电工材料(中职)第二章.ppt

21导电金属,22裸电线,23电磁线,24电气装备用电线电缆,25电力电缆,26通信电缆和光缆,21导电金属,1、熟悉常用铜及铜合金、铝及铝合金产品的性能及用途，并会选用。2、学会查阅相关材料。,导电金属应具有电导率高、强度高、不易氧化和腐蚀、容易加工和焊接等特性，同时还要价格便宜、资源丰富。在电工产品中，用量最多的导电金属是铜和铝，特殊场合也采用银、金、铂等贵重金属。常用导电金属的主要特性和用途见表2-1。,一、铜及铜合金1、铜纯铜外观呈紫红色，又称紫铜。如下图所示为T2纯铜板。铜具有优良的导电性导热性延展性和耐腐蚀性，无低温脆性，易于焊接，塑性强，易于进行各种冷、热加工。铜质越纯，导电性能越好，导电用铜一般选用含铜量大于99.90%的工业纯铜，用作仪器仪表、电机、电器等产品中的导线、导电零部件及特殊用途等。,T2纯铜板,(1)导电用铜材的品种及其用途导电用铜材有普通纯铜、无氧铜和无磁性高纯铜三个品种。导电用铜材的品种、代号、含铜量及用途见表2-2。,(2)影响铜性能的主要因素影响铜性能的因素很多，如冷变形、温度、杂质等。2、铜合金在电气设备中，有些特殊零件除要求具有良好的导电性能以外，还要求有较高的强度、弹性和韧性，有的还要求在工作环境温度变化的情况下具有一定的稳定性。这些性能要求纯铜无法满足，这就需要用铜合金来代替纯铜，但其电导率比纯铜稍低。铜合金种类很多，常用的有银铜、铬铜、镉铜、锆铜、铍铜、钛铜以及镍铜类等。(1)银铜合金(2)铬铜合金(3)镉铜合金(4)锆铜合金(5)铍铜合金(6)钛铜合金(7)镍铜合金类,二、铝及铝合金1、铝铝是一种银白色的轻金属，具有密度小，导电、导热性能好，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好等特点。(1)常用导电用铝材的品种及其用途常用导电用铝材主要有特一号铝、特二号铝和一号铝三个品种，它们均具有较高的可塑性、高导电性及高导热性，常用作电线电缆的芯线、变压器及电机的电磁线、仪器仪表的导电零件等。导电用铝材产品的牌号、代号、含铝量及用途见表2-3。,(2)影响铝性能的主要因素影响铝性能的因素很多，如冷变形、温度、杂质等。2、铝合金铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。常用导电铝合金材料的类别和产品的名称、特性及用途见表2-4。,三、复合导电金属复合导电金属材料是指两种或两种以上的导电金属复合在一起使用的材料，如被覆金属有的包在基体金属的周围，如铜包钢线，其工艺流程如下图所示，有的包在基体金属的一侧面，如钢铝电车线，有的被覆在基体金属的一面或两面，如铝覆铁、铝黄铜覆铜等。这样可提高金属的强度以及耐蚀、耐热等性能，使其在应用中可发挥各自的优点。,铜包钢线的工艺流程,常用复合导电金属材料的分类和产品的名称、特性和用途见表2-5。,22裸电线,1、熟悉裸电线产品型号的编制方式。2、熟悉常用裸电线产品的特性及用途，并会选用。3、学会查阅相关材料。,一、裸电线产品型号的编制方式裸电线的产品型号一般由三个部分组成，其排列顺序如图2-9所示。其产品型号的编制方式及其代号含义见表2-6。表2-6中给出了裸电线产品型号中各部分的汉语拼音字母和数字编码的排列顺序及所表示的含义。,二、常用裸电线1、圆单线圆单线又称圆线，是圆形的单根导线。如下图所示为圆铜线。圆单线具有抗拉强度大、弯曲性能好等优点，主要用于制作各种电线、电缆的导体线芯。它可以单独使用，也可以构成绞线。,圆铜线,(1)圆单线的命名方法及规格(2)圆单线的品种、特性及主要用途圆单线的品种很多，常用的有圆铜线、圆铝线、镀锡圆铜线、镀银圆铜线、镀镍圆铜线、铝合金圆线、铝包钢圆线、铜包钢圆线和无磁性圆铜线等。常用圆单线产品的名称、型号、特性及用途见表2-7。,2、型线型线是指裸导线的截面加工成长方形或其他非圆形状的导电材料，如母线、扁线、异形排、电车线(接触线)、空心导线等。常用型线(型材)产品的名称、型号及用途见表2-8。,3、裸绞线裸绞线是指由多根圆单线或型线，经同芯分层呈螺旋形扭绞及相邻层扭绞方向相反的绞合而形成的导线。由于裸绞线可以被制成较大截面积的导线，以输配较大的电流，而且比较柔软，具有较高的抗拉强度和耐振动性能、较小的蠕变性能，因而被广泛用于高、低压输电的架空电力线路。(1)裸绞线的分类1)从结构上裸绞线分为简单绞线(或称单绞线)、复合绞线(或称双绞线)和组合绞线。2)从绞线的结构形式上裸绞线分为多股实心绞线、扩径绞线、自阻尼绞线和紧缩型绞线等种类。(2)裸绞线的命名方式及型号编制方法1)命名方式:名称=材质+状态+构造2)型号编制方法:型号=材质+构造+状态+绞线,(3)规格架空用绞线的规格是以标称截面积(mm2)表示。同时，在主要技术参数中提供绞合单线的根数、单线直径和绞合后的外径。常用架空裸绞线的品种、型号及用途见表2-9。,4、软接线软接线由小截面软圆铜线绞制或编织而成，具有柔软性，主要用于各种软连接的场合。软接线包括裸铜软线、铜编织线、铜电刷线等。常用软接线产品的名称、型号及主要用途见表2-10。,(1)铜电刷线铜电刷线是用于电机、电器及仪表线路上连接用的软连接线，如下图所示。,铜电刷线,(2)软铜绞线软铜绞线是电气装备及电子电器或元件接线用的软连接线，如下图所示。,软铜绞线,(3)铜编织线铜编织线是用于电气装置、开关电器、电炉及蓄电池等的软连接线，它采用优质圆铜线或镀锡软圆铜线以多股经单层或多层编织而成。,23电磁线,1、熟悉电磁线产品型号的编制方式。2、熟悉常用电磁线产品的特点及用途，并会选用。3、学会查阅相关材料。,一、电磁线的作用及分类1、电磁线的作用电磁线作用有两个：一个是让电流通过电磁绕组(线圈)产生磁场，如三相异步电动机的旋转磁场是依靠定子绕组中通以交流电流来建立的，另一个是让电磁绕组(线圈)切割磁场(磁感线)产生电流，如下图所示为发电机结构。这样可实现电能和磁能的相互转换。,发电机结构,2、电磁线的分类(1)按导电线芯的材质分为铜线、铝线和其他金属线。(2)按导电线芯的外形分为圆线、扁线、带、箔等。(3)按绝缘层的特点和用途分为漆包线、绕包线、无机绝缘电磁线和特种电磁线等。,二、电磁线产品型号的编制方式电磁线的产品型号一般由类别、导体和派生三个部分组成，其排列顺序如下图所示，其产品型号的编制方式见表2-11。,电磁线产品型号的组成,三、常用电磁线1、漆包线漆包线是一种以漆膜作绝缘层的电磁线，如下图所示为漆包电磁线。漆包线具有漆膜较薄、光滑、均匀，线体便于弯曲、利于高速绕制和空间占有率低等优点，广泛用于制造中小型电机、电器和电工仪表的线圈或绕组等。,漆包电磁线a)漆包圆铜线 b)结构,常用漆包线产品的类别、名称、型号、特点及用途见表2-12。,2、绕包线绕包线是一种用绝缘纸、天然丝、玻璃丝或合成树脂薄膜等紧密绕包在导线芯上形成绝缘层的电磁线，一般在绕包后再经过浸渍漆浸渍形成组合绝缘。绕包线具有绝缘层比漆包线厚、电性能较高、能较好地承受过电压和过负载等特点，适用于大、中型电工设备及电工产品。按绝缘层的结构特点，绕包线分为纸包线、纤维绕包线、薄膜绕包线和复合绕包线等。(1)纸包线(2)纤维绕包线(3)薄膜绕包线常用绕包线产品的类别、型号、特点及用途见表2-13。,3、无机绝缘电磁线无机绝缘电磁线是指绝缘层为氧化膜、玻璃膜等无机绝缘膜的电磁线。它具有耐高温、耐辐射等特点，主要用于制作耐高温辐射场合的绕组和元件。无机绝缘电磁线主要有氧化膜铝线和铝带(箔)、陶瓷绝缘线、玻璃膜绝缘微细线等。常用无机绝缘电磁线产品的名称、型号、特点及用途见表2-14。,4、特种电磁线特种电磁线是指用于高温、高湿、超低温、强磁场或高频辐射等特殊场合的一种电磁线，其绝缘结构和性能应适应这些特殊环境的要求。特种电磁线包括换位导线、潜水电机绕包线以及中、高频绕包线等。常用特种电磁线产品的名称、型号、特点及用途见表2-15。,四、电磁线的选用电磁线的品种和规格很多，选用时应重点考虑下列性能、指标:1、电性能电磁线的电性能主要是指导电线芯的电导率、绝缘层的耐电压强度和绝缘电阻。2、力学性能电磁线的力学性能主要是指线芯材料的力学性能和绝缘层的耐折、耐磨以及耐刮性等。3、耐热等级与热性能高温是使电磁线绝缘层绝缘性能下降的主要因素。4、相容性电磁线的相容性是用来表明电磁线所制作的成品与有关组合的绝缘材料之间如何紧密相容结合，才不会产生相互破坏作用的重要性能因素。,5、空间因素空间因素是指线圈中导体总截面积与该线圈的横截面积之比。6、环境和其他因素绕组的工作环境，特别是在潮湿、油污、化学物品以及人为操作等其他因素的影响下，完全可能对其绝缘层产生一定的破坏作用而影响它的使用寿命。,24电气装备用电线电缆,1、熟悉电气装备用电线电缆的结构及其产品型号的编制方式。2、熟悉常用电气装备用电线电缆产品的性能及用途，并会选用。3、学会查阅相关材料。,一、电气装备用电线电缆的结构电气装备用电线电缆的结构差异很大，从其共性来看主要由导电线芯、绝缘层和护层(护套)组成，如下图所示。为了满足某些特殊要求，有的电线电缆还需要再加屏蔽层或填充料等。如图238所示的屏蔽电线，加有编织屏蔽层和铝箔屏蔽层。,电气装备用电线电缆的基本结构,屏蔽电线,1、导电线芯电气装备用电线电缆的导电线芯主要是铜和铝。考虑到经济情况，固定敷设的电线电缆，若没有特殊要求，一般采用铝材料作为导电线芯。电气装备用电线电缆的导电线芯要求比较柔软，大截面线芯一般采用多根单线绞合而成。线芯的绞合方式有束绞合、同心绞合和复绞合三种。2、绝缘层电线电缆的绝缘层大多采用各种绝缘性能不同的橡皮和塑料材料组成，有时也可根据要求采用纸、云母带等绝缘。橡皮电缆绝缘层常用材料有天然丁苯、丁基橡皮、乙丙橡皮三种。3、护层(护套)护层(护套)的作用是保护电缆的绝缘层，以防止外力或环境因素损伤电缆。电气装备用电线电缆常用护层(护套)主要有纤维编织防护层、铠装层和橡皮、塑料护套等，有时也用绝缘层兼作护层。,4、屏蔽层屏蔽层主要用来屏蔽由电缆产生的电磁场对外界的干扰，以及外界对电线电缆的干扰。常用的屏蔽层材料主要有高导电材料、半导电材料、高导磁材料等。5、填充料在多芯电缆中，为使其结构稳定，一般采用黄麻、棉纱、橡皮条、聚丙烯(PP)等纤维或橡塑材料填充线芯间、线芯与护套间的间隙。,二、电气装备用电线电缆产品型号的编制方式电气装备用电线电缆的产品型号一般由类别(用途)、导体、绝缘层、(内)护层、特征、外护层、派生七个部分组成，如下图所示。其产品型号的编制方式及字母含义见表2-16。,电气装备用电线电缆产品型号的组成,电线电缆外护层代号中数字编码的具体含义见表2-17。,三、常用电气装备用电线电缆1、低压配电电线电缆低压配电电线电缆包括固定敷设的配电电线电缆和通用供电软电线电缆两大类。(1)固定敷设配电电线电缆常用的固定敷设配电电线电缆主要包括聚氯乙烯绝缘电线、橡皮绝缘电线和农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线三种，主要用于低压配电电网。1)聚氯乙烯绝缘电线。常用聚氯乙烯绝缘电线产品的名称、型号及用途见表2-18。,2)橡皮绝缘电线。常用橡皮绝缘电线产品的名称、型号及用途见表2-19。,3)农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线。常用农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线产品的名称、型号及用途见表2-20。,(2)通用供电软电线电缆通用供电软电线电缆主要包括绝缘软线、通用橡套软电缆和电焊机电缆三种。1)绝缘软线。绝缘软线主要包括聚氯乙烯绝缘软线和橡皮绝缘编织护套软电线两类。常用聚氯乙烯绝缘软线产品的名称、型号及用途见表2-21。,2)通用橡套软电缆。常用通用橡套软电缆产品的名称、型号和用途见表2-23。,3)电焊机电缆。常用电焊机电缆产品的名称、型号和用途见表2-24。,2、信号及控制电缆信号及控制电缆主要指控制中心与系统间传递信号或控制操作用的电线电缆，其种类较多，主要包括控制电缆、信号电缆、计算机控制电缆等。(1)控制电缆1)橡皮绝缘与塑料绝缘控制电缆。常用橡皮绝缘控制电缆产品的名称、型号和特点见表2-25。,常用聚乙烯绝缘控制电缆产品的名称、型号和用途见表2-26。常用交联聚乙烯绝缘控制电缆产品的名称、型号和用途见表2-27。,常用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆产品的名称、型号和用途见表2-28。,2)阻燃控制电缆。现行电线电缆产品燃烧特性代号见表2-29。,常用氯乙烯绝缘阻燃控制电缆产品的名称、型号及用途见表2-30。,常用交联氯乙烯绝缘阻燃控制电缆产品的名称、型号及用途见表2-31。,(2)信号电缆信号电缆主要用于信号联络、火警及各种自动装置线路。常用信号电缆产品的名称、型号及用途见表2-32。,(3)仪表电缆常用的仪表电缆主要有阻燃型仪表电缆、仪表用控制电缆、带状电缆等类型，适用于仪表、仪器及其他电气设备中的信号传输及控制。1)阻燃型仪表电缆。常用阻燃型仪表电缆产品的名称、型号和用途见表2-33。,2)仪表用控制电缆。仪表用控制电缆适用于交流额定电压450/750V及以下仪表用控制电缆产品。其中，巡回检测装置屏蔽电缆采用对绞铝塑复合膜屏蔽和铜丝编织屏蔽，抗干扰性能优越，广泛用于计算机测控装置。常用仪表用控制电缆产品的名称和型号见表2-34。,3)带状电缆。带状电缆适用于电器、仪表、计算机及其他控制设备的连接。(4)计算机控制电缆计算机控制电缆主要用于交流额定电压450/750V 及以下的电子计算机监控系统或传输数字信号、模拟信号及抗干扰性能要求较高的电气控制装置中作电器和仪表的连接线。电缆均采用对绞式结构，有对绞组合屏蔽、对绞组成电缆的总屏蔽、对绞组合屏蔽后总屏蔽等屏蔽结构形式。1)聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套计算机电缆。常用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套计算机用控制电缆产品的名称、型号及用途见表236。,2)聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套计算机电缆。常用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套计算机电缆产品的名称、型号及用途见表2-37。,3)交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套计算机电缆。常用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套计算机电缆产品的名称、型号及用途见表2-38。,4)耐火计算机电缆。耐火计算机电缆用于要求电线电缆在着火的情况下仍然保持一定时间的继续运行，为灭火提供保证的场合。常用耐火计算机电缆产品的类型、名称和型号见表2-39。,(5)电梯电缆电梯电缆主要用于与交流额定电压为300/500V 及以下电梯、工程起重机、升降机配套的信号、控制线路，具有适应自由悬吊、多次弯扭使用等特点，电缆均为多芯，导电线芯采用铜绞线，绝缘层采用橡胶，成缆时中心有尼龙加强绳，以承受电缆悬吊时的自重，并使之柔软，护套采用强度高的橡胶。电缆线芯的长期允许工作温度应不超过65。常用电梯电缆的名称、型号及用途见表2-40。,3、仪表和电气设备连接线(1)仪表和电气设备安装线仪表和电气设备安装线适用于交流额定电压450/750V 及以下电器仪表的连接线和自动控制系统的传输线，具有耐油、防水、耐磨、耐酸碱及耐各种腐蚀性气体、耐老化、不燃烧等优异性能。其产品的种类很多，常用产品的名称和型号见表2-41。,(2)电动机引接线常用电动机引接线产品的名称、型号和用途见表2-42。,(3)防水橡套电缆防水橡套电缆弯曲性能良好，能承受经常的移动，在长期浸水及较大的水压下，具有良好的电气绝缘性能，主要用于在水下进行作业的潜水电动机的电源线，其名称、型号及用途见表2-43。,25电力电缆,1、熟悉电力电缆产品型号的编制方式。2、熟悉常用电力电缆产品的性能及用途，并会选用。3、学会查阅相关材料。,一、电力电缆产品型号的编制方式电力电缆产品型号的编制方式与电气装备用电线电缆相似，也是由类别(用途)、导体、绝缘层、(内)护层、特征、外护层、派生七个部分组成。其产品型号的编制方式及字母含义见表2-44。,二、常用中低压电力电缆电力电缆的种类很多，按电压等级可分为中低压电力电缆(35千伏及以下)、高压电缆(110千伏以上)、超高压电缆(275800千伏)以及特高压电缆(1000千伏及以上)。常用的中低压电力电缆主要有油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆、橡皮绝缘电缆等。1、油浸纸绝缘电力电缆油浸纸绝缘电缆具有耐压强度高、耐热能力好和使用年限长等优点，主要有普通黏性浸渍纸绝缘电缆和不滴流浸渍纸绝缘电缆两种。2、塑料绝缘电力电缆塑料绝缘电力电缆主要有聚氯乙烯绝缘电缆和交联聚氯乙烯绝缘电缆。,常用聚氯乙烯绝缘电缆产品的型号、名称和用途见表2-46。,3、橡皮绝缘电力电缆橡皮绝缘电力电缆具有柔软、可弯曲度大、敷设安装方便等特点，适用于固定敷设在交流50Hz、额定电压为6kV 及以下的输配电线路中，也可用于定期移动性的固定敷设线路。当用于直流电力系统时，电缆的工作电压可为交流电压的两倍。常用橡皮绝缘电力电缆产品的型号、名称及用途见表2-51。,26通信电缆和光缆,1、熟悉通信电缆产品型号的编制方式。2、熟悉常用通信电缆产品的性能及用途，并会选用。3、学会查阅相关材料。,一、通信电缆通信电缆是用来传输电话、电视、广播、传真、网络信息及数据等信息的绝缘电缆，如全塑市话通信电缆、同轴电缆等。它具有传输质量好、复用路数多、可靠性强、使用寿命长且易于保密等特点。通信电缆与电气装备用电线电缆、电力电缆在结构上是类似，也是由导电线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层和填充料等部分组成。1、通信电缆的分类通信电缆按电缆芯线结构可分为对称电缆和不对称电缆两大类。2、通信电缆产品型号的编制方式其产品型号的编制方式及字母含义见表2-52。,3、常用通信电缆简介通信电缆种类较多，常用的主要有全塑市话通信电缆、同轴电缆和数据通信中的对绞电缆等。(1)全塑市话通信电缆“全塑”电缆是指电缆的芯线绝缘层、缆芯包带层和护套均采用塑料制成，具有电气性能优良，传输质量好、质量轻、抗腐蚀、故障少、维护方便、造价低、经济实用、效率高及寿命长等特点。1)芯线结构。2)全塑电缆的类型。(2)同轴电缆1)射频同轴电缆。2)同轴通信电缆。(3)数据通信中的对绞电缆对绞电缆是一种价格低廉、性能优良的传输介质。按照是否拥有金属屏蔽，对绞电缆分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两种。,1)屏蔽双绞电缆屏蔽双绞线是指在护套层内，甚至在每个线对外增加一层金属屏蔽层，以提高抗电磁干扰能力。2)非屏蔽双绞线根据电气性能的不同，非屏蔽双绞线又分为7类。二、通信光缆1、光纤纤维光纤由纤芯、包层和外套构成，如下图所示。纤芯的折射率比周围包层的折射率略高，光信号主要在纤芯中传输。包层为光信号提供反射边界并起机械保护作用，外套起增强保护作用。,光纤的结构,2、通信光缆通信光缆是由若干根光纤构成的缆芯和外护层所组成。光缆在结构上与电缆主要的区别是光缆必须有加强构件去承受外界的机械负荷，以保护光纤免受各种外机械力的影响。如下图所示为光缆结构。,光缆结构,