电工材料教案范文

电工材料教案范文 电工材料教案电工材料教案开平综合职校郑良明第一章绝缘材料1-1概述 一、教学目标 1、了解绝缘材料的概念、功用及分类 2、掌握绝缘材料的电气性能 3、了解绝缘材料的耐热性能与老化问题 4、了解绝缘材料的理化性能 5、了解绝缘材料的机械性能 6、了解绝缘材料的产品分类和型号编制方法 二、教学重点、难点 1、重点掌握绝缘材料的电气性能 2、掌握绝缘材料的导电特性 三、教学时间7 四、教学按照材料的物理形态分为气体绝缘材料、液体绝缘材料、和固体绝缘材料。 二、绝缘材料的电气性能 1、绝缘材料的导电特性 （1）瞬时充电电流IC （2）吸收电流IS （3）泄漏电流IL 2、绝缘材料的电阻率 （1）表面电阻率反映电介质表面的导电能力，其值较小，易受环境影响。 （2）体积电阻率反映电介质温度升高，电阻率下降，绝缘电阻减小。 湿度湿度增大，电阻率下降，绝缘电阻减小。 杂质杂质在电介质内部直接增加了导电离子，使电阻率下降。 电场强度较高的电场强度作用下，固体液体电介质中离子迁移能力相应增强，使电阻率下降，绝缘电阻减小. 3、电介质的极化与相对介电系数电介质在无外电场作用时，不呈现电的极性，而在外电场作用下，电介质沿场强方向在两端出现了不等量的不能自由移动的束缚电荷，我们把这种现象称之为电介质的极化。 外电场场强越大，表面束缚电荷就越多，极化就越显著，外电场撤除，极化即消失。 电介系数r设电容器极板间为真空时的电容为C0,极板间填充某种电介质时,其电容为C,则电容C与C0的比值叫做电介质的相对介电系数r。 即r=C/C0影响绝缘材料r的主要因素A）频率电介质的极化需要一定的时间，当电场频率增高时，周期缩短，极化来不及形成，因此r随电场频率增高而下降。 B）温度温度生高，加剧电介质的分子热运动，增加束缚电荷，加强极化；另一方面使分子难以排列整齐而削弱极化，故在某一温度下r出现峰值。 C）湿度绝缘材料吸湿后会使r增加 4、电介质的介质损耗和介损因数 （1）介质损耗在交流电压作用下，电介质能把部分电能转变成热能。 这部分能量叫电介质的介质损耗，简称介损。 由电阻损耗和极化损耗两部分组成。 （2）影响介损的主要因素有频率在高频区，介损值很大，高频条件下应采用介损因数很小的介质。 温度温度对介损的影响较大湿度湿度增加，介损明显增大。 场强场强增大，一般介损因数明显不变。 当外加电压升高到某一数值时，气泡或气隙中会出现游离放电，介损因数显著升高。 5、电介质的击穿和击穿强度当施加于电介质的电场强度高于临界值时，会使通过电介质的电流急剧增加，使电介质完全失去绝缘性能，这种现象称为电介质的击穿。 如何提高固体介质的击穿强度1）通过精选材料、改善工艺、真空干燥、强化浸渍等方法，清除固体介质中的杂质、气泡、水分，并使电介质尽量均匀密实。 2）改进绝缘设计，采用合理的绝缘结构，改善电极形状及表面粗糙度，尽量使电场分布均匀。 3）用液体电介质浸渍固体绝缘材料，这样既能改善电场分布，又可以改善散热条件。 4）改善运行条件，注意防潮、防污、加强散热冷却等。 三、绝缘材料的耐热性能与老化问题 1、绝缘材料的耐热性绝缘材料的耐热性是指绝缘材料及其制品承受高温而不致损坏的能力。 2、绝缘材料的老化电气设备中的绝缘材料在运行过程中，由于各种因素的长期作用，会发生一系列不可逆转的物理、化学变化，从而导致其电气性能和机械性能的下降，通称为老化。 绝缘材料主要的老化形式主要有环境老化、热老化与电老化三种。 四、绝缘材料的理化性能 1、熔点、软化点熔点是指材料由固体状态变为液体状态的温度值。 2、固体含量表示树脂、绝缘漆、涂料中的溶剂或稀释剂挥发后遗留下来的物质质量。 3、灰分灰分表示绝缘材料内部所含不燃物的数量。 4、黏度表示液体流动的难易程度。 5、吸湿性是指材料在温度20度和相对湿度为97%到100%的空气中的吸湿程度。 6、吸水性是指材料在温度20度的水中浸没24小时后，材料重量增加的百分数。 7、耐油性表示绝缘材料耐受变压器油和其它矿物油浸蚀的能力。 8、流动性是表示塑料在压模内加热加压下，能够流动并充填模内空隙的能力。 9、溶解度表示在一定温度和压力下，物质在一定量的溶剂中所溶解的最大量。 10、化学稳定性表示材料抵抗和他接触的侵蚀的能力。 也就是材料在这些介质中，其表面颜色、质量和原有特性不发生或只有轻微变化的性质。 11、酸值是指单位质量或体积的酸或减溶液中所含有的酸或碱的量。 五绝缘材料的机械性能 1、硬度是指材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力。 2、抗拉、抗压、抗弯强度分别表示在静态下单位面积的固体绝缘材料，承受逐渐增大的拉力、压力、弯矩直到破坏时的最大负荷。 3、延伸率表示材料受力后，开始断裂时的最大伸长与原长之比的百分数。 4、抗劈强度是表示材料承受冲击载荷的能力。 六、绝缘材料的产品分类和型号编制方法 1、电气绝缘材料产品按大类、小类、温度指数及品种的差异进行分类。 处理习题册1到4页习题1-2气体和液体绝缘材料 一、教学目标 1、了解常用气体绝缘材料的绝缘性能 2、了解常用液体绝缘材料的绝缘性能 二、教学重点、难点掌握空气、六氟化硫气体的绝缘特性 三、教学时间4学时 四、教学内容 一、常用气体绝缘材料高压电器中工作的气体要求具有如下特点 （1）较高的电离强度和击穿强度，并且击穿后能迅速自动恢复绝缘性能 （2）化学稳定性好，不燃、不爆，不老化，不易为放电所分解 （3）对电气设备中的金属和其他绝缘材料不腐蚀、无毒性，对人体无害或不需复杂的防护措施 （4）热稳定性好、热容量大、导热性好、流动性好 （5）容易制取，成本较低。 二、常用气体绝缘材料 1、空气增加气体压力可提高空气的击穿电压；降低空气压力，使气体极为稀薄时，其击穿电压也可大大提高，且介质恢复快，设备体积小，动作快，无燃烧与爆炸危险适宜频繁操作。 2、六氟化硫气体正常工作状态下，六氟化硫是一种无色无臭、不燃不爆的惰性气体。 具有良好的绝缘性和灭弧能力。 具有较高的热稳定性和化学稳定性，500度时成分仍不分解。 三、液体绝缘材料 1、液体绝缘材料的分类分为矿物绝缘油、合成绝缘油和植物绝缘油。 用途 （1）用于电力变压器，起绝缘和冷却的双重作用。 （2）用于少油断路器，起灭弧和冷却触头的作用。 （3）用于高压电缆，起填充、浸渍作用，以清除电缆内部的气体，提高绝缘能力。 （4）用于油浸纸电容器，用油浸润电容纸，填充绝缘间隙，提高绝缘强度和电容量。 2、电气设备对液体电介质的要求要求电气性能好，闪点高、凝固点低，在氧、高温、强电场作用下性能稳