ-硬铜绞线。硬铜绞线。n规格表示:用截面面积(规格表示:用截面面积(mm2)表示,也可加单线根数)表示,也可加单线根数/直径。直径。n例:例:TJ型线,标称截面型线,标称截面120mm2;49/2.85mmn3.软接线软接线n软接线由质地柔软的铜绞线编制而成。
8、主要用于振动弯曲场合。软接线由质地柔软的铜绞线编制而成。主要用于振动弯曲场合。n型号与命名方法见表:型号与命名方法见表:n4.型线n型线是非圆形截面的裸电线,其常用品种见表。扁线母线凹型铜排梯形铜排空心导线n1.2.3 电磁线n电磁线是专用于电-磁能互换场合的有绝缘层的导线。一般用于电机、变压器及电工仪表中的线圈绕组。n常用电磁线的导电线芯有圆线和扁线两种,一般采用铜线。n常用电磁线有漆包线和绕包线两类。n1.漆包线n漆包线的绝缘层是漆膜(Q-绝缘漆;QQ-缩醛、QZ-聚酯、QA-聚氨酯、QH-环氧)。广泛应用于中小型电机及微电机、干式变压器和其他电工产品中。n2.绕包线绕包线n绕绕包包线线用
9、用绝绝缘缘物物(B-玻玻璃璃丝丝、Z-绝绝缘缘纸纸、M-合合成成树树脂脂薄薄膜膜)等等紧紧密密绕包在导电线芯上绕包在导电线芯上,形成绝缘层;形成绝缘层;也有在漆包线上再绕包绝缘层的。也有在漆包线上再绕包绝缘层的。1.2.4 1.2.4 电气设备用电线电缆电气设备用电线电缆n电气设备用电线电缆的特点:品种规格繁多,应用范围广泛,使用电压在1kV及以下较多,面对特殊场合不断衍生新的产品,如耐火线缆、阻燃线缆、低烟无卤/低烟低卤线缆、防白蚁、防老鼠线缆、耐油/耐寒/耐温/耐磨线缆、医用/农用/矿用线缆、薄壁电线等。n线芯为铜、铝;绝缘层、内外护套一般为聚乙烯、聚氯乙烯、橡胶;户外用有铠装。信号用有屏
10、蔽。n一般为多芯、有护套的绝缘导线束。n多芯电缆结构:从内到外:导体-绝缘层-内护层-衬层-铠装层-外护层。BVBVVBVVBBVRBVVBVVBRVRVVRVVBRVRVVRVVB电线、电缆类型电线、电缆类型电缆结构电缆结构电气设备用电缆电气设备用电缆导体导体耐火层耐火层绝缘绝缘绕包层绕包层内垫层内垫层铠装层铠装层外护套外护套n1.型号与命名型号与命名n电线电缆产品的命名有以下原则:电线电缆产品的命名有以下原则:(1)应用场合或类别;应用场合或类别;(2)结构材料或型式(从内到外结构材料或型式(从内到外-导体导体-绝缘绝缘-内护层内护层-外护层外护层-铠装)。铠装)。(3)特征(有时为强调附
11、加特征,将特征写到首位或结构前)。特征(有时为强调附加特征,将特征写到首位或结构前)。n船用船用10/15kV 阻燃阻燃 铜芯铜芯 交联聚乙烯绝缘交联聚乙烯绝缘 钢带铠装钢带铠装 聚氯乙烯护套聚氯乙烯护套 电缆电缆 使用场合/电压 特征 导体 内护层 铠装 护套材料 大类 型号为型号为 ZR-YJV22-8.7/15用途用途类别类别导体导体绝缘绝缘内护套内护套外护套外护套使用使用特征特征结构结构特征特征1-2位字母位字母1-2位字母位字母1-3位数字位数字可只标注部分可只标注部分外护套:外护套:0-无;无;1-连锁铠装连锁铠装 纤维外被;纤维外被;2-双层钢带双层钢带 聚氯乙烯外套;聚氯乙烯外
12、套;3-细园钢丝细园钢丝 聚乙烯外套;聚乙烯外套;4-粗圆钢丝;粗圆钢丝;5-皱纹钢带;皱纹钢带;6-双铝带;双铝带;8-铜丝编织;铜丝编织;9-钢丝编织钢丝编织屏蔽层:屏蔽层:P-铜网;铜网;P1-铜丝缠绕;铜丝缠绕;P2-铜带;铜带;P3-铝塑带。铝塑带。结构特征结构特征:(实心不标)实心不标)w-物理发泡物理发泡绝缘层材料:绝缘层材料:V-聚氯乙烯;聚氯乙烯;YJ-交联聚乙烯;交联聚乙烯;Y-聚乙烯;聚乙烯;X-丁苯橡胶;丁苯橡胶;G-硅橡胶;硅橡胶;YY-乙烯乙烯/乙酸乙烯橡胶;乙酸乙烯橡胶;Z-油浸纸。油浸纸。导体材料:导体材料:T-铜(省略,裸导线除外);铜(省略,裸导线除外);L
13、-铝;铝;G-钢芯;钢芯;R-铜软线。铜软线。类别类别:(裸线、电磁线、电力及通讯电缆省略);裸线、电磁线、电力及通讯电缆省略);K-控制电缆;控制电缆;P-信号缆;信号缆;S-数据、射频;数据、射频;ZR-阻燃;阻燃;NH-耐火;耐火;WDZ-低烟无卤;低烟无卤;B-布线;布线;S-对绞;对绞;J-绞制。绞制。用途:用途:H-焊机用;焊机用;T-电梯用;电梯用;W-户外;户外;DJ-计算机;计算机;N-农用直埋;农用直埋;JK-架空;架空;Q-轻型;轻型;Z-中中型;型;C-重型;重型;内护套材料:内护套材料:Q-铅包;铅包;L-铝包;铝包;H-橡套;橡套;V-聚氯乙烯;聚氯乙烯;Y-聚乙烯
14、;聚乙烯;F-氯丁橡胶氯丁橡胶使用特征:使用特征:B-扁平;扁平;Z-阻燃电线(阻燃电缆阻燃电线(阻燃电缆ZR放在首位)。放在首位)。用途用途类别类别导体导体绝缘绝缘内护套内护套外护套外护套使用使用特征特征结构结构特征特征1-2位字母位字母1-2位字母位字母1-3位数字位数字可只标注部分可只标注部分n2.常用电线电缆n1)橡皮绝缘电线n用于交流500V/直流1000V电气设备和建筑物室内布线。n线芯有单芯及多芯,导体有铜、铝;绝缘用橡胶;工作温度65nBLXF-铝芯氯丁橡皮线;BXF-铜芯氯丁橡皮线;BXR-铜芯橡皮软线;BLX-铝芯橡皮线;BX-铜芯橡皮线n2)塑料绝缘电线)塑料绝缘电线n用
15、于交流用于交流500V/直流直流1000V电气设备、电工仪表、照明线路。可用于室电气设备、电工仪表、照明线路。可用于室外、室内及埋地敷设。工作温度外、室内及埋地敷设。工作温度-1565n导体有铜、铝;线芯有单芯及多芯,多芯有护套。导体有铜、铝;线芯有单芯及多芯,多芯有护套。nBV、BLV、BVV、BLVV、BVR型聚氯乙烯绝缘线。型聚氯乙烯绝缘线。nRV、RVB、RVS、RVV型聚氯乙烯绝缘软线。型聚氯乙烯绝缘软线。n3)耐热电线)耐热电线nRVR-105型聚氯乙烯绝缘软线。长期工作温度型聚氯乙烯绝缘软线。长期工作温度-15105nAF、AFP型氟塑料绝缘耐热电线。长期工作温度型氟塑料绝缘耐热
16、电线。长期工作温度-60250n4)屏蔽电缆)屏蔽电缆n有铜网、铜箔屏蔽层,用于防止电磁波干扰。用于电器、电子、仪表、有铜网、铜箔屏蔽层,用于防止电磁波干扰。用于电器、电子、仪表、通讯、计算机等。电压等级通讯、计算机等。电压等级250V/500V。工作温度。工作温度65/105/250/105/250n线芯有单芯及多芯,导体有铜、铝;绝缘用塑料或橡胶;线芯有单芯及多芯,导体有铜、铝;绝缘用塑料或橡胶;nBVP、BVVP、RVPRVVP-聚氯乙烯绝缘屏蔽线聚氯乙烯绝缘屏蔽线nFNP、AVP-氟塑料、尼龙绝缘屏蔽线。氟塑料、尼龙绝缘屏蔽线。n5)通用电缆)通用电缆nY系列移动式通用橡套软电缆,用于
17、移动设备及场合。系列移动式通用橡套软电缆,用于移动设备及场合。YQ(轻型),(轻型),YZ(中型),(中型),YC(重型),电压等级(重型),电压等级300/500/750V,工作温度有工作温度有65。YCW、YZW、YQW户外型,耐油抗老化。户外型,耐油抗老化。n系列固定敷设农用电缆,用于农村配电及线路电气设备。系列固定敷设农用电缆,用于农村配电及线路电气设备。NLV、NLVV直埋铝芯聚氯乙烯绝缘直埋铝芯聚氯乙烯绝缘/护套线。电压等级护套线。电压等级450/750V,工,工作温度有作温度有0-70。nK系列信号控制电缆,用于控制信号和测量线路。系列信号控制电缆,用于控制信号和测量线路。线芯一
18、般为铜,芯数线芯一般为铜,芯数2-96,绝缘聚乙烯、聚氯乙烯、橡胶。电压等级,绝缘聚乙烯、聚氯乙烯、橡胶。电压等级600/1000V,工作温度有,工作温度有65。n1.2.5 1.2.5 电力电缆电力电缆n是是指指用用于于高高低低压压输输电电、配配电电网网的的带带绝绝缘缘层层的的导导线线。用用于于在在市市区区、厂厂区及不便用架空输电线的场合。区及不便用架空输电线的场合。n1.电力电缆特点电力电缆特点n 产品主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输,通过的电流大产品主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输,通过的电流大(几十安至几千安)、电压高(几十安至几千安)、电压高(220V
19、220V至至500kV500kV及以上)。及以上)。具有一定的机械强度具有一定的机械强度和可弯曲性。和可弯曲性。n2.电力电缆类型电力电缆类型n(1)油浸纸质绝缘电缆;油浸纸质绝缘电缆;(2)塑料塑料(聚氯乙烯)绝缘电力电缆。聚氯乙烯)绝缘电力电缆。(3)橡胶绝缘电力电缆橡胶绝缘电力电缆 电力电缆电力电缆电力电缆:电力电缆:线芯一般为铜、铝;绝缘层、内外护套一般为聚乙烯、聚氯线芯一般为铜、铝;绝缘层、内外护套一般为聚乙烯、聚氯乙烯、橡胶;户外用有铠装。芯数有乙烯、橡胶;户外用有铠装。芯数有1、2、3、3+1、4、4+1等。等。n1.2.6 1.2.6 通讯电缆通讯电缆n是指用于传输电话、广播、
20、电视、数据等电信息用的绝缘电缆。多用于地下埋管敷设。n1.通讯电缆特点通讯电缆特点n(1)承受电压低;承受电压低;(2)传输电功率小、频率高。传输电功率小、频率高。(3)芯数多。芯数多。n2.通讯电缆类型通讯电缆类型n(1)市内通信电缆(对称电缆),传输音频;市内通信电缆(对称电缆),传输音频;(2)长途对称电缆。多芯长距,传输载波信号,几百千赫。长途对称电缆。多芯长距,传输载波信号,几百千赫。(3)干线电缆,一般为同轴电缆。干线电缆,一般为同轴电缆。(4)纤维光缆。非电缆。纤维光缆。非电缆。专用电缆专用电缆同轴电缆同轴电缆扁平电缆扁平电缆光缆光缆市话电缆市话电缆网线电缆(超五类电缆)网线电缆
21、(超五类电缆)通讯电缆:主要用于特殊检测仪表电信号连接、特殊设备(如视频设备、通讯电缆:主要用于特殊检测仪表电信号连接、特殊设备(如视频设备、DCS设备、现场总线设备等)信号的传递。多采用设备、现场总线设备等)信号的传递。多采用0.75mm0.75mm2 2、1.0mm1.0mm2 2铜芯铜芯多对屏蔽线。多对屏蔽线。如如KJCPKJCP屏蔽控制电缆,芯数有屏蔽控制电缆,芯数有2 2、4 4、6 6、8 8、1010、1212、1414、1616、1818、2020、2222、2424、2626、2828、3030、3232、4040、4848、6060芯多种规格。芯多种规格。n1.3 特殊导电
22、材料n1.3.1 电热材料 n用于制造加热设备中的发热元件,可作为电阻接到电路中,把电能转变为热能,使加热设备的温度升高。n1.对电热材料的基本要求:n(1)电阻率高,功率大。n(2)在高温时具有足够的机械强度和良好的抗氧化性能。n(3)具有足够的耐热性,以保证在高温下不变形;n(4)高温下的化学稳定性,不与炉内气氛发生化学反应等。n(5)热膨胀系数小,热胀冷缩小。n2.电热材料分类:n可分为金属电热材料和非金属电热材料两大类。n如镍铁合金(350500)、铁铬铝合金(10001200)、镍铬合金(11501250)、石墨(3000)、碳化硅(1450)等。3、电热管、电热管4 4、电热带、电
23、热带 通过电加热方式实现伴热。一般由导线、电热丝节、绝缘层、防护层、保通过电加热方式实现伴热。一般由导线、电热丝节、绝缘层、防护层、保护层组成。通过专用温控器、电源盒、分线盒、终端链接。护层组成。通过专用温控器、电源盒、分线盒、终端链接。n1.3.2 1.3.2 熔体材料熔体材料 n熔熔体体材材料料(保保险险丝丝)装装在在熔熔断断器器内内,当当设设备备短短路路、过过载载,电电流流超超过过熔熔断断值值时时,经经过过一一定定时时间间自自动动熔熔断断,保保护护设设备备。短短路路电电流流越越大大、熔熔断断时时间间越越短。短。n1、常用熔体材料及参数:、常用熔体材料及参数:n常用低熔点材料:银常用低熔点
24、材料:银Ag、铅、铅Pb、锡、锡Sn、铋、铋Bi、镉、镉Cd,或其合金。,或其合金。n额定电流:溶体能够长期正常工作不熔断的电流。额定电流:溶体能够长期正常工作不熔断的电流。n熔熔断断电电流流:电电流流超超过过熔熔断断电电流流时时,经经过过一一定定时时间间自自动动熔熔断断。通通用用铅铅锡锡合合金熔断丝的熔断电流是额定电流的金熔断丝的熔断电流是额定电流的1.32倍。倍。n2、熔断材料的选用:、熔断材料的选用:n(1)阻性负载(电热器阻性负载(电热器):熔丝额定电流为负荷额定电流的熔丝额定电流为负荷额定电流的1.32倍。倍。n(2)感性负载(电动机):感性负载(电动机):熔丝额定电流为负荷额定电流
25、的熔丝额定电流为负荷额定电流的3倍。倍。n(3)电焊机负载:电焊机负载:熔丝额定电流为焊机功率(熔丝额定电流为焊机功率(kW)数的)数的46倍。倍。n1.3.3 电阻合金n电阻合金电阻的温度系数低,阻值稳定,抗氧化性好、焊接性能好。n电阻合金按其主要用途可分为调节元件用、电位器用、精密元件用及传感元件用四种。n(1)调节元件用电阻合金主要用于电流调节元件用电阻合金主要用于电流(电压电压)调节与控制元件的绕调节与控制元件的绕组组,常用的有康铜(常用的有康铜(Ni 30%-41%,Mn 1%-2%)、新康铜()、新康铜(Al 2.5%-4.5%,Mn 10%-12.5%,Ge1%-1.6%)、铁铬
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