《电气控制与工程实习指南 教学课件 ppt 作者 丁学文 第三章 常用电工材料1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与工程实习指南 教学课件 ppt 作者 丁学文 第三章 常用电工材料1（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 常用电工材料,3.1 绝缘材料,3.1 绝缘材料,绝缘材料的主要作用是隔离带电的导电体或不同电位的导电体，使电流按设定的方向流动。在有些场合绝缘材料还起着机械支撑、导体防护、散热、灭弧等作用。因此绝缘材料应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，较好的耐热性和导热性，机械强度高而且耐潮，方便加工等特点。,3.1.1 常用绝缘材料的分类和耐热等级,1. 绝缘材料的分类 无机绝缘材料 有云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃等,主要用作电机、电器的绕组绝缘、开关的底板和绝缘子等。 有机绝缘材料 有虫胶、树胶、橡胶、棉纱、纸、麻、蚕丝、人造丝等，大多用于制造绝缘漆、绕组导线的被覆绝缘物等。 混合绝缘材料 指由
2、以上两种绝缘材料经加工后制成的各种成型绝缘材料，主要用作电器的底座、外壳等。,3.1.1 常用绝缘材料的分类和耐热等级,2. 绝缘材料的耐热等级 绝缘材料在使用过程中，由于各种因素长期作用会产生老化，使电气性能和力学性能降低。导致老化的因素很多，其中主要是温度的影响。为了保证绝缘材料的安全使用寿命，规定了它们在使用中的极限温度，即耐热等级，如表3-1所示。,表3-1 绝缘材料耐热等级和极限温度,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,1. 浸渍漆 主要用来浸渍电机、电器、变压器的线圈和绝缘零部件,以填充其间隙和微孔。浸渍漆固化后能在浸渍物表面形成连续平整的漆膜，并使线圈粘接成一个结实的整体，提高
3、绝缘结构的耐潮性、导热性和机械强度。常用的有1030醇酸浸渍漆、1032三聚氰胺酸浸渍漆。这两种都是烘干漆，具有较好的耐油性和绝缘性，漆膜平滑而有光泽。而1010沥青漆则供浸渍不需耐油的电机绕组。聚酰胺酰亚胺漆耐热性、电气性能优良、粘合力强、耐辐照性好，供浸渍耐高温或在特殊条件下工作的电机、电器绕组。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,2. 覆盖漆和瓷漆 主要用来涂覆经浸渍处理后的绕组和绝缘零部件，在其表面形成连续而均匀的漆膜，以防止机械损伤及大气、润滑油和化学药品的浸蚀。常用的覆盖漆有1231醇酸凉干漆，其干燥快、漆膜硬度高并有弹性、电气性能好。常用的瓷漆有1320（烘干漆）、1321（
4、凉干漆）醇酸灰瓷漆，它们的漆膜坚硬、光滑。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,3. 电缆浇注胶 广泛用于浇注电缆中间接线盒和终端盒。如，1811沥青电缆胶和1812环氧电缆胶适合于10KV以下的电缆。前者耐潮性能好；后者密封性能好，电气、力学性能高。而1810电缆胶电气性能好、抗冻裂性高，适用于浇注10KV以上的电缆。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,4. 玻璃纤维漆布(带) 主要用作电机、电器的衬垫和绕组绝缘。如，2010玻璃纤维漆布柔软性能好，但不耐油，可用于一般电机、电器的衬垫或绝缘。2012玻璃纤维漆布耐油性好，可用于变压器油或汽油浸蚀的环境中。2450有机硅玻璃漆布，具有较
5、高的耐热性、良好的柔软性、耐油、耐霉和耐寒性也好，适用于H级电机、电器的衬垫和绝缘。2432醇酸玻璃漆布（带）的电气、力学性能、耐油性和耐潮性都较好，且具有一定的耐霉性，可用于油浸变压器、油断路器等线圈的绝缘。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,5. 漆管 主要用作电机、电器和仪表的引出线或连接线的绝缘套管。如2730醇酸玻璃漆管有良好的电气、力学性能，耐油性、耐潮性较好，但弹性较差，可用作油浸变压器、油断路器等的引出线或连接线的绝缘套管。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,6. 绑扎带 主要用于绑扎变压器铁心和代替合金钢丝绑扎电机转子绕组端部。常用的是B17玻璃纤维无纬胶带（即无纬玻
6、璃丝带）。 7. 层压制品 常用的有3240环氧酚醛层压玻璃布板、3640环氧酚醛层压玻璃布管和3840环氧酚醛层压玻璃布棒等。此三种层压玻璃纤维制品适宜作电机、电器的绝缘结构零件，它们的电气、力学性能好，耐油性、耐潮性好，加工方便，并可在变压器中使用。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,6. 绑扎带 主要用于绑扎变压器铁心和代替合金钢丝绑扎电机转子绕组端部。常用的是B17玻璃纤维无纬胶带（即无纬玻璃丝带）。 7. 层压制品 常用的有3240环氧酚醛层压玻璃布板、3640环氧酚醛层压玻璃布管和3840环氧酚醛层压玻璃布棒等。此三种层压玻璃纤维制品适宜作电机、电器的绝缘结构零件，它们的电气、
7、力学性能好，耐油性、耐潮性好，加工方便，并可在变压器中使用。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,8. 压塑料 主要用来作各种规格的电机、电器的绝缘零部件及作为电线、电缆的绝缘和防护材料。常用的4013酚醛木粉压塑料、4330酚醛玻璃纤维压塑料有良好的电气、力学性能和耐潮、防霉性能。交联聚乙烯、聚丙烯是电线、电缆的优良绝缘护层材料，柔韧、耐磨、耐潮、电气性能好。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,9. 云母带 云母带在室温下较柔软，适用于电机、电器线圈及连接线的绝缘。常用的有5434醇酸玻璃纤维云母带和5438-1环氧玻璃云母带。后者厚度均匀、柔软，固化后电气和力学性能良好，目前正大力推
8、广使用，但需要低温保存。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,10. 衬垫云母板 它主要适宜作电机、电器的绝缘衬垫。常用的有5730醇酸衬垫云母板和5737-1环氧衬垫云母板。 11. 薄膜和薄膜复合制品 常用的薄膜复合制品有6520聚酯薄膜绝缘纸（即聚酯薄膜青壳纸）复合箔和6530聚酯薄膜漆布复合箔。常用的薄膜有6020聚酯薄膜。它们都适用于电机槽的绝缘、匝间绝缘和相间绝缘以及其它电工产品的线圈的绝缘。6020聚酯薄膜厚度薄、柔软性好，可用于热带型产品。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,12. 绝缘纸和绝缘纸板 （1）电容器纸和电缆纸 电容器纸主要用作电力电容器的极间介质。电缆纸主要
9、用于3.5KV以下电力电缆、控制电缆和通信电缆的绝缘。 （2）绝缘纸板 可在变压器油中使用。薄型的纸常称为青壳纸，主要用于绝缘保护和补强材料。 （3）硬钢板纸 俗称反向板，它的机械强度高，适宜做电机、电器的零部件。,3.1.2 常用绝缘材料的性能和用途,13. 绝缘包扎带 主要用来包缠电缆接头和电线接头，也可用于低压电器设备的绝缘修理等。 （1）绝缘胶带 如图3-1(a)所示，用于交流380V以下电线接头的绝缘包扎。 （2）聚氯乙烯带。 （3） 塑料粘胶带。 （4） 涤纶粘胶带。 （5） 自粘性丁基橡胶带 俗称高压防水布。,图3-1a) 绝缘胶带,图3-1b) 包扎胶带,3.1.2 常用绝缘材
10、料的性能和用途,14电瓷材料 电瓷材料是良好的绝缘体，常用在电力线路中作为绝缘子使用，可以分为低压绝缘子和高压绝缘子。按用途分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。前者有针式绝缘子、蝶形绝缘子、盘形悬式绝缘子、横担绝缘子和棒形悬式绝缘子。后者包括支柱绝缘子和套管绝缘子，支柱绝缘子又分为针式支柱绝缘子和棒形支柱绝缘子，套管绝缘子包括穿墙套管和用于电器的套管。,第三章 常用电工材料,3.2 导电材料,3.2 导电材料,导电材料主要用来传输电流,一般分为良导体材料和高电阻材料两类。 常用的良导体材料有铜、铝、铁、钨、锡等。其中铜、铝、铁主要用于制作各种导线和母线；钨的熔点较高，主要用于制作灯丝；锡的熔点低
11、，主要用于制作导线的接头焊料和熔丝。 常用的高电阻材料有康铜、锰铜、镍铜和铁铬铝等，主要用作电阻器和热工仪表的电阻元件。,3.2 导电材料,1. 铜和铝 铜的导电性能和机械强度都优于铝，在要求较高的电器设备安装及移动电线电缆中多采用铜导体。如，一号铜主要用来制作各种电缆导体；二号铜主要用来制作开关和一般导电零件；一号无氧铜和二号无氧铜主要用来制作电真空器件、电子管和电子仪器零件、耐高温导体、真空开关触点等；无磁性高纯铜主要用于制作无磁性漆包线的导体、高精度电气仪表的动圈等。 铝导体的导电性能和机械强度虽然比铜导体差，但重量轻、价格便宜、资源较丰富，所以在架空线、电缆、母线和一般电气设备安装中广
12、泛使用，如图3-3所示。,图3-3钢芯铝绞线,2. 电热材料,表3-2 常用电热材料的规格和用途,3.2 导电材料,3. 电阻合金 电阻合金是制造电阻元件的重要材料,广泛用于电机、电器、仪表和电子等工业中。如，康铜、新康铜、镍铬、镍铬铁、铁铬铝等合金的机械强度高，抗氧化和耐腐蚀性能好，工作温度较高，一般用于制造调节元件。而康铜、镍铬基合金和锰铜等耐腐蚀性能好、表面光洁、接触电阻小且恒定，一般用于制造电位器和滑线电阻。,4. 触点材料,表3-3 常用触点材料,3.2 导电材料,5. 熔体材料 熔体材料是熔断器的主要部件，当通过熔断器的电流大于规定值时，熔体立即熔断，自动切断电源，从而起到保护电力
13、线路和电气设备的作用。 常用的熔体材料有: 银、铜、铝、锡、铅和锌。锡、铅、锌是低熔点材料，融化时间长；银、铜、铝是高熔点材料，融化时间短。 银具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性、耐延伸性、耐焊接性和热稳定性，在电力和通信系统中，广泛用作高质量、高性能熔断器的熔体。,5. 熔体材料,铜具有良好的导电、导热性，机械强度高，但在温度较高时易被氧化，熔断特性不够稳定；铜熔体熔化时间短，金属蒸汽少，有利于灭弧，宜作精度要求较低的熔体。 铝导电性能仅次于银和铜，但其耐氧化性能好，熔体特性较稳定，在某些场合可以代替纯银作熔断器的熔体。 钨、铅溶化时间长，机械强度低，热导率小，宜作保护电动机等的慢速熔体。,
14、5. 熔体材料,总之，各类熔断器所选用的熔体材料不尽相同，不同的熔体对相同的溶化电流，溶化时间也相差很大。低熔点熔体溶化时间长，高熔点熔体熔化时间短。如保护电子设备希望熔化时间越短越好，此时应该选用快速熔体；若为保护电动机过载，则希望有一定的延时，此时应选用慢速熔体。延时熔断器的熔体通常由部分焊有锡的银线、铜线或银、铜、锡制成的熔体互相串联而成。快速熔断器常用细银线作熔体。,6. 电刷,电刷对直流电机、线绕转子滑环异步电机和直流励磁同步电机的运行有很大关系。一般的选择是根据电刷的电流密度、滑环和整流子的圆周速度，在电刷特性表中找到所需要的电刷种类，再结合电机的参数（额定电压、额定电流）和运行条
15、件（连续、断续、短时），就可以决定电刷的具体型号。 常用的电刷有： 石墨电刷 适用于一般整流条件正常，负载均匀的电机。 电化石墨电刷 适用于各种类型的电机以及整流条件困难的电机。 金属石墨电刷 适用于大电流的电机，如充电、电解和电镀用的直流发电机，也适用于小型牵引低压电动机、汽车和拖拉机的启动电动机等。,第三章 常用电工材料,3.3 磁性材料,1. 软磁性材料,软磁性材料主要用于传递、转换能量或信息的磁性部件上。如，电工用纯铁一般用于直流磁场；铁中加入0.8%4.5%的硅就是硅钢,硅钢片常用作电机、变压器、继电器、互感器等产品的铁心；铁镍合金用于频率在1MHz以下的低磁场中工作的器件;铁铝合金
16、用于低磁场和高磁场下工作的器件;软磁铁氧体用于高频或较高频范围内的电磁元件;铁钴合金用于航空器件的铁心。,图3-4 软磁材料的特性,H,B-H,-H,Hm,m,m,B,Bm,软磁材料选用时所考虑的主要因素有：磁通密度、导磁率、损耗、价格等。确定软磁材料工作磁通密度时，需要使用图3-4所示的对应于B-H曲线的-H曲线。-H曲线的峰值点就是最大磁导率m点，它所对应的磁场强度为Hm，对应的磁感应强度为Bm。在B-H曲线上所对应的就是拐点m，它就是选用软磁材料的参考点。,1) 用于高磁场下的软磁材料,常用的软磁材料是硅钢片，如图3-5所示。硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金,一般含硅量为0.54.5。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率,降低矫顽力、铁心损耗（铁损）和磁时效，主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁心。所用硅钢片的工作点一般选在磁化曲线上高于m点的某点处。冷轧单取向硅钢片和热轧无取向硅钢片通常分别选在1.7T（特斯拉）和1.5T（1特斯拉=10000高斯）左右，这时产品效能虽会降低，但铁心体积和重量减小，硅钢片的性能得到充分利用。表3-4示出了
