《施工现场用电》-第三章

一、绝缘材料（一）绝缘材料的性能（１）绝缘材料的基本电气性能。１）泄漏电流。这一电流主要由下列部分组成：①瞬时充电电流。②吸收电流。③漏电电流。２）绝缘电阻和吸收比。为了消除充电电流和吸收电流的影响，应读取加入直流电压一定时间以后的数值。绝缘电阻通常采用兆欧表测量。第一节常用电工材料

第一节常用电工材料由于充电电流和吸收电流的影响，其绝缘电阻是变化的（导体的直流电阻是不变的）。良好的绝缘，其绝缘电阻应越来越高。用吸收比来表示。３）表面电阻率和体积电阻率。在绝缘材料两端所加直流电场强度与泄漏电流之间符合欧姆定律所揭示的关系，即第一节常用电工材料在固体绝缘材料中，漏电电流分为表面电流和体积电流两部分，其电阻率也相应分为两部分：表征材料表面的绝缘特性，称为表面电阻率，符号为ρｓ，单位为Ω；表征材料内部的绝缘特性，称为体积电阻率，符号为ρｖ，单位为Ω·ｃｍ。绝缘材料的体积电阻率一般大于１０９Ω·ｃｍ。第一节常用电工材料４）击穿强度。当施加于绝缘材料两端的交流电场强度高于某一临界值后，其电流剧增，绝缘材料完全失去其绝缘性能，这种现象称为击穿。其临界电场强度称为击穿强度，单位为ｋＶ／ｃｍ或ｋＶ／ｍｍ。５）相对介电常数。绝缘材料两端面之间相当于一电容器，其电容量为C，其值与假定其间为真空时电容量C0之比，称为相对介电系数。第一节常用电工材料６）介质损耗角正切值。当在绝缘材料两端加一交流电压犝后，充电电流和吸收电流的一部分为无功电容电流，而泄漏电流主要为有功电流（电阻电流），两者的比值为（２）常用电气绝缘材料的特性。常用电气绝缘材料的特性见表３-１。（３）绝缘材料的耐热等级见表３-２。第一节常用电工材料（二）常用绝缘材料电工绝缘材料种类繁多，应用广泛，在此只介绍电气安装，维修工作中常用的几种绝缘材料。１．绝缘胶绝缘胶是广泛应用于电缆及电器套管的浇注绝缘材料。（１）环氧树脂胶。环氧树脂胶主要由环氧树脂（主体）、固化剂、填料、增塑剂等组成。１）环氧树脂：常用环氧树脂的种类及特性见表３-３。２）固化剂：环氧树脂必须加入固化剂后才能固化。常用固化剂有酸酐类固化剂和胺类固化剂。胺类固化剂由于毒性大，已不常用了。常用酸酐类固化剂的种类及特性见表３-４。第一节常用电工材料３）填充剂：为了减少固化物的收缩率，提高导热性、形状稳定性、耐腐蚀性和机械强度，以及降低成本，通常应加入适量的填充剂。常用填充剂有石英粉、石棉粉等。４）增塑剂：在环氧树脂中加入适量增塑剂，可提高固化物的抗冲击性。常用的增塑剂是聚酯树脂，一般用量为１５％～２０％。（２）电缆浇注胶（表３-５）。（３）沥青电缆胶主要技术数据（表３-６）。２．绝缘漆（１）无溶剂浸渍漆。常用无溶剂浸渍漆见表３-７。第一节常用电工材料（２）有溶剂浸渍漆。常用有溶剂漆见表３-８，其中的溶剂见表３-９。（３）绝缘管。绝缘管主要用于电器引线、电气安装导线穿管，起绝缘和保护作用。常用绝缘管的种类及规格系列见表３-１０。（４）电工用塑料。常用电绝缘高分子聚合物材料的主要性能见表３-１１。电线电缆用热塑性塑料，多由聚乙烯和聚氯乙烯制成。第一节常用电工材料二、导电材料１．导电材料的性能导电材料包括固体、液体，在某些情况下也有气体。在常温时，金属材料（除汞外都是固体）是主要的导电材料。导电材料分为一般用途导电材料和特殊用途导电材料。其分类及用途见表３-１２。２．常用导电材料（１）电线与电缆。不同温度下铜、铝导体的电阻率和电导率见表３-１３。（２）电磁线。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。１）漆包线由导电线芯和绝缘层组成。常用漆包线的类别、型号、主要用途及优缺点见表３-１４。第一节常用电工材料２）绕包线。绕包线的主要品种、特点和主要用途见表３-１５。（３）热双金属元件。热双金属元件的分类及用途（表３-１６）。（４）熔体材料。１）纯金属熔体材料。２）低熔点合金熔体材料，见表３-１７。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、尺寸、安装方式及其他影响其散热的因素有密切关系。表３-１８为熔体元件的各种外形、结构和使用寿命的关系。第一节常用电工材料三、磁性材料１．磁性材料的性能及分类（１）磁性材料的分类。磁性材料分为软磁材料（导磁材料）和硬磁材料（永磁材料）。两种磁性材料的特点及用途见表３-１９。（２）磁性材料的基本磁性能。１）硬磁材料。硬磁材料的主要特点是剩磁强。２）软磁材料。软磁材料的主要特点是磁导率高、剩磁弱。２．常用磁性材料（１）硬磁材料。硬磁材料的品种和用途如表３-２０所示。第一节常用电工材料１）铁氧体硬磁材料。铁氧体硬磁材料的品种、用途、磁性能及化学成分分别见表３-２１和表３-２２。２）稀土钴硬磁材料。稀土钴永磁材料的品种、磁性能及化学组成见表３-２３和表３-２４。３）铝镍钴合金。铝镍钴合金按制造工艺的不同分为铸造铝镍钴合金（亦称铸造磁钢）和粉末烧结铝镍钴合金（亦称烧结磁钢）。铝镍钴合金材料的性能、用途等参数分别见表３-２５、表３-２６、表３-２７。（２）软磁材料。软磁材料的种类很多，性能特点各异，应用范围也有别，如表３-２８所示。第一节常用电工材料１）硅钢片。硅钢片的性能见表３-２９。２）电工用纯铁。其主要特性见表３-３０。３）铁氧体软磁材料。铁氧体软磁材料的牌号及性能和主要用途如表３-３１所示。４）铁镍合金。常用的铁镍合金的种类、特性和主要用途见表３-３２。常用铁镍合金的牌号、主要成分和直流磁性能见表３-３３。不同频率下的交流磁性能范围见表３-３４。第二节常用电工工具

一、常用工具１．工具夹和工具袋（图3-1）（１）工具夹。（２）工具袋。２．螺钉旋具螺钉旋具按头部形状可分为一字形［图３-２（ａ）］和十字形［图３-２（ｂ）］两种。３．验电器验电器分为低压验电器和高压验电器两种。低压验电器常用的有钢笔式和螺钉旋具式两种，按其显示元件不同分为氖管发光指示式和数字显示式两种。氖管发光指示式验电器由电阻、氖管、弹簧、笔身和笔尖等部分组成［图３-３（ａ）、（ｂ）］，数字显示式验电器如图３-３（ｃ）所示。第二节常用电工工具使用低压验电器，必须按图３-４所示正确姿势握笔。４．尖嘴钳（图3-5）５．钢丝钳钢丝钳有绝缘柄［图３-６（ａ）］和裸柄［图３-６（ｇ）］两种。６．电工刀电工刀的外形如图３-７所示。７．电钻８．电烙铁（图3-8、图3-9）第二节常用电工工具９．电工用凿电工常用的凿有圆榫凿、小扁凿、大扁凿和长凿等几种。（１）圆榫凿［图３-１０（ａ）］。（２）小扁凿［图３-１０（ｂ）］。（３）大扁凿［图３-１０（ｃ）］。（４）长凿［图３-１０（ｄ）、（ｅ）］。（ａ）圆榫凿；（ｂ）小扁凿；（ｃ）大扁凿；（ｄ）在混凝土墙上凿孔用的长凿；（ｅ）在砖墙上凿孔用的长凿。第二节常用电工工具１０．断条侦察器断条侦察器如图３-１１所示。１１．喷灯喷灯如图３-１２所示。二、登高工具１．梯子和高凳梯子分为直梯（也称靠梯）和人字梯两种［图３-１３（ａ）、（ｂ）］。２．腰带、保险绳和腰绳其外形如图３-１４所示。３．脚扣脚扣又称铁脚，是一种攀登电杆的工具。脚扣分为两种：一种是扣环上有铁齿，供登木杆用［图３-１５（ａ）］；另一种是扣环上裹有橡胶，供登混凝土杆用［图３-１５（ｂ）］。两只脚扣应如图３-１６所示方法定位。第二节常用电工工具三、架线工具１．叉杆（图3-17）２．紧线器（图3-18）３．抱杆有单抱杆和人字形抱杆两种。人字形抱杆如图３-１９所示。４．导线弧垂测量尺导线弧垂测量尺又称弛度标尺，其外形如图３-２０所示。使用时应根据表３-３５所示值，先将两把导线弧垂测量尺上的横杆调节到同一位置上。四、绝缘安全用具电工绝缘安全用具，按其功能可分为绝缘操作用具和绝缘防护用具两大类。第二节常用电工工具１．绝缘操作用具绝缘操作杆由工作部分、绝缘部分和手握部分组成，如图３-２１所示。绝缘操作杆规格与工作电压的对应关系如表３-３６所列。２．绝缘防护用具绝缘手套、绝缘靴、绝缘垫和绝缘站台统称为绝缘防护用具，如图３-２２所示。第三节常用电工仪表

一、仪表的分类１．按仪表的工作原理分类主要有：磁电式、电磁式、电动式、感应式等。２．按被测量的名称（或单位）分类该种分类见表３-３７。３．按使用方式分类可分为安装式（或称配电盘表）和可携带式仪表。４．按仪表的工作电流分类有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表。５．按仪表的准确度等级分类可分为０．１、０．２、０．５、１．０、１．５、２．５、５．０七级。６．按读数装置的不同分类可分为指针式、数字式等。第三节常用电工仪表二、仪表测量机构及其工作原理１．电流表电流表的内阻很小，使用时应串接在电路中，如图３-２３所示。直流电流表使用时还须注意电流正负极性，避免接错。（１）直流电流表的接线方法。接线方法如图３-２３（ａ）所示。分流器在电路中与负载串联，使通过电流表的电流只是负载电流的一部分，而大部分电流则从分流器中通过。这样，就扩大了电流表的测量范围（图３-２４）。（２）交流电流表的接线方法。接线方法如图３-２３（ｂ）所示。第三节常用电工仪表电磁式电流表采用电流互感器来扩大量程，其接线方法如图３-２５所示。多量程电磁式电流表，通常将固定线圈绕组分段，再利用各段绕组串联或并联来改变电流的量程，如图３-２６所示。２．钳形电流表（１）钳形表的结构。钳形电流表是由电流互感器和整流系电流表组成，外形结构如图３-２７所示。（２）钳形表的使用。３．电压表电压表分为直流电压表和交流电压表，二者的接线方法都是与被测电路并联（图３-２８）。第三节常用电工仪表（１）直流电压表的接线方法［图３-２８（ａ）］。正负极不可接错，否则，指针就会因反转而打弯。（２）交流电压表的接线方法［图３-２８（ｂ）］。（３）通过电压互感器来测量时［图３-２８（ｃ）］，一般都将电压表装在配电盘上，表盘上标出规算好了的刻度值，从表盘上可以直接读取所测量的电压值。为了防止因电表过载而损坏，可采用二极管来保护。保护二极管的接线方法如图３-２９所示。４．兆欧表（１）兆欧表的结构及其原理电路。兆欧表又称“摇表”，外形如图３-３０所示，其原理电路如图３-３１所示。兆欧表额定电压的选择见表３-３８。第三节常用电工仪表（２）兆欧表的正确使用。１）电测量前必须切断被测设备的电源，并接地短路放电，确实证明设备上无人工作后方可进行。被测物表面应擦拭干净，有可能感应出高电压的设备，应作好安全措施。２）兆欧表在测量前的准备：兆欧表应放置在平稳的地方，接线端开路，摇发电机至额定转速，指针应指在“∞”位置；然后将“线路”、“接地”两端短接，缓慢摇动发电机，指针应指在“０”位。３）作一般测量时只用“线路”和“接地”两个接线端，在被试物表面泄漏严重时应使用“屏蔽”端，以排除漏电影响。接线不能用双股绞线。第三节常用电工仪表４）兆欧表上有分别标有“接地（Ｅ）”、“线路（Ｌ）”和“保护环（Ｇ）”的三个端钮。测量线路对地的绝缘电阻时，将被测线路接于Ｌ端钮上，Ｅ端钮与地线相接［图３-３２（ａ）］。测量电动机定子绕组与机壳间的绝缘电阻时，将定子绕组接在Ｌ端钮上，机壳与Ｅ端钮连接［图３-３２（ｂ）］。测量电缆芯线对电缆绝缘保护层的绝缘电阻时，将Ｌ端钮与电缆芯线连接，Ｅ端钮与电缆绝缘保护层外表面连接，将电缆内层绝缘层表面接于保护环端钮Ｇ上［图３-３２（ｃ）］。保护环Ｇ的作用如图３-３３所示。其中图３-３３（ａ）为未使用保护环，两层绝缘表面的泄漏电流也流入线圈，使读数产生误差。图３-３３（ｂ）为使用保护环后，绝缘表面的泄漏电流不经过线圈而直接回到发电机。第三节常用电工仪表５．万用表（１）万用表的结构。万用表主要由表头、测量线路和转换开关组成，其外形如图３-３４所示。（２）万用表的正确使用。１）指针式万用表使用注意事项（图3-35）２）数字式万用表使用注意事项６．电能表（１）电能表的结构与原理接线图。根据工作原理，可分为感应式电能表，磁电式电能表，电子式电能表等。原理接线图如图３-３６所示。第三节常用电工仪表（２）电能表的正确使用。１）单相电能的测量应使用单相电能表，其接线如图３-３７所示。２）三相电能的测量。三相三线有功电能表的接线有直接接入和间接接入两种，如图３-３８所示。三相四线有功电能表的接线也有直接接入和间接接入两种，如图３-３９所示。７．接地摇表（１）接地电阻测试仪的结构原理。接地电阻测试仪又称接地摇表，目前国产常用的为ＺＣ－８型和ＺＣ－２９型，见表３-３９，它们具有体积小、重量轻、便于携带、使用方便等特点。测量接地电阻的基本原理如图３-４０所示。第三节常用电工仪表（２）接地摇表的正确使用。１）测量前准备２）测量三、仪表的符号、标记常见的仪表标记符号和它们的意义列见表３-４０。四、仪表的选择１．仪表类型的选择（１）测量对象是直流信号还是交流信号。（２）被测交流信号是低频还是高频。（３）被测信号的波形是正弦波还是非正弦波。２．仪表量程的选择３．仪表内阻的选择４．仪表精确度的选择仪表精确度等级与基本误差如表３-４１所列。表３-１常用电气绝缘材料的主要特性

表３-１常用电气绝缘材料的主要特性

表３-１常用电气绝缘材料的主要特性

返回表３-２绝缘材料的耐热等级

返回表３-３常用环氧树脂的种类及特性表３-３常用环氧树脂的种类及特性表３-３常用环氧树脂的种类及特性返回表３-４常用酸酐类固化剂的种类及特性

表３-４常用酸酐类固化剂的种类及特性

返回表３-５电缆浇注胶的组成、性能和用途返回表３-６常用沥青电缆胶主要技术数据

返回表３-７常用无溶剂漆的品种、组成、特性和用途

表３-７常用无溶剂漆的品种、组成、特性和用途返回表３-８常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途

表３-８常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途表３-８常用有溶剂漆的品种、组成、特性和用途返回表３-９常用溶剂的性能及用途

返回表３-１０常用绝缘管的种类及规格返回表３-１１常用电绝缘高分子聚合物材料的主要性能

返回表３-１２导电金属主要特性和用途表３-１２导电金属主要特性和用途表３-１２导电金属主要特性和用途表３-１２导电金属主要特性和用途返回表３-１３铜铝导体在不同温度下的电阻率和电导率

返回表３-１４常用漆包线的类别、型号、主要用途及优缺点表３-１４常用漆包线的类别、型号、主要用途及优缺点返回表３-１５常用绕包线的主要品种、特点和主要用途类别

表３-１５常用绕包线的主要品种、特点和主要用途类别返回表３-１６常用热双金属的种类及用途返回表３-１７低熔点合金的成分（质量分数）和熔点

返回表３-１８熔体元件的形状、结构和寿命的关系

表３-１８熔体元件的形状、结构和寿命的关系

返回表３-１９磁性材料的种类及特点返回表３-２０硬磁材料的品种和主要用途返回表３-２１铁氧体永磁材料品种、用途及化学成分返回表３-２２铁氧体材料的磁性能

返回表３-２３稀土钴永磁材料品种、用途及化学成分

返回表３-２４稀土钴永磁材料的磁性能

返回表３-２５铝镍钴硬磁材料名称、代号及用途

返回表３-２６铝镍钴系硬磁材料的化学成分

返回表３-２７铝镍钴系硬磁材料的磁性能

返回表３-２８软磁材料的种类、性能和应用范围

返回表３-２９硅钢片的主要性能

表３-２９硅钢片的主要性能返回表３-３０电工用纯铁的主要特性返回表３-３１铁氧体软磁材料的牌号及性能和主要用途

返回表３-３２常用铁镍合金的种类、特性和主要用途返回表３-３３常用铁镍合金冷轧带材的牌号、主要成分和直流磁性能

返回表３-３４常用铁镍合金冷轧带材在不同频率下的交流磁性能范围

表３-３４常用铁镍合金冷轧带材在不同频率下的交流磁性能范围

返回图３-１工具夹和工具袋

返回图３-２螺钉旋具

返回图３-３低压验电器返回图３-４低压验电器握法

图３-５尖嘴钳

返回图３-６钢丝钳使用方法

返回图３-７电工刀

返回图３-８电烙铁

返回图3-9烙铁架返回图３-１０电工用凿

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