常用电工材料.ppt
《电工材料》基本知识课件
《电工材料》基本知识课件目录一、电工材料概述 (2)1.1 电工材料的定义与分类 (3)1.2 电工材料的基本特性 (3)二、导电材料 (4)2.1 导电金属 (5)2.2 导电非金属 (7)2.3 其他导电材料 (8)三、绝缘材料 (9)3.1 绝缘材料的基本分类 (10)3.2 常用绝缘材料 (11)3.3 特种绝缘材料 (12)四、磁性材料 (14)4.1 磁性材料的分类与特性 (15)4.2 常用磁性材料 (16)4.3 新型磁性材料 (17)五、线缆材料 (18)5.1 电力电缆 (19)5.2 控制电缆 (20)5.3 其他线缆材料 (21)六、电气设备材料 (22)6.1 电机材料 (24)6.2 变压器材料 (26)6.3 开关设备材料 (27)七、电工材料的选择与应用 (28)7.1 选择电工材料的原则 (30)7.2 电工材料在电气系统中的应用 (31)八、电工材料的发展趋势 (32)8.1 新型电工材料的研发与应用 (34)8.2 未来电工材料的发展方向 (35)九、电工材料的测试与检验 (37)9.1 电工材料的测试方法 (38)9.2 电工材料的检验标准与流程 (40)十、电工材料的可持续发展 (41)10.1 节能环保的电工材料选择 (42)10.2 电工材料的循环利用与再制造 (44)一、电工材料概述定义与重要性：电工材料是电气工程与电子工程领域中不可或缺的基础材料，涉及电线、电缆、绝缘材料、导电材料等多个类别。
这些材料在电力传输、配电、电机运行、电子设备制造等方面发挥着重要作用。
发展历程：电工材料的发展历程与电气技术的发展紧密相连。
从早期的铜、铝导线，到现代的超导材料、纳米复合材料，电工材料不断在性能上得到优化和突破，以适应电力系统和电子设备的更高要求。
类别与特性：电工材料主要包括导电材料、绝缘材料、磁性材料等。
导电材料如铜、铝等具有良好的导电性能；绝缘材料如聚乙烯、聚酰亚胺等具有良好的绝缘性能和耐电性能；磁性材料如硅钢片、永磁材料等则具有特殊的磁性能。
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（2）电磁线 电磁线是用于电能与磁能相互转换的有绝缘层的导线。
种 类 型 号 实物材料示例 用 途 Q、QQ、QA、QH、 QZ 、 QXY 、 QY 、 QAN 主要用于制造中小型电 动机变压器的线圈
漆包线
绕包线
Z、ZL、ZB、ZLB、 SBEC、 SBECB、 SE、 SQ、SQZ
用于制造油浸式变压器 的线圈、大中型电动机绕 组及发电机线圈；与漆包 线相比，其绝缘层较厚， 电性能更优，故常用于大 中型耐高温的设备
二、绝缘材料（电介质）
绝缘材料的主要作用是隔离带电的导电 体或不同电位的导电体，使电流按设定 的方向流动。在有些场合绝缘材料还起 着机械支撑、导体防护、散热、灭弧等 作用。因此绝缘材料应具有较高的绝缘 电阻和耐压强度，较好的耐热性和导热 性，机械强度高而且耐潮，方便加工等 特点。
（一）常用绝缘材料的分类和耐热等级
五倍
四倍
三倍
二倍半
二倍
“10下五”是指截面在10以下，载流量都是截面数值的五倍。 “100上二”（读百上二）是指截面100以上的载流量是截面数 值的二倍。 截面为25与35是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“25、35， 四三界”。 截面70、95则为二点五倍。 从上面的排列可以看出：除10以下及100以上之外，中间的导线 截面是每两种规格属同一种倍数。
F H
C
155 180
>180
用耐热性好的有机胶剂粘合或浸渍、涂覆过的云母、石棉、 玻璃纤维,如云母带、层压玻璃布板等 用有机硅树脂粘合或浸渍、涂覆过的云母、石棉、玻璃纤维 及其组合物,如硅有机漆、复合薄膜等
不采用任何有机粘合剂及浸渍剂的无机物,如云母、石棉、 石英、玻璃、陶瓷及聚四氟乙烯塑料等
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半导体材料的应用
半导体材料广泛应用于集成电路 、晶体管、太阳能电池等电子器 件中，是实现电子信号传输和控
制的重要基础。
04
CHAPTER
电工材料的机械性能
硬度
硬度是电工材料抵抗被压入或 刻划的能力，是衡量材料软硬
程度的指标。
硬度的测量方法有多种，如洛 氏硬度、布氏硬度和维氏硬度
等。
硬度与电工材料的导电性能和 电气绝缘性能有一定的关系。 一般来说，硬度较高的电工材 料，其导电性能和电气绝缘性 能相对较差。
详细描述
磁导率是电工材料重要的物理性能之一，它 决定了材料对磁场的导磁能力。磁导率高的 材料能够更好地引导磁场，减少磁场泄漏和 能量损失。在电机和变压器等电气设备中， 磁导率高的材料可以提高设备的效率和工作 稳定性。
03
CHAPTER
电工材料的电气性能
绝缘材料
绝缘材料
绝缘材料是阻止电流通过的材料 ，主要用于隔离和保护电路。
磁性材料的特性
磁性材料应具有良好的磁导率、磁感 应强度和机械性能等特点，以确保电 磁器件的性能和稳定性。
半导体材料
半导体材料
半导体材料是导电性能介于导体 和绝缘体之间的材料，主要用于
制造电子器件。
半导体材料的特性
半导体材料应具有高电阻率、高 迁移率和特殊的能带结构等特点 ，以确保电子器件的性能和稳定
展。
THANKS
谢谢Biblioteka 02CHAPTER
电工材料的物理性能
电导率
总结词
电导率是衡量材料导电性能的重要参数，数值越高表示导电 性能越好。
详细描述
电导率是电工材料最重要的物理性能之一，它表示材料传导 电流的能力。电导率越大，材料的导电性能越好，能够更有 效地传输电能。在电力系统中，电导率高的材料可以减少能 量损失，提高电力传输效率。
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电工工具及材料
导体 耐火层 绝缘 绕包层 内垫层 铠装层 外护套
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电工工具及材料
1.型号与命名
电线电缆产品的命名有以下原则： (1) 应用场合或类别； (2) 结构材料或型式（从内到外-> 导体-绝缘-内护层-外护层-铠装）。
(3) 特征（有时为强调附加特征，将特征写到首位或结构前）。
2.电力电缆类型 (1) 油浸纸质绝缘电缆；
(2) 塑料(聚氯乙烯）绝缘电力电缆。 (3) 橡胶绝缘电力电缆
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电力电缆
电工工具及材料
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电工工具及材料
电力电缆：线芯一般为铜、铝；绝缘层、内外护套一般为聚乙烯、聚氯 乙烯、橡胶；户外用有铠装。芯数有1、2、3、3+1、4、4+1等。
用途 类别
导体 绝缘
内护套
结构 特征
外护套
使用 特征
可只标注部分
1-2位字母
1-3位数字 1-2位字母
类别：（裸线、电磁线、电力及通讯电缆省略）； K-控制电缆；P-信号缆；S-数据、射频； ZR-阻燃；NH-耐火；WDZ-低烟无卤；B-布线；S-对绞；J-绞制。
用途：H-焊机用；T-电梯用；W-户外； DJ-计算机；N-农用直埋；JK-架空； Q-轻型；Z-中 型；C-重型；
导体材料：T-铜（省略，裸导线除外）；L-铝；G-钢芯；R-铜软线。
绝缘层材料：V-聚氯乙烯；YJ-交联聚乙烯；Y-聚乙烯；X-丁苯橡胶；G-硅橡胶；YY-乙烯/ 乙酸乙烯橡胶；Z-油浸纸。
内护套材料：Q-铅包；L-铝包；H-橡套；V-聚氯乙烯；Y-聚乙烯；F-氯丁橡胶
识别常用电工材料
识别常用电工材料
1 导线材料
相关知识
2 绝缘材料 3 安装材料
知识1 导线材料
❖ 能够传导电流的物体称为导电材料，其主要用 途是输送和传递电流。导电材料的电阻率一般 都在0.1Ω·m以下，按电阻率可分为良导体材料 和高电阻材料两类。
❖ 各种金属材料都是导电材料，但并不是所有金 属都可作为理想的导电材料。作为导电材料应 从技术性能（导电性能好、有一定的机械强度、 不易氧化和腐蚀）和经济性能（价格低廉）两 方面综合考虑，目前用得最多的导电材料是铜 和铝。
知识2 绝缘材料
❖ 电阻率大于107Ω·m的物质所构成的材料叫绝缘 材料，又称电介质。绝缘材料的主要作用是将 带电体与不带电体相隔离，将不同电位的导体 相隔离，确保电流的流向或人身安全，在某些 场合，还起支撑、固定、灭弧、防电晕、防潮 湿的作用。
❖ 绝缘材料的品质在很大程度上决定了电工产品 和电气工程的质量及使用寿命，而其品质的优 劣与它的物理、化学、机械、电气等基本性能 有关，主要有耐热性、绝缘强度和力学性能。 绝缘材料在电力系统中有广泛的应用，如用作 电器、电机的底板、底座、外壳及绕组绝缘， 导线的绝缘保护层，绝缘子等。常用的电工胶 布时由绝缘材料做成的，ຫໍສະໝຸດ 作导线的绝缘恢复。维修电工
知识3 安装材料
❖ PVC塑料管又称PVC阻燃管，简称PVC管，属于冷 弯型硬质塑料管。具有耐腐蚀、耐压、抗冲击、阻 燃、绝缘性能好以及施工方便等优点，在电气安装 中得到广泛应用。
❖ PVC塑料管选用时，应考虑配管得截面积，以便与 穿线。一般要求管内导线得总面积（包括绝缘层） 不超过线管内劲内截面积得40%。
❖ 导线又叫电线，是用来传输电能的电工材料。 常用的导线有绝缘导线、电力电缆线等。
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二、声学领域的应用
1、声纳系统 电磁波常被用于通讯和探测等方面。但在水下它因衰减过 快而无法利用，于是人们利用声波及超声波讯号来进行水 下通讯、探测、遥控等工作，声纳就成为潜艇的口、眼。 早先采用的都是压电材料，但它们有以下缺点：(1)机电转 换系数低，输出功率低；(2)响应频率高，信号在水下衰减 快、传输距离小；(3)在数千伏的高压下工作，安全性差。
退磁曲线
不同形状对应退磁场不同，磁能积不同。
*可根据(BH)max确定各种永磁体的最佳形状。 (BH)max越高的永磁体，产生同样的磁场所需的体积 越小；在相同体积下，(BH)max越高的永磁体获得的
磁场越强。
注：(BH)max是评价永磁体强度的最主要指标。 稀土永磁体－(BH)max～450KJ/m3；普通磁钢－ (BH)max～8KJ/m3
3、扭转传感领域 扭矩传感器、阻尼减震系统
1.温度
温度升高，磁性能降低
2.频率
频率升高，导磁性能降低 此外，磁性材料的磁性能，不仅取决于其化学成 分，还与机械加工的方法和热处理条件有关
感谢下 载
三、伺服领域的应用
*伺服机构是将电信号及磁信号等的能量变换为机械能的机 构。 *利用REFe2材料的低场大应变、大输出应力、高响应速度 且无反冲的特征，可以制成结构简单的微位移致动器，广 泛用于超精密定位、激光微加工、精密流量控制、原子力 显微镜、数控车床、机器人和阀门控制等方面。
三、力学传感领域
自从大应变和低响应频率的REFe2压磁材料出现以来，声纳 性能大大改善，海底探测距离已达到数千公里。
应用领域：海底通讯、海底测绘、海洋捕捞、矿藏勘探、 油井测探、超声邻近传感器、超声焊接、超声无损探伤、 超声全息摄像、超声体外排石等等。
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电工材料一、常用导电材料导电材料大部分是金属，其特点是导电性好，有一定的机械强度，木易氧化押腐蚀,容易加工焊接。
1. 铜.钼和电线电缆1) 铜铜导电性好，有足够的机械强度,并且不易腐蚀,被广泛应用于制造变压器，电机和各种电器线圈。
铜根据材料的软硬程度,分为硬铜和软铜两种，在产品型号中，铜线的标志是“T”、“TV” 表示硬铜,“TR”表示软铜。
2) 铝铝导线的导电系数虽比铜大，但它密度小，同样长度的两根导线，若要求它们的电阻值一样，铝导线的截面积比铜导线大1. 68倍。
铝资源丰富,价格便宜，是铜材料最好的代用品。
但铝导线焊接比较困难，铝也分为硬铝和软铝。
用做电机、变压器线圈的大部分是软铝，产品型号中，铝线的标志是“L”、“LV”表示硬铝，“LR”表示软铝。
3) 电线电缆电线电缆品种很多,按照它们的性能、结构、制造工艺及使用特点分为裸线、电磁线、绝缘线电缆和通信电缆4种。
(1) 裸线。
该产品只有导体部分，没有绝缘和护层结构。
它分为圆单线、软接线、型线和硬绞线4种，修理电机电器时经常用到的是软接线和型线。
(2) 电磁线。
电磁线应用于电机电器及电工仪表中，作为绕组或元件的绝缘导线。
常用的电磁线有漆包线和绕包线。
(3) 绝缘线电缆。
我们低压所用的绝缘线电缆主要用于固安敷设在交流50Hz,额定电压0. 61 kV及以下输配电电路上。
它主要由导线线芯、绝缘层护层、填充料组成。
(4) 通信电缆。
通信电缆是指用于(5) 根据用途和使用范围分为市内通信电缆，近距离通信(音频)和远距离的高频载波和数字通信及信号传输的电缆。
长途对称电缆。
同轴电缆、光纤电缆、射频电缆等几种。
2. 聚氣乙烯和橡皮绝缘导线广泛用于额定电压(V0/V)450/750、300/500V及以下，和直流电压1000V以下的动力装置及照明电路敷设中，是我们最常用材料之一。
二、电热材料电热材料是用来制造各种电阻加热设备中的发热元件,作为电阻接到电路中，把电能变为热能，使加热设备的温度升高。
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第一句口诀指出铝芯绝缘线载流量（安）、可按截面
的倍数来计算。口诀中的阿拉伯数码表示导线截面
（平方毫米），汉字数字表示倍数。把口诀的截面与
倍数关系排列起来如下：
1～10 16～25
35～50
70～95
120....
同上。具有耐气候和一定的耐油性能
YC 重型橡套电缆
YCW
同YZ型。能承受较大的机械外力作用 500
同上。具有耐气候和一定的耐油性能
口诀：(铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系 )
10下五，100上二， 25、35，四、三界，. 70、95，两倍半。 穿管、温度，八、九折。 裸线加一半。 铜线升级算。
说明： 口诀对各种截面的载流量(安)不是直接指出 的，而是用截面乘上一定的倍数来表示。为此将我 国常用导线标称截面(平方毫米)排列如下：
（2）电磁线 电磁线是用于电能与磁能相互转换的有绝缘层的导线。
种类
型号
实物材料示例
用途
漆包线
Q、QQ、QA、QH、 QZ、 QXY、 QY、 QAN
主要用于制造中小型电 动机变压器的线圈
绕包线
Z、ZL、ZB、ZLB、 SBEC、SBECB、SE、 SQ、SQZ
用于制造油浸式变压器 的线圈、大中型电动机绕 组及发电机线圈；与漆包 线相比，其绝缘层较厚， 电性能更优，故常用于大 中型耐高温的设备
3、管材
① 常用类型：无缝钢管（强度高、承压大），焊接钢管（承压低，便 宜）两类。
② 规格：用（公称直径DN × 壁厚）或（Φ ×壁厚）表示。
常用的高电阻材料有康铜、锰铜、镍铜和铁铬 铝等，主要用作电阻器和热工仪表的电阻元件。
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BLV---4
2 常用电工材料
（三）选用知识 1、允许载流量应大于负载最大电流值
横截面积越大，通过的电流量越大。 2、额定电压应大于线路的峰值电压。
3、有足够的机械强度
2 常用电工材料
二、常用熔体材料（电路保险用） 1、常用熔断器与熔体
2 常用电工材料
跌 落 式 熔 断 器
2 常用电工材料
2.1 常用导电材料
导电材料是指，在电工设备中用做导体。比较典 型的制品有两种，电线和电缆以及熔体。
一、电线、电缆
2 常用电工材料
2 常用电工材料
电缆结构：
2 常用电工材料
（一）常用电线、电缆的名称、型号与用途
2 常用电工材料
（二）型号命名法 绝缘导线的型号命名由四部分组成。 1 导线类型（字母） （B—布线用导线）R—软导线 A—安装用导线 2 导体材料（字母） （L—铝芯线）无标志—铜芯线 3 所用绝缘材料（字母） （X—橡胶 V—聚氯乙烯绝缘 F—氯丁橡胶绝缘）
2 常用电工材料
二、熔体材料的选用原则
熔体是置于熔断器中，保证在电路正常工作时，
确保电路向电气设备正常供电。一旦短路、过
载时必须迅速分断电路。
照明电路 熔体额定电流=照明电器具电流之和
家用电器 熔体额定电流≥电器额定电流之和
单台电动 =1.5~2.5倍电动机额定电流
多台电动机 熔丝与电路
=最大一台1.5~2.5倍电动机额定电流 +其余电动机电流
≦导线持续运行额定电流 的80%