時(shí)常用絕緣材料導(dǎo)電材料ppt課件

1、第6課時(shí) 學(xué)習(xí)任務(wù)：認(rèn)識(shí)常用電工材料 任務(wù)目標(biāo)： 1了解絕緣材料的分類。 2 熟悉常用絕緣材料的性能和用途。 3 熟悉常用導(dǎo)電材料的性能和特性。 4了解磁性材料的分類和特性。 任務(wù)重點(diǎn)：熟悉常用絕緣材料的性能和用途。 任務(wù)難點(diǎn)：不同磁性材料的特性,1 你了解常用絕緣材料的性能和用途嗎？ 2 電工常用導(dǎo)電材料和磁性材料有哪些？特性怎樣？ 3 說(shuō)一說(shuō)你所認(rèn)識(shí)的電工材料,一 明確學(xué)習(xí)任務(wù),一）絕緣材料,絕緣材料的主要作用是隔離帶電的導(dǎo)電體或不同電位的導(dǎo)電體，使電流按設(shè)定的方向流動(dòng)。在有些場(chǎng)合絕緣材料還起著機(jī)械支撐、導(dǎo)體防護(hù)、散熱、滅弧等作用。因此絕緣材料應(yīng)具有較高的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度，較好的耐熱性和

2、導(dǎo)熱性，機(jī)械強(qiáng)度高而且耐潮，方便加工等特點(diǎn),二 相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí),1. 絕緣材料的分類 無(wú)機(jī)絕緣材料 有云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃等,主要用作電機(jī)、電器的繞組絕緣、開(kāi)關(guān)的底板和絕緣子等。 有機(jī)絕緣材料 有蟲(chóng)膠、樹(shù)膠、橡膠、棉紗、紙、麻、蠶絲、人造絲等，大多用于制造絕緣漆、繞組導(dǎo)線的被覆絕緣物等。 混合絕緣材料 指由以上兩種絕緣材料經(jīng)加工后制成的各種成型絕緣材料，主要用作電器的底座、外殼等,2. 絕緣材料的耐熱等級(jí) 絕緣材料在使用過(guò)程中，由于各種因素長(zhǎng)期作用會(huì)產(chǎn)生老化，使電氣性能和力學(xué)性能降低。導(dǎo)致老化的因素很多，其中主要是溫度的影響。為了保證絕緣材料的安全使用壽命，規(guī)定了它們?cè)谑褂弥械臉O限溫度

3、，即耐熱等級(jí)，如表5-1所示,表5-1 絕緣材料耐熱等級(jí)和極限溫度,二） 常用絕緣材料的性能和用途,1. 浸漬漆 主要用來(lái)浸漬電機(jī)、電器、變壓器的線圈和絕緣零部件,以填充其間隙和微孔。浸漬漆固化后能在浸漬物表面形成連續(xù)平整的漆膜，并使線圈粘接成一個(gè)結(jié)實(shí)的整體，提高絕緣結(jié)構(gòu)的耐潮性、導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度。常用的有1030醇酸浸漬漆、1032三聚氰胺酸浸漬漆。這兩種都是烘干漆，具有較好的耐油性和絕緣性，漆膜平滑而有光澤。而1010瀝青漆則供浸漬不需耐油的電機(jī)繞組。聚酰胺酰亞胺漆耐熱性、電氣性能優(yōu)良、粘合力強(qiáng)、耐輻照性好，供浸漬耐高溫或在特殊條件下工作的電機(jī)、電器繞組,2. 覆蓋漆和瓷漆 主要用來(lái)涂覆經(jīng)

4、浸漬處理后的繞組和絕緣零部件，在其表面形成連續(xù)而均勻的漆膜，以防止機(jī)械損傷及大氣、潤(rùn)滑油和化學(xué)藥品的浸蝕。常用的覆蓋漆有1231醇酸涼干漆，其干燥快、漆膜硬度高并有彈性、電氣性能好。常用的瓷漆有1320（烘干漆）、1321（涼干漆）醇酸灰瓷漆，它們的漆膜堅(jiān)硬、光滑,3. 電纜澆注膠 廣泛用于澆注電纜中間接線盒和終端盒。如，1811瀝青電纜膠和1812環(huán)氧電纜膠適合于10KV以下的電纜。前者耐潮性能好；后者密封性能好，電氣、力學(xué)性能高。而1810電纜膠電氣性能好、抗凍裂性高，適用于澆注10KV以上的電纜,4. 玻璃纖維漆布(帶) 主要用作電機(jī)、電器的襯墊和繞組絕緣。如，2010玻璃纖維漆布柔軟性

5、能好，但不耐油，可用于一般電機(jī)、電器的襯墊或絕緣。2012玻璃纖維漆布耐油性好，可用于變壓器油或汽油浸蝕的環(huán)境中。2450有機(jī)硅玻璃漆布，具有較高的耐熱性、良好的柔軟性、耐油、耐霉和耐寒性也好，適用于H級(jí)電機(jī)、電器的襯墊和絕緣。2432醇酸玻璃漆布（帶）的電氣、力學(xué)性能、耐油性和耐潮性都較好，且具有一定的耐霉性，可用于油浸變壓器、油斷路器等線圈的絕緣,5. 漆管 主要用作電機(jī)、電器和儀表的引出線或連接線的絕緣套管。如2730醇酸玻璃漆管有良好的電氣、力學(xué)性能，耐油性、耐潮性較好，但彈性較差，可用作油浸變壓器、油斷路器等的引出線或連接線的絕緣套管,6. 綁扎帶 主要用于綁扎變壓器鐵心和代替合金鋼

6、絲綁扎電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部。常用的是B17玻璃纖維無(wú)緯膠帶（即無(wú)緯玻璃絲帶）。 7. 層壓制品 常用的有3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板、3640環(huán)氧酚醛層壓玻璃布管和3840環(huán)氧酚醛層壓玻璃布棒等。此三種層壓玻璃纖維制品適宜作電機(jī)、電器的絕緣結(jié)構(gòu)零件，它們的電氣、力學(xué)性能好，耐油性、耐潮性好，加工方便，并可在變壓器中使用,6. 綁扎帶 主要用于綁扎變壓器鐵心和代替合金鋼絲綁扎電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部。常用的是B17玻璃纖維無(wú)緯膠帶（即無(wú)緯玻璃絲帶）。 7. 層壓制品 常用的有3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板、3640環(huán)氧酚醛層壓玻璃布管和3840環(huán)氧酚醛層壓玻璃布棒等。此三種層壓玻璃纖維制品適宜作電機(jī)、電器的絕

7、緣結(jié)構(gòu)零件，它們的電氣、力學(xué)性能好，耐油性、耐潮性好，加工方便，并可在變壓器中使用,8. 壓塑料 主要用來(lái)作各種規(guī)格的電機(jī)、電器的絕緣零部件及作為電線、電纜的絕緣和防護(hù)材料。常用的4013酚醛木粉壓塑料、4330酚醛玻璃纖維壓塑料有良好的電氣、力學(xué)性能和耐潮、防霉性能。交聯(lián)聚乙烯、聚丙烯是電線、電纜的優(yōu)良絕緣護(hù)層材料，柔韌、耐磨、耐潮、電氣性能好,9. 云母帶 云母帶在室溫下較柔軟，適用于電機(jī)、電器線圈及連接線的絕緣。常用的有5434醇酸玻璃纖維云母帶和5438-1環(huán)氧玻璃云母帶。后者厚度均勻、柔軟，固化后電氣和力學(xué)性能良好，目前正大力推廣使用，但需要低溫保存,10. 襯墊云母板 它主要適宜作

8、電機(jī)、電器的絕緣襯墊。常用的有5730醇酸襯墊云母板和5737-1環(huán)氧襯墊云母板。 11. 薄膜和薄膜復(fù)合制品 常用的薄膜復(fù)合制品有6520聚酯薄膜絕緣紙（即聚酯薄膜青殼紙）復(fù)合箔和6530聚酯薄膜漆布復(fù)合箔。常用的薄膜有6020聚酯薄膜。它們都適用于電機(jī)槽的絕緣、匝間絕緣和相間絕緣以及其它電工產(chǎn)品的線圈的絕緣。6020聚酯薄膜厚度薄、柔軟性好，可用于熱帶型產(chǎn)品,12. 絕緣紙和絕緣紙板 （1）電容器紙和電纜紙 電容器紙主要用作電力電容器的極間介質(zhì)。電纜紙主要用于3.5KV以下電力電纜、控制電纜和通信電纜的絕緣。 （2）絕緣紙板 可在變壓器油中使用。薄型的紙常稱為青殼紙，主要用于絕緣保護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)

9、材料。 （3）硬鋼板紙 俗稱反向板，它的機(jī)械強(qiáng)度高，適宜做電機(jī)、電器的零部件,13. 絕緣包扎帶 主要用來(lái)包纏電纜接頭和電線接頭，也可用于低壓電器設(shè)備的絕緣修理等。 （1）絕緣膠帶 如圖3-1(a)所示，用于交流380V以下電線接頭的絕緣包扎。 （2）聚氯乙烯帶。 （3） 塑料粘膠帶。 （4） 滌綸粘膠帶。 （5） 自粘性丁基橡膠帶 俗稱高壓防水布,圖3-1a) 絕緣膠帶,圖3-1b) 包扎膠帶,14電瓷材料 電瓷材料是良好的絕緣體，常用在電力線路中作為絕緣子使用，可以分為低壓絕緣子和高壓絕緣子。按用途分為線路絕緣子和電站、電器絕緣子。前者有針式絕緣子、蝶形絕緣子、盤(pán)形懸式絕緣子、橫擔(dān)絕緣子和

10、棒形懸式絕緣子。后者包括支柱絕緣子和套管絕緣子，支柱絕緣子又分為針式支柱絕緣子和棒形支柱絕緣子，套管絕緣子包括穿墻套管和用于電器的套管,三） 導(dǎo)電材料,導(dǎo)電材料主要用來(lái)傳輸電流,一般分為良導(dǎo)體材料和高電阻材料兩類。 常用的良導(dǎo)體材料有銅、鋁、鐵、鎢、錫等。其中銅、鋁、鐵主要用于制作各種導(dǎo)線和母線；鎢的熔點(diǎn)較高，主要用于制作燈絲；錫的熔點(diǎn)低，主要用于制作導(dǎo)線的接頭焊料和熔絲。 常用的高電阻材料有康銅、錳銅、鎳銅和鐵鉻鋁等，主要用作電阻器和熱工儀表的電阻元件,1. 銅和鋁 銅的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度都優(yōu)于鋁，在要求較高的電器設(shè)備安裝及移動(dòng)電線電纜中多采用銅導(dǎo)體。如，一號(hào)銅主要用來(lái)制作各種電纜導(dǎo)體；二號(hào)

11、銅主要用來(lái)制作開(kāi)關(guān)和一般導(dǎo)電零件；一號(hào)無(wú)氧銅和二號(hào)無(wú)氧銅主要用來(lái)制作電真空器件、電子管和電子儀器零件、耐高溫導(dǎo)體、真空開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)等；無(wú)磁性高純銅主要用于制作無(wú)磁性漆包線的導(dǎo)體、高精度電氣儀表的動(dòng)圈等。 鋁導(dǎo)體的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度雖然比銅導(dǎo)體差，但重量輕、價(jià)格便宜、資源較豐富，所以在架空線、電纜、母線和一般電氣設(shè)備安裝中廣泛使用，如圖3-3所示,三） 導(dǎo)電材料,圖3-3鋼芯鋁絞線,2. 電熱材料,表3-2 常用電熱材料的規(guī)格和用途,3. 電阻合金 電阻合金是制造電阻元件的重要材料,廣泛用于電機(jī)、電器、儀表和電子等工業(yè)中。如，康銅、新康銅、鎳鉻、鎳鉻鐵、鐵鉻鋁等合金的機(jī)械強(qiáng)度高，抗氧化和耐腐蝕性能好

12、，工作溫度較高，一般用于制造調(diào)節(jié)元件。而康銅、鎳鉻基合金和錳銅等耐腐蝕性能好、表面光潔、接觸電阻小且恒定，一般用于制造電位器和滑線電阻,三） 導(dǎo)電材料,4. 觸點(diǎn)材料,表3-3 常用觸點(diǎn)材料,5. 熔體材料 熔體材料是熔斷器的主要部件，當(dāng)通過(guò)熔斷器的電流大于規(guī)定值時(shí)，熔體立即熔斷，自動(dòng)切斷電源，從而起到保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備的作用。 常用的熔體材料有: 銀、銅、鋁、錫、鉛和鋅。錫、鉛、鋅是低熔點(diǎn)材料，融化時(shí)間長(zhǎng)；銀、銅、鋁是高熔點(diǎn)材料，融化時(shí)間短。 銀具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、耐延伸性、耐焊接性和熱穩(wěn)定性，在電力和通信系統(tǒng)中，廣泛用作高質(zhì)量、高性能熔斷器的熔體,三） 導(dǎo)電材料,5.

13、熔體材料,銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，機(jī)械強(qiáng)度高，但在溫度較高時(shí)易被氧化，熔斷特性不夠穩(wěn)定；銅熔體熔化時(shí)間短，金屬蒸汽少，有利于滅弧，宜作精度要求較低的熔體。 鋁導(dǎo)電性能僅次于銀和銅，但其耐氧化性能好，熔體特性較穩(wěn)定，在某些場(chǎng)合可以代替純銀作熔斷器的熔體。 鎢、鉛溶化時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械強(qiáng)度低，熱導(dǎo)率小，宜作保護(hù)電動(dòng)機(jī)等的慢速熔體,5. 熔體材料,總之，各類熔斷器所選用的熔體材料不盡相同，不同的熔體對(duì)相同的溶化電流，溶化時(shí)間也相差很大。低熔點(diǎn)熔體溶化時(shí)間長(zhǎng)，高熔點(diǎn)熔體熔化時(shí)間短。如保護(hù)電子設(shè)備希望熔化時(shí)間越短越好，此時(shí)應(yīng)該選用快速熔體；若為保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載，則希望有一定的延時(shí)，此時(shí)應(yīng)選用慢速熔體。延時(shí)熔斷

14、器的熔體通常由部分焊有錫的銀線、銅線或銀、銅、錫制成的熔體互相串聯(lián)而成?？焖偃蹟嗥鞒Ｓ眉?xì)銀線作熔體,6. 電刷,電刷對(duì)直流電機(jī)、線繞轉(zhuǎn)子滑環(huán)異步電機(jī)和直流勵(lì)磁同步電機(jī)的運(yùn)行有很大關(guān)系。一般的選擇是根據(jù)電刷的電流密度、滑環(huán)和整流子的圓周速度，在電刷特性表中找到所需要的電刷種類，再結(jié)合電機(jī)的參數(shù)（額定電壓、額定電流）和運(yùn)行條件（連續(xù)、斷續(xù)、短時(shí)），就可以決定電刷的具體型號(hào)。 常用的電刷有： 石墨電刷 適用于一般整流條件正常，負(fù)載均勻的電機(jī)。 電化石墨電刷 適用于各種類型的電機(jī)以及整流條件困難的電機(jī)。 金屬石墨電刷 適用于大電流的電機(jī)，如充電、電解和電鍍用的直流發(fā)電機(jī)，也適用于小型牽引低壓電動(dòng)機(jī)、汽

15、車和拖拉機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)等,1. 軟磁性材料,軟磁性材料主要用于傳遞、轉(zhuǎn)換能量或信息的磁性部件上。如，電工用純鐵一般用于直流磁場(chǎng)；鐵中加入0.8%4.5%的硅就是硅鋼,硅鋼片常用作電機(jī)、變壓器、繼電器、互感器等產(chǎn)品的鐵心；鐵鎳合金用于頻率在1MHz以下的低磁場(chǎng)中工作的器件;鐵鋁合金用于低磁場(chǎng)和高磁場(chǎng)下工作的器件;軟磁鐵氧體用于高頻或較高頻范圍內(nèi)的電磁元件;鐵鈷合金用于航空器件的鐵心,四） 磁性材料,圖3-4 軟磁材料的特性,H,B-H,H,Hm,m,m,B,Bm,軟磁材料選用時(shí)所考慮的主要因素有：磁通密度、導(dǎo)磁率、損耗、價(jià)格等。確定軟磁材料工作磁通密度時(shí)，需要使用圖3-4所示的對(duì)應(yīng)于B-H曲線的

16、-H曲線。-H曲線的峰值點(diǎn)就是最大磁導(dǎo)率m點(diǎn)，它所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為Hm，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bm。在B-H曲線上所對(duì)應(yīng)的就是拐點(diǎn)m，它就是選用軟磁材料的參考點(diǎn),1) 用于高磁場(chǎng)下的軟磁材料,常用的軟磁材料是硅鋼片，如圖3-5所示。硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金,一般含硅量為0.54.5。加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率,降低矯頑力、鐵心損耗（鐵損）和磁時(shí)效，主要用來(lái)制作各種變壓器、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵心。所用硅鋼片的工作點(diǎn)一般選在磁化曲線上高于m點(diǎn)的某點(diǎn)處。冷軋單取向硅鋼片和熱軋無(wú)取向硅鋼片通常分別選在1.7T（特斯拉）和1.5T（1特斯拉=10000高斯）左右，這時(shí)產(chǎn)品效能雖會(huì)降低，但鐵心

17、體積和重量減小，硅鋼片的性能得到充分利用。表3-4示出了冷軋晶粒取向的帶鋼牌號(hào)及性能舉例。熱軋硅鋼片如圖3-22所示,圖3-5 硅鋼片,1) 用于高磁場(chǎng)下的軟磁材料,對(duì)于不同產(chǎn)品應(yīng)選用不同的硅鋼片。如電力變壓器，為減少損耗，常選用低損耗和高磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料；小型電機(jī)由于鐵心體積小，鐵耗較小，為減少銅耗常選用高磁感應(yīng)強(qiáng)度的硅鋼片；大型電機(jī)因鐵心體積大，鐵耗較大，故對(duì)鐵耗的要求就應(yīng)較高；大型高速電機(jī)因離心力大，轉(zhuǎn)子用硅鋼片除要求磁性好以外，還要求有足夠高的抗拉強(qiáng)度；對(duì)于互感器，特別是電流互感器，因要求誤差小，故工作點(diǎn)應(yīng)選在m點(diǎn)或者低于m點(diǎn)的B-H曲線上的某處,2）用于低磁場(chǎng)下的軟磁材料,低磁場(chǎng)下通

18、常選用鐵鎳合金、鐵鋁合金及冷軋單取向硅鋼薄帶等。但對(duì)不同產(chǎn)品仍應(yīng)選用不同材料。如，磁放大器要求有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高微分導(dǎo)磁率、高電阻率、高剩磁比和低矯頑力，故宜選用1J51鐵鎳合金；電源變壓器要求高磁導(dǎo)率和高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，常選用冷軋單取向硅鋼薄帶；小功率音頻變壓器則常選用1J79鐵鎳合金或1J16鐵鋁合金，以免產(chǎn)生非線性失真,3）用于高頻下的軟磁材料,一般選用鐵氧體軟磁材料，它的磁導(dǎo)率高、矯頑力較低、電阻率非常高。應(yīng)按應(yīng)用頻率范圍適當(dāng)選擇,4）用于特殊條件下的軟磁材料,在空間技術(shù)中，要求器件的體積小、重量輕，故常選用飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度最高的1J22鐵鈷合金。為了易于加工，可在鐵鈷合金中少量加入釩；記憶元件和開(kāi)關(guān)元件可選用具有矩形磁滯回線的鐵氧體或鐵鎳合金；自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用的恒電感扼流圈鐵心可選用1J22鐵鈷合金、1J23鐵鋁合金或鐵氧體壓磁材料,2. 硬磁材料,硬磁材料主要用來(lái)制造永久磁鐵，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，在測(cè)量?jī)x器、永磁電機(jī)中使用較多。 硬磁材料的種類很多，目前被廣泛采用的是鋁鎳鈷永磁材料、鐵氧體永磁材料和稀土永磁材料。圖3-6示出了這三種材料