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第八章第八章 电气工程常用材料电气工程常用材料8.1 常用导电材料常用导电材料8.2 常用绝缘材料常用绝缘材料8.3 常用安装材料常用安装材料本章小结本章小结8.1 常用导电材料常用导电材料 导电材料分为一般导电材料导电材料分为一般导电材料(电线和电缆电线和电缆)和特种导电材料。和特种导电材料。电线和电缆是专门用于传导电流的材料，其品种很多。按照性电线和电缆是专门用于传导电流的材料，其品种很多。按照性能、结构、制造工艺及使用特点不同，电线和电缆一般分为裸能、结构、制造工艺及使用特点不同，电线和电缆一般分为裸导线和裸导体制品、电磁线、熔体材料和电缆等。导线和裸导体制品、电磁线、熔体材料和电缆等。下一页返回8.1 常用导电材料常用导电材料一、电线与电缆一、电线与电缆 制造电线与电缆的主要导电材料是铜和铝。铜的导电性能、制造电线与电缆的主要导电材料是铜和铝。铜的导电性能、机械强度均优于铝；但铝的密度小、质量小、价格便宜。所以机械强度均优于铝；但铝的密度小、质量小、价格便宜。所以在架空、照明线等领域，铝成为铜的最好代用品。由于铝焊接在架空、照明线等领域，铝成为铜的最好代用品。由于铝焊接困难，质硬塑性差，因而在维修电工中广泛应用的仍是铜导线。困难，质硬塑性差，因而在维修电工中广泛应用的仍是铜导线。电线与电缆品种很多，按照性能、结构、制造工艺及使用电线与电缆品种很多，按照性能、结构、制造工艺及使用特点，分为：电气装备用电线电缆、电磁线、裸导线和裸导体特点，分为：电气装备用电线电缆、电磁线、裸导线和裸导体制品、电力电缆和通信电线电缆五类。制品、电力电缆和通信电线电缆五类。上一页下一页返回8.1 常用导电材料常用导电材料一般用途铜和铝导体性能比较如下：一般用途铜和铝导体性能比较如下：(1)(1)电导率，铝约为铜的电导率，铝约为铜的61%61%。(2)(2)密度，铝约为铜的密度，铝约为铜的30%30%。(3)(3)机械强度，铝约为铜的机械强度，铝约为铜的50%50%。(4)(4)比强度比强度(抗拉强度抗拉强度/密度密度)，铝约为铜的，铝约为铜的130%130%。(5)(5)在单位长度电阻相同情况下，其质量铝约为铜的在单位长度电阻相同情况下，其质量铝约为铜的50%50%。(6)(6)电阻随温度的变化，铝的电阻温度系数略大于铜，约为铜的电阻随温度的变化，铝的电阻温度系数略大于铜，约为铜的107%107%。(7)(7)可焊接性，铝比铜差。可焊接性，铝比铜差。(8)(8)价格，铝资源丰富，其价格比铜低。价格，铝资源丰富，其价格比铜低。上一页下一页返回8.1 常用导电材料常用导电材料二、电磁线二、电磁线 电磁线又称为绕组线，它是以绕组形式在磁场中切割磁力电磁线又称为绕组线，它是以绕组形式在磁场中切割磁力线而产生感应电动势或者通以电流产生磁场，是专门用于实现线而产生感应电动势或者通以电流产生磁场，是专门用于实现电能和磁能相互转换并有绝缘层的导线。电磁线用于制造电机、电能和磁能相互转换并有绝缘层的导线。电磁线用于制造电机、变压器、各种电器的线圈。按照绝缘层特点和用途可分为漆包变压器、各种电器的线圈。按照绝缘层特点和用途可分为漆包线、绕包线、无机绝缘线和特种电磁线。线、绕包线、无机绝缘线和特种电磁线。上一页下一页返回8.1 常用导电材料常用导电材料三、熔体材料三、熔体材料 熔体是熔断器的主要部件。不同的熔体，对相同的熔化电熔体是熔断器的主要部件。不同的熔体，对相同的熔化电流，其熔化时间相差也很大。流，其熔化时间相差也很大。(1)(1)纯金属熔体材料，最常用的为银、铜、铝、锡、铅和锌等。纯金属熔体材料，最常用的为银、铜、铝、锡、铅和锌等。在特殊场合也可采用其他金属作熔体。在特殊场合也可采用其他金属作熔体。银具有优良的导热、导电性能，其导电性能在接近氧化的银具有优良的导热、导电性能，其导电性能在接近氧化的高温下亦不显著降低；耐腐蚀性好，与填料的相容性好；富于高温下亦不显著降低；耐腐蚀性好，与填料的相容性好；富于延性，能制成各种精确尺寸和复杂外形的熔体；焊接性好；在延性，能制成各种精确尺寸和复杂外形的熔体；焊接性好；在受热过程中，能与其他金属形成共晶而不致损害其稳定性等。受热过程中，能与其他金属形成共晶而不致损害其稳定性等。上一页下一页返回8.1 常用导电材料常用导电材料 铜有良好的导电、导热性能，机械强度高；但在温度较高铜有良好的导电、导热性能，机械强度高；但在温度较高时易氧化，故其熔断特性不够稳定；铜质熔体熔化时间短，金时易氧化，故其熔断特性不够稳定；铜质熔体熔化时间短，金属蒸气少，有利于灭弧。铜宜作精度要求较低的熔体。属蒸气少，有利于灭弧。铜宜作精度要求较低的熔体。(2)(2)低熔点合金熔体材料通常由不同成分的铋、镉、锡、铅、锑、低熔点合金熔体材料通常由不同成分的铋、镉、锡、铅、锑、铟等组成，熔点一般为铟等组成，熔点一般为6060200200。它们具有对温度反应敏感。它们具有对温度反应敏感的特性，故可用来制成温度熔断器的熔体，广泛用于保护电炉、的特性，故可用来制成温度熔断器的熔体，广泛用于保护电炉、电热器等电热设备的过热。电热器等电热设备的过热。(3)(3)熔体的熔断特性除与选用材料直接有关外，还与熔体的外形、熔体的熔断特性除与选用材料直接有关外，还与熔体的外形、尺寸、安装方式及其他影响其散热的因素有密切关系。尺寸、安装方式及其他影响其散热的因素有密切关系。表表8-18-1为为熔体元件的各种外形、结构和使用寿命的关系。熔体元件的各种外形、结构和使用寿命的关系。上一页返回8.2 常用绝缘材料常用绝缘材料 绝缘材料的基本特征主要反映在使用中所发生的导电、极绝缘材料的基本特征主要反映在使用中所发生的导电、极化、损耗、老化、击穿等过程变化，它们对电工产品的性能起化、损耗、老化、击穿等过程变化，它们对电工产品的性能起到重要的作用。所以衡量绝缘材料的性能好坏的主要性能指标到重要的作用。所以衡量绝缘材料的性能好坏的主要性能指标除电阻率外还有击穿强度和损耗角正切值除电阻率外还有击穿强度和损耗角正切值tan。此外在不同场。此外在不同场合下还要求绝缘材料有一定的强度、延展性、良好的导热性、合下还要求绝缘材料有一定的强度、延展性、良好的导热性、耐热耐蚀性和抗射线防老化的能力等。耐热耐蚀性和抗射线防老化的能力等。下一页返回8.2 常用绝缘材料常用绝缘材料一、绝缘材料的分类及特点一、绝缘材料的分类及特点 绝缘材料的种类很多，有气体绝缘材料、液体绝缘材料和绝缘材料的种类很多，有气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。常用绝缘材料的分类及特点固体绝缘材料。常用绝缘材料的分类及特点见表见表8-28-2。二、绝缘漆二、绝缘漆1.1.有溶剂浸渍漆有溶剂浸渍漆 有溶剂浸渍绝缘漆具有渗透性好，储存期长，使用方便，有溶剂浸渍绝缘漆具有渗透性好，储存期长，使用方便，价格较便宜，但它应与溶剂稀释、混合。常用有溶剂漆价格较便宜，但它应与溶剂稀释、混合。常用有溶剂漆见表见表8-38-3。2.2.无溶剂浸渍漆无溶剂浸渍漆 无溶剂浸渍漆由合成树脂、固化剂和活性稀释剂组成。其无溶剂浸渍漆由合成树脂、固化剂和活性稀释剂组成。其特点是固化快、流动性和浸透性好，绝缘整体性好。常用无溶特点是固化快、流动性和浸透性好，绝缘整体性好。常用无溶剂浸渍漆剂浸渍漆见表见表8-48-4。上一页下一页返回8.2 常用绝缘材料常用绝缘材料三、绝缘胶三、绝缘胶1.1.电缆浇注胶电缆浇注胶 电缆浇注胶的组成、性能和用途电缆浇注胶的组成、性能和用途见表见表8-58-5。2.2.沥青电缆胶沥青电缆胶 沥青电缆胶主要技术数据沥青电缆胶主要技术数据见表见表8-68-6。上一页返回8.3 常用安装材料常用安装材料一、电工用塑料一、电工用塑料 电工用塑料一般是由合成树脂、填料和各种少量的添加剂电工用塑料一般是由合成树脂、填料和各种少量的添加剂等配制而成的粉状、粒状或纤维状高分子材料，在一定的温度等配制而成的粉状、粒状或纤维状高分子材料，在一定的温度和压力下加工成各种规格、形状的电工设备绝缘零部件以及作和压力下加工成各种规格、形状的电工设备绝缘零部件以及作为电线电缆绝缘和护层材料。电工塑料质轻，电气性能优良，为电线电缆绝缘和护层材料。电工塑料质轻，电气性能优良，有足够的硬度和机械强度，易于用模具加工成型，因此在电气有足够的硬度和机械强度，易于用模具加工成型，因此在电气设备中得到广泛的应用。设备中得到广泛的应用。电线电缆用热塑性塑料，多由聚乙烯和聚氯乙烯制成。电线电缆用热塑性塑料，多由聚乙烯和聚氯乙烯制成。下一页返回8.3 常用安装材料常用安装材料 聚乙烯聚乙烯(PE)：具有优异的电气性能，其相对介电系数和介：具有优异的电气性能，其相对介电系数和介质损耗几乎与频率无关，且结构稳定，耐潮耐寒，但长期工作质损耗几乎与频率无关，且结构稳定，耐潮耐寒，但长期工作温度应低于温度应低于7070。聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)：分绝缘级与护层级两种，其中绝缘级按：分绝缘级与护层级两种，其中绝缘级按耐温条件分别为耐温条件分别为65,80,9065,80,90和和105105四种，护层级耐温四种，护层级耐温6565聚氯乙烯机械性能优异，电气性能良好，结构稳定，具有耐潮、聚氯乙烯机械性能优异，电气性能良好，结构稳定，具有耐潮、耐电晕、不延燃、成本低、加工方便等优点，且其绝缘耐压等耐电晕、不延燃、成本低、加工方便等优点，且其绝缘耐压等级为级为10 10 kV/mm。上一页下一页返回8.3 常用安装材料常用安装材料二、绝缘管二、绝缘管 绝缘管主要用于电器引线、电气安装导线穿管，起绝缘和绝缘管主要用于电器引线、电气安装导线穿管，起绝缘和保护作用。保护作用。三、磁性材料三、磁性材料1.1.磁性材料的分类磁性材料的分类 磁性材料分为软磁材料磁性材料分为软磁材料(导磁材料导磁材料)和硬磁材料和硬磁材料(永磁材料永磁材料)。两种磁性材料的特点及用途两种磁性材料的特点及用途见表见表8-78-7。上一页下一页返回8.3 常用安装材料常用安装材料2.2.软磁材料软磁材料 软磁材料的主要特点是磁导率高、剩磁弱。这类材料在较软磁材料的主要特点是磁导率高、剩磁弱。这类材料在较弱的外界磁场作用下，就能产生较强的磁感应，而且随着外界弱的外界磁场作用下，就能产生较强的磁感应，而且随着外界磁场的增强，很快就达到磁饱和状态；当外界磁场去掉后，它磁场的增强，很快就达到磁饱和状态；当外界磁场去掉后，它的磁性就基本消失。常用的有硅钢片和电工用纯铁两种。的磁性就基本消失。常用的有硅钢片和电工用纯铁两种。硅钢片的主要特性是电阻率高，适用于各种交变磁场，分硅钢片的主要特性是电阻率高，适用于各种交变磁场，分为热轧和冷轧两种。为热轧和冷轧两种。软磁材料主要用来制作传递、转换能量和信息的磁性零软磁材料主要用来制作传递、转换能量和信息的磁性零件，其主要功能是用来减少回路的磁阻，增强磁回路的磁通量。件，其主要功能是用来减少回路的磁阻，增强磁回路的磁通量。上一页下一页返回8.3 常用安装材料常用安装材料3.3.硬磁材料硬磁材料 硬磁材料的主要特点是剩磁强。这类材料在外界磁场的作硬磁材料的主要特点是剩磁强。这类材料在外界磁场的作用下，不容易产生较强的磁感应，但当其达到磁饱和状态以用下，不容易产生较强的磁感应，但当其达到磁饱和状态以后，即使把外界磁场去掉，还能在较长时间内保持较强磁性。后，即使把外界磁场去掉，还能在较长时间内保持较强磁性。对硬磁材料的基本要求是剩磁强、磁性稳定。常用的有对硬磁材料的基本要求是剩磁强、磁性稳定。常用的有1313号、号、3232号、号、5252号和号和6060号铝镍钴及号铝镍钴及4040号、号、5656号、号、7070号铝镍钴钛合金。号铝镍钴钛合金。主要用来制造永磁电机和微电机的磁极铁心。主要用来制造永磁电机和微电机的磁极铁心。上一页返回本章小结本章小结一、常用导电材料一、常用导电材料 导电材料分为一般导电材料导电材料分为一般导电材料(电线和电缆电线和电缆)和特种导电材料。和特种导电材料。电线和电缆专门用于传导电流，其品种很多。按照性能、结构、电线和电缆专门用于传导电流，其品种很多。按照性能、结构、制造工艺及使用特点不同，电线和电缆一般分为裸导线和裸导制造工艺及使用特点不同，电线和电缆一般分为裸导线和裸导体制品、电磁线熔体材料和电缆。体制品、电磁线熔体材料和电缆。下一页返回本章小结本章小结二、常用绝缘材料二、常用绝缘材料 绝缘材料的基本特征主要反映在使用中所发生的导电、极绝缘材料的基本特征主要反映在使用中所发生的导电、极化、损耗、老化、击穿等过程变化，它们对电工产品的性能起化、损耗、老化、击穿等过程变化，它们对电工产品的性能起到重要的作用。所以衡量绝缘材料的性能好坏的主要性能指标到重要的作用。所以衡量绝缘材料的性能好坏的主要性能指标除电阻率外还有击穿强度和损耗角正切值除电阻率外还有击穿强度和损耗角正切值tan。此外在不同。此外在不同场合下还要求绝缘材料有一定的强度、延展性、良好的导热性、场合下还要求绝缘材料有一定的强度、延展性、良好的导热性、耐热耐蚀性和抗射线防老化的能力等。耐热耐蚀性和抗射线防老化的能力等。三、常用安装材料三、常用安装材料 常用安装材料包括电工用塑料、绝缘管和磁性材料等。常用安装材料包括电工用塑料、绝缘管和磁性材料等。上一页返回表表8-1 熔体元件的形式、结构和寿熔体元件的形式、结构和寿命的关系命的关系下一页返回表表8-1 熔体元件的形式、结构和寿熔体元件的形式、结构和寿命的关系（续表）命的关系（续表）上一页返回表表8-2 绝缘材料的分类及特点绝缘材料的分类及特点下一页返回表表8-2 绝缘材料的分类及特点绝缘材料的分类及特点（续表）（续表）上一页返回表表8-3 常用有溶剂漆的品种、组成、常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途特性和用途下一页返回表表8-3 常用有溶剂漆的品种、组成、常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途（续表）特性和用途（续表）上一页下一页返回表表8-3 常用有溶剂漆的品种、组成、常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途（续表）特性和用途（续表）上一页返回表表8-4 常用无溶剂漆的品种、组成、常用无溶剂漆的品种、组成、特性和用途特性和用途下一页返回表表8-4 常用无溶剂漆的品种、组成、常用无溶剂漆的品种、组成、特性和用途（续表）特性和用途（续表）上一页下一页返回表表8-4 常用无溶剂漆的品种、组成、常用无溶剂漆的品种、组成、特性和用途（续表）特性和用途（续表）上一页返回表表8-5 电缆浇注胶的组成、性能和电缆浇注胶的组成、性能和用途用途返回表表8-6 沥青电缆胶主要技术数据沥青电缆胶主要技术数据返回表表8-7 磁性材料的种类及特点磁性材料的种类及特点返回