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导电材料教学文稿 第二章导电材料制作小组第二组组长组员第五节电缆第二节裸导线第三节电磁线第四节绝缘导线第一节导电金属及焊接方法的选择第一节导电金属及焊接方法的选择、铜及铜合金 二、铝及铝合金 三、复合金属 四、导电金属的焊接方法、铜及铜合金1.铜纯铜外观呈紫红色,一般称为紫铜,密度8.90g/3,具有良好的导电性能(电导率仅次于银),质量越好导电性越好;还具有良好的导热性,仅次于银和金(热阻系数仅大于银和金);具有一定机械强度,良好的耐腐蚀性,无底温脆性,易于焊接;塑性强,便于对其进行各种冷、热压力加工。 导电用铜通常选用含铜量为99.90的工业纯铜,在特殊要求下,可选用无氧铜或无磁性高纯铜。 影响铜性能的因素很多,主要有杂质、冷变形和温度。 2.铜合金在电气仪表中,有些特殊零件除要求具有良好的导电性能以外,还要求有较高的机械强度、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,常需要铜合金来代替纯铜,但其电导率比纯铜稍有降低。 铜合金主要品种有银铜,铬铜、镉铜、锆铜、铍铜、钛铜以及镍铜类。 名称含量性能银铜合金0.1-0.2改变其软化温度和抗蠕变性能对电导率影响极微,导电性能最好,接触电阻小,良好的导热性硬度和耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性能也较好。 铬铜合金0.5-0.8较高温度(400),具有较高的硬度和强度。 经过时效硬化处理后,其导电性、导热性、强度、硬度均显著提高;缺点是在缺口出或尖角出容易造成应力集中,导致机器损坏镉铜合金约0.1左右减摩擦性能好,耐磨、抗拉强度高,灭弧性能和抗电弧的灼蚀性能良好,压力加工性能良好。 二、铝及铝合金铝是一种银白色的轻金属,密度2.79g/3约为铜的30%,铝是国民经济中不可缺少的基础原材料,广泛用于建筑、包装、交通运输、电力等领域。 1.铝以铝为基的合金总称。 主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。 铝合金分两大类铸造铝合金,在铸态下使用;变形铝合金,能承受压力加工,力学性能高于铸态。 可加工成各种形态、规格的铝合金材。 主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。 2.铝合金 三、复合金属复合金属导电材料是指两种导电金属,复合在一起,从使用上可发挥各自优点。 详见课本83页表格与文字。 铝表面易氧化,而铝氧化膜的熔点达2050,且不易还原,密度高于铝,焊接不易从熔融铝中浮起,易产生夹渣。 同时,氧化膜吸附的水分,在气焊时生成气孔,影响焊接质量。 一般可在焊接前用机械或化学的方法清楚铝表面的氧化膜,或在焊接时用机械力将其挤脱,为防止铝在焊接时再氧化,可采用氩气保护,在气焊时则采用焊药等措施。 1.铝及铝合金的焊接 四、导电金属的焊接方法4.导电金属的焊接与机械连接的方法简介?9渗铝焊?10药包焊?11爆炸压接?12套管压接?1电阻焊?2闪光对焊?3储能焊?4摩擦焊?5冷压焊?6氩弧焊?8气焊第二节裸导线 一、圆单线 二、裸绞线 三、软接线 四、型线 一、圆单线1.铜圆单线用于架空绞线及绝缘电线、电缆的导电线芯材料,并可供电器产品作组成材料,部分大规格铜圆单线可单独作为电力及通信架空输电线之用。 2.镀锡铜圆软单线主要用于电线、电缆的导电线芯,电机电器产品的电磁线、电刷线以及导电引接线。 铜圆单线镀锡铜元软导线3.铝圆单线架空铝绞线、各种铝芯电线、电缆、铝电磁线及其他电器制品的原材料。 4.铝合金圆单线比纯铝圆单线高得多抗拉强度,目前热处理性铝镁硅合金圆单线和非热处理性铝镁合金圆单线两类。 铝圆单线铝合金圆单线5.铜包钢圆单线以钢线为线芯,外包铜层双金属复合导线。 6.铝包钢圆单线以钢线为线芯,外包铝层双金属复合导线7.镀锌圆铁线电阻率大,导电性能比铜、铝差,抗拉强度较大,用于农村通信广播线路的架空线。 铝包钢圆单线镀锌圆铁线 二、裸绞线裸电线(bare wire)与裸导体制品(bare conductor)是指没有绝缘、没有护层的导电线材,主要包括裸单线、裸绞线和型线型材三个系列产品,是电线电缆产品中最基本的一大类产品。 裸单线系列产品主要包括铜单线、铝单线、铝合金线、铜包钢线、铝包钢线以及镀锡线等,主要用作各种电线电缆的半制品,少量用于通信线材和电机电器的制造。 1.铝绞线抗拉强度低,用于工矿企和农村短距离低压线路上。 2.钢芯铝绞线钢芯铝绞线是由铝线和钢线绞合而成的,适用于架空输电线路用。 它内部是钢“芯”,外部是用铝线通过绞合方式缠绕在钢芯周围;钢芯主要起增加强度的作用,铝绞线主要起传送电能的作用;铝绞线钢芯铝绞线3.铝合金绞线热处理性铝镁硅合金绞线的抗拉强度近于铝绞线的2倍,电导率只比铝绞线低10%4.硬铜绞线应用于特殊场合硬铜绞线铝合金绞线 三、软接线主要有铜电刷线、裸铜天线、裸铜软绞线和铜编织线。 1.铜电刷线由多股(7-19股)每股又由多跟(11-88根)铜线或镀锡铜线绞制而成结构稳定,良好的柔软性,用作接引线,电刷线,2.裸铜天线多根铜线左向束绞成股线再由股线右向复绞而成。 可非为硬铜天线和软铜天线。 主要用作架空天线。 四、型线常把导线的截面加工成各种形状,成为型线。 可分1.扁铝线硬扁铝线(LBY)、半硬扁铝线(LBBY)、和软扁铝线(LBR)三种。 主要用于制造电机、变压器、电器及电气设备绕组的导体。 第三节电磁线一.电磁线型号的编制方法及应用二.漆包线三.绕包线四.无机绝缘线五.特种电磁线一.电磁线型号的编制方法及应用1.电磁线的编制方法绝缘层导体派生绝缘漆绝缘纤维其它绝缘层绝缘特征导体材料导体特征Q油性漆QA聚氨酯漆QG硅油机漆QH环氧漆QQ缩醛漆QXY聚酰安亚胺漆QZ聚酯漆QZY聚酯亚胺漆M棉纱SB玻璃丝SR人造丝ST天然丝Z纸V聚碌乙烯VM氧化膜B编织C醇酸胶粘漆浸渍E双层G硅油机胶粘浸渍漆J加厚F耐自冷剂L铝TWC无磁性铜B扁线D带J胶制R柔软-1薄漆层-2厚漆层-3特厚漆层 (1)电气性能.绝缘层要有足够稳定的耐电压力和绝缘电阻 (2)力学性能。 选用柔软性适当的电磁线 (3)热性能与耐热等级。 选用相应耐热等级的电磁线。 2.电磁线的选用 (4)相容性。 电磁线裕有关组合绝缘材料的相容性, (5)空间因素。 提高利用空间因素,缩小产品体积 (6)环境条件及其它因素也是考虑电磁线使用额一方面。 (1)漆膜的耐刮和弹性的机械性能; (2)击穿电压与介质损耗角的正切的电性能 (3)软化击穿,热老化和热击穿的热性能; (4)耐有机溶剂性能;耐化学药品性能及耐制冷性能等。 二.漆包线1.漆包线的性能2.特点漆膜均匀光滑,便于线圈的饶制,且漆膜较薄,有利于提高空间因素。 3.形成所用的漆包线的绝缘层是漆膜,在导电线芯上涂覆绝缘漆后经烘干而形成的。 三、绕包线1.特点采用浸漆方式构成组合绝缘,比漆包线要厚,油较高的电气性能,能承受过电压及过载负荷,主要用于大中型电工产品。 绕包线的用途用于电机、电器中。 由于绝缘厚度大,耐热性低,多数已被漆包线所代替。 目前仅用作高频绕组线。 在大、中型规格的绕组线中,当耐热等级较高而机械强度较大时,也采用玻璃丝包线,而在制造时配以适当的胶粘漆。 (1)绕包线简介是无氧铜杆和电铜杆经一定规格模具的挤压或拉拔后的导线,由特定的绝缘材料绕包线绕而组成的绕包组线。 组合导线是由若干绕组线,铜铝导线按规则要求排列。 特定的绝缘材料包而组成的绕组线。 绕包线 (2)玻璃丝包线玻璃丝包铜、铝导体上匀整绕包1-2层无碱玻璃纤维,配所需耐温指数及相容性的粘结漆进行浸渍、烘焙处理,使玻璃纤维之间,玻璃纤维与导体之间粘结成一整体。 该绝缘层具有一定的耐磨性、附着性、柔软性和耐电压性,玻璃丝包线具有良好的抗热冲、过载性能。 它一般适用于高、低压、中、大容量的电机电器产品绕组线上,目前该类产品的耐温指数有, (2)玻璃丝包圆线和丝包圆线用途主要用于大中型电机,牵引电机和干式变压器的绕组,还可生产用于直流电压和高中压电机绕组线。 四、无机绝缘线无机绝缘电磁线品种,规格,特点及主要用途分类名称型号规格(mm)优点局限性主要用途氧化膜绝缘线氧化膜圆铝线YML YMLC0.055.0槽满率高,重量轻,耐辐射性好。 若不用绝缘漆封闭的氧化膜耐温可达250,若用绝缘漆封闭的氧化膜,耐热取决于绝缘漆的性能击穿电压低,弯曲性能差,氧化膜耐刮性差耐酸和耐碱性能差不用绝缘漆封闭的氧化膜耐潮湿性差用于制作起重电磁铁高温制动器干式变压器线圈,还可用于有辐射的场合氧化膜扁铝线YMLB YMLBC1.04.02.56.3氧化膜铝带(箔)YMLB厚0.081.宽20900陶瓷绝缘线陶瓷绝缘线TC0.060.50优良的耐高温性能,长期工作温度可达500.还具有优良的耐化学腐蚀性能击穿电压低,弯曲性能差,如果没有密封层,不得在高潮湿下使用用于高温以及有辐射的场合1.氧化膜铝带(箔)氧化膜铝工艺上是用阳极氧化在铝带表面生成一层致密的三氧化二铝膜而成。 使用上,用氧化膜铝带绕制线圈可提高空间因素和线圈的热传导性能。 氧化膜铝带2.陶瓷绝缘线陶瓷绝缘电磁线工艺上是在导线上浸涂玻璃浆后,经烘炉而成,可在50高温环境下长期使用。 铜线芯一般要采用镍铜线,镍包铜线或不锈钢铜线为导体,防止铜导线的高温环境下氧化。 陶瓷绝缘线有极好的耐辐射性能,适宜在高能物理,宇航等领域中应用。 特种电磁线是具有适用于特殊场合使用的绝缘结构及特性的电磁线,如中、高频绕组线,聚乙烯绝缘尼龙护套潜水电机绕组等。 五.特种电磁线特种电磁线品种,规格,特点及主要用途名称型号规格(mm)耐热等级优点局限性主要用途单丝包高顺绕组线双丝包高绕组线SQJ SEQZ由多根漆包线绞制铁芯Y(90)系多根漆包线组成,柔软性好,课降低趋肤效应;聚氨酯漆包线有直焊性;Q直大耐潮性差制作要求Q直稳定和介质损耗角正切笑的仪表,电器线玻璃丝包中频绕组线QZJBSB宽2.18.0高2.812.5mm B(130)H(180)系多根漆包线组成,柔软性好,可降低趋肤效应;嵌线工艺简单用于制作10008000Hz的中频变频器换位导线QQLBH a边1.563.82b2.812.5A(105)简化线圈绕制工艺,五循环电流,线圈内涡流损耗小,弯曲性能差用于制作大型变压器绕组潜水电机绕组线QQV铁芯截面0.611.0mm?Y(90)聚乙烯绝缘耐水性好槽慢率低,绝缘层易损坏用于制作潜水电机绕组湿式潜水电机绕组线-铁芯截面0.57.5mm?Y(90聚乙烯绝缘耐水性能好,接卸强度高。 槽慢率低用于制作潜水电机绕组 一、固定敷设电线 二、绝缘软电线 三、户外用聚氯乙烯绝缘电线 四、铜芯聚氯乙烯绝缘安装电线 五、农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线第四节绝缘导线绝缘导线的定义以及分类绝缘导线是在裸导线表面裹以不同种类的绝缘材料构成的,它的种类分很多,广泛应用于各种电气设备。 根据用途和导线结构的分类,常用的主要有固定敷设电线、绝缘软电线、户外用聚氯乙烯绝缘电线、铜芯聚氯乙烯绝缘安装电线和农用直埋铝芯塑料绝缘护套电线。 一、固定敷设电线1.橡皮绝缘电线橡皮绝缘电线适用于交流电压550V及以下的电气设备和照明装置,固定敷设。 电线的长期允许工作温度不超过65C.橡皮绝缘电线型号、名称及用途见表1.表中B-固定敷设X-橡皮绝缘L-铝芯W-氯丁护套Y-聚乙烯护套表1.各种型号橡皮绝缘电线的型号、名称及主要用途。 2.聚氯乙烯绝缘电线聚氯乙烯绝缘导线适用于交流额定电压450/750V及以下的动力装置的固定敷设。 电线长期允许工作温度,BV-105型不超过105C,其他型号不超过70C。 电线敷设温度不低于0C. 二、绝缘软电线绝缘软电线有聚氯乙烯绝缘软电线,橡皮绝缘编织软电线和橡皮绝缘平型软电线三种。 1.乙烯绝缘软电线适用于交流额定电压450V/750V及以下的家用电器小型电动工具、仪器表及动力照明等装置的连接。 电线长期允许工作温度为RV-105型不超过105C。 其他型号不超过70C.聚氯乙烯绝缘软电线具有优良的电气绝缘性能、物理、机械性能和不延燃性能,且柔软安全,使用方便。 制成品的绝缘或护套表面印有注明制造厂家、型号和电压的连续标志。 2橡皮绝缘软电线橡皮绝缘编织软电线适用于连接交流额度定电压为300/300V及以下的室内照明灯具、家用电器和工具等。 导线线芯的长期允许工作温度应不超过65C.3.绝缘平型软电线橡皮绝缘平型软电线适用于连接各种移动式的额定电压为250V及以下的电气设备、无线电设备及照明灯具等。 线芯允许长期工作温度不超过60C.户外用聚氯乙烯绝缘电线适用于交流额定电压为450V/750V及以下的户外架空固定敷设。 电线的长期允许温度不超过70C。 最低温度不低于20C. 三、户外用聚氯乙烯绝缘电线铜芯聚氯乙烯绝缘安装电线适用于交流额定电压300/300V及以下的电器、仪器仪表和电子设备及自动化装置或外部连接导线。 其特点是截面积小,一般为0.030.04mm,线芯有1-24股不等。 线芯按使用要求可分为硬型、软型、移动式和特软式四种。 四、铜芯聚氯乙烯绝缘安装电线农用直埋铝芯塑料绝缘护套电线适用于农村地下直埋敷设,连接交流额度定电压450/750V及以下固定配电线路和电器设备(简称农用地埋电线)。 根据农用地埋电线绝缘层和护套层的材料不同,地埋电线分为6种型号。 直埋电线的敷设深度应大于0.8m,对冻土层深度大于0.8m地区,应敷设在冻土层以下。 辐射的环境温度不低于0C。 电线的长期工作温度不应超过70C。 五、农用直埋铝芯塑料绝缘护套电线直埋电线允许的最小弯曲半径为截面积为35mm下的电线不小于6倍电线的外径,截面积为50mm上的电线应不小于8倍电线的外径。 直埋电线在土壤温度为25C时,长期允许的载流量表为表3由于地下土壤度温各地相差很大,因此其载流量应按表4以修正。 农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线电缆的定义将一根或数根绝缘导线组合成线芯,外面缠绕上密闭的包扎层(铝、铅或塑料),这种导线成为电缆。 电缆的种类很多,随着电缆的结构和用途的不同,施工(敷设、安装)的方法不同。 本次介绍电力系统中常用的电力电缆、控制电缆以及电气装备用电缆。 第五节电缆 一、电力电缆电力电缆在电力系统中用于传输或分配较大功率的电能,根据电力系统电压等级的不同,生产不同的电压等级的电力电缆。 按绝缘材料分,低压电力电缆主要生产品种有油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆、聚氯乙烯绝缘电力电缆和聚乙烯及交联聚乙烯绝缘电力电缆。 1.电力电缆的结构 (1)线芯线芯是电力电缆的导电部分,用来输送电能,是电力电缆的主要部分。 ? (2)绝缘层绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离,保证电能输送,是电力电缆结构中不可缺少的组成部分。 (3)屏蔽层15KV及以上的电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。 ? (4)保护层保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入,以及防止外力直接损坏电力电缆。 1.一般埋设于土壤中或敷设于室内,沟道,隧道中,线间绝缘距离小,不用杆塔,占地少,基本不占地面上空间。 2.受气候条件和周围环境影响小,传输性能稳定,可靠性高。 3.具有向超高压,大容量发展的更为有利的条件,如低温,超导电力电缆等。 4.分布电容较大。 5.维护工作量少。 6.电击可能性小。 4.各种电力电缆的结构和敷设环境油浸纸绝缘电力电缆有铅护套的铜芯或铝芯电缆等品种。 绝缘方式有普通型、滴干型和不滴流型。 可以敷设在室内、隧道及沟管中,对电缆应没有机械外作用力,对铅护套应有中性环境。 橡皮绝缘电力电缆的导电线芯有铜和铝芯两种,橡皮绝缘,其中护层有铅包,聚氯乙烯及氯丁橡胶护套,有的电缆还采用钢带铠装沥青浸渍麻被外护层。 聚氯乙烯绝缘电力电缆的导电线芯有铜芯和铝芯两种,单芯电缆的导电线芯为圆形,多芯电缆的线芯有圆形,扇形或半圆形。 绝缘层采用聚氯乙烯电缆绝缘材料经热挤压而成,且线芯绝缘分色标志,主要信用黄、绿、红色,中性线芯用黑色,中性线芯也有采用裸导体结构。 聚氯乙烯绝缘电力电缆可以敷设在室内、矿井中,能承受机械歪理作用和相当的拉力。 二、控制电缆及选用控制电缆按其绝缘层材料,可分为聚乙烯、聚氯乙烯和橡胶3类。 其中,聚乙烯控制电缆的电性能最好,也可应用于高频线路。 控制电缆的绝缘线芯主要采用同心式绞合,也有部分控制电缆采用对绞式。 氯丁橡皮电缆具有不延燃性能,聚乙烯护套电缆具有较好的耐寒性能。 控制电缆线芯长期允许工作温度为65度。 怎样选用电线电缆及注意事项怎样选用电线电缆及注意事项?电线电缆型号的选择选用电线电缆时,要考虑用途,敷设条件及安全性等;根据用途的不同,可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等;根据敷设条件的不同,可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等;根据安全性要求,可选用阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。 电线电缆规格的选择确定电线电缆的使用规格(导体截面)时,应考虑发热,电压损失,经济电流密度,机械强度等条件。 根据经验,低压动力线因其负荷电流较大,故一般先按发热条件选择截面,然后验算其电压损失和机械强度;低压照明线因其对电压水平要求较高,可先按允许电压损失条件选择截面

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