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发布时间:2020-07-29 23:05:38

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作者:强生泽、阮喻、杨贵恒、王申涛、詹景君 编著

出版社:化学工业出版社

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电工技术基础与技能

电工技术基础与技能试读:

前言

前 言

随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步,人们的日常生活和工作几乎时时刻刻、方方面面都离不开电,所以对电工的技能要求也越来越高。将系统理论知识与动手操作能力融为一体,并通过技能表现出来,是电工的最基本素质。

本书以电工操作技能为主线,突出工程技能训练,在内容上注重广泛性、科学性与实用性,从实际应用的角度,培养读者分析和解决实际问题的能力、工程实践能力和创新意识。全书分为7章。第1章为常用电工材料,对常用的电工材料(绝缘材料、导电材料、磁性材料等),特别是对电线电缆着重进行了介绍;第2章为常用电工工具,讲述了电工通用工具、电工线路安装工具、电工登高工具以及焊接工具的基本使用技能;第3章为常用电工仪表,对电工在日常工作中可能用到的主要电工仪表(电流表与电压表、万用表、兆欧表、接地电阻测量仪、功率表、电能表、示波器)的基本结构、工作原理及科学使用方法进行了比较详细的分析与说明;第4章为常用低压电器,详细讲述了熔断器、刀开关、低压断路器、主令电器、低压接触器、继电器、启动器、信号灯、报警器等常用低压电器的基本结构、工作机理、分类组成、技术参数及选用维护等方面的内容;第5章为电气布线与电气照明,介绍的是各类导线的连接方法,室内配电线路、架空电力线路、电力电缆等电气布线的基本原则与方法以及电气照明方面的相关内容;第6章为电工识图,介绍的是电气符号的认知、电气图基础知识以及电气原理图和电气接线图的识读与常用电动机拖动控制电路;第7章为安全用电常识,讨论了触电事故及其预防、触电的急救处理、电气火灾与扑救以及电气设备安装运行维护中的安全措施。

本书由强生泽、阮喻、杨贵恒、王申涛、詹景君编著。在编写过程中金丽萍、李锐、刘小丽、杨翱、张伟、余佳玲、甘剑锋、向成宣、刘凡、赵英、张瑞伟、文武松、聂金铜、杨科目、雷少英、晏妮、吴兰珍、晏长春、唐嘉春、余江、蒋王莉、杨昆明、杨贵文、温中珍、杨楚渝、李光兰、温中云、杨胜、邓红梅、杨沙沙、杨洪、汪二亮、杨蕾、汪哲、杨新等提供了大量的技术资料并提出了许多宝贵的修改意见,在此表示衷心感谢!

本书内容浅显易懂,实用性强,特别适合具有高中水平以上的读者自学,可作为特殊工种(电工) 操作证及初、中、高级电工技术等级培训用书以及电工技术人员的案头学习参考书,还可作为普通高等院校相关专业的教学参考用书。

随着科学技术的不断发展,电工领域的新理论、新材料、新工具、新仪表、新方法等不断涌现,限于编著者水平,书中难免有不足之处,恳请读者批评指正。编著者 于重庆林园第1章 常用电工材料

在电气工程上,常将电工材料分为绝缘材料、导电材料、磁性材料、电热材料、压电材料、超导材料和其他电工材料等。作为一个合格的电工,应该学会根据不同的使用环境和情况,来选择合适的电工材料。1.1 绝缘材料9

绝缘材料是指电阻率极大(电导率极低,电阻率大于10Ω·cm),施加电压后电流几乎不能通过的物质。但绝对不导电的材料是没有的,只是通过的电流很小而已,这种电流称为泄漏电流。

绝缘材料在电气设备中的作用是隔离带电体或把电位不同的带电部分隔离,使电流能按一定的方向流通,以确保人身的安全。另外,它还能起到散热冷却、机械支撑与固定、防潮、防霉、保护导体,防止电晕及灭弧等作用。如今,绝缘材料正朝着耐高压、耐高温、阻燃、耐低温、无毒无害、节能及复合型方向发展。1.1.1 绝缘材料的分类

绝缘材料在电工产品中占有极其重要的地位,其涉及面广,品种多。为了便于掌握和使用,通常可根据其不同特征来进行分类。(1)按材料的物理状态分类

按材料的物理状态来分,绝缘材料可分为三大类:气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。

①气体绝缘材料 常用的有空气、氮、氢、二氧化碳、六氟化硫等。

②液体绝缘材料 常用的有变压器油、开关油、电容器油等。

③固体绝缘材料 常用的有云母、瓷器、玻璃、塑料、橡胶等。(2)按材料的化学成分分类

按材料的化学成分来分,绝缘材料也可分为三大类:有机绝缘材料、无机绝缘材料和混合绝缘材料。

①有机绝缘材料 常用的有橡胶、树脂、棉纱、纸、麻、蚕丝、人造丝、石油等,用于制造绝缘漆、绕组导线的外层绝缘等。

②无机绝缘材料 常用的有石棉、大理石、云母、瓷器、玻璃、硫黄等,用于电机、电器的绕组绝缘、开关底板和绝缘子等。

③混合绝缘材料 由无机和有机两种绝缘材料按一定比例进行加工制成的成型绝缘材料,用于电器的底、外壳等。

此外,根据材料的用途不同,可将绝缘材料分为高压工程材料、低压工程材料。按材料的来源不同,可将绝缘材料分为天然绝缘材料和人工合成绝缘材料等。1.1.2 绝缘材料的基本性能(1)绝缘材料的主要性能指标

为了防止绝缘材料的绝缘性能损坏而造成事故,必须使绝缘材料符合国家标准规定的性能指标。而绝缘材料的性能指标很多,各种绝缘材料的特性也各有不同,常用绝缘材料的主要性能指标有击穿强度、耐热性、绝缘电阻和机械强度等。

①击穿强度 绝缘材料在高于某一个数值的电场强度的作用下,会被损坏而失去绝缘性能,这种现象称为击穿。绝缘材料被击穿时的电场强度称为击穿强度,单位为kV/mm。

②耐热性 当温度升高时,绝缘材料的电阻、击穿强度、机械强度等性能都会降低,因此,要求绝缘材料在规定的温度下能长期工作且绝缘性能保证可靠。不同成分的绝缘材料的耐热程度不同,耐热等级可分为Y、A、E、B、F、H、C七个等级,并对每个等级的绝缘材料规定了最高极限工作温度。

Y级:极限工作温度为90℃,如木材、棉纱、纸纤维、醋酸纤维、聚酰胺等纺织品及易于热分解和熔化点低的塑料绝缘物。

A级:极限工作温度为105℃,如漆包线、漆布、漆丝、油性漆及沥青等绝缘物。

E级:极限工作温度为120℃,如玻璃布、油性树脂漆、高强度漆包线、乙酸乙烯耐热漆包线等绝缘物。

B级:极限工作温度为130℃,如聚酯薄膜、经相应树脂处理的云母、玻璃纤维、石棉、聚酯漆、聚酯漆包线等绝缘物。

F级:极限工作温度为155℃,如用F级绝缘树脂黏合或浸渍、涂敷后的云母、玻璃丝、石棉、玻璃漆布以及以上述材料为基础的层压制品,云母、粉制品,化学热稳定性较好的聚酯和醇酸类材料,复合硅有机聚酯漆。

H级:极限工作温度为180℃,如加厚F级材料、云母、有机硅云母制品、有机硅橡胶聚酰亚胺复合玻璃布、复合薄膜、聚酰亚胺漆等。

C级:极限工作温度大于180℃,指不采用任何有机黏合剂及浸渍剂处理的无机物,如石英、石棉、云母、玻璃、陶瓷及聚四氟乙烯塑料等。

③绝缘电阻 绝缘材料呈现的电阻值为绝缘电阻,通常状态下,绝缘电阻一般达几十兆欧以上。绝缘电阻因温度、厚薄、表面状况(水分、污物等)的不同会存在较大差异。

④机械强度 根据各种绝缘材料的具体要求,相应规定的抗张、抗压、抗弯、抗剪、抗撕、抗冲击等各种强度指标,统称为机械强度。

⑤其他特性指标 有些绝缘材料以液态形式呈现,例如各种绝缘漆,其特性指标就包含黏度、固定含量、酸值、干燥时间及胶化时间等。有的绝缘材料特性指标还涉及渗透性、耐油性、伸长率、收缩率、耐溶剂性、耐电弧等。(2)绝缘材料的老化

绝缘材料在电场作用下将发生极化、电导、介质发热、击穿等物理现象,绝缘材料在承受电场作用的同时,还要经受机械、化学等诸多因素的影响,长期工作将会出现老化现象。因此电气产品的许多故障往往发生在绝缘部分。

电介质的老化是指电介质在长期运行中电气性能、力学性能等随时间的增长而逐渐劣化的现象。其主要老化形式有电老化、热老化和环境老化等。

电老化多见于高压电器,产生的主要原因是绝缘材料在高压作用下发生局部放电。

热老化多见于低压电器,其机理是在温度作用下,绝缘材料内部成分氧化、裂解、变质,与水发生水解反应而逐渐失去绝缘性能。

环境老化又称大气老化,是由于紫外线、臭氧、盐雾、酸碱等因素引起的污染性化学老化。其中紫外线是主要因素,臭氧则由电气设备的电晕或局部放电产生。

绝缘材料一旦发生了老化,其绝缘性能通常都不可恢复,工程上常用下列方法防止绝缘材料的老化。

①在绝缘材料制作过程中加入防老剂。

②户外用绝缘材料可添加紫外线吸收剂,或用隔层隔离阳光。

③湿热地带使用的绝缘材料,可加入防霉剂。

④加强电气设备局部防电晕、防局部放电的措施。1.1.3 气体绝缘材料

通常情况下,常温常压下的干燥气体均有良好的绝缘性能,作为绝缘材料的气体电介质,还需要满足物理、化学性能及经济性方面的要求。空气及六氟化硫气体是常用的气体绝缘材料。

空气有良好的绝缘性能,击穿后其绝缘性能可瞬时自动恢复,电气物理性能稳定、来源极其丰富、应用面比较广。但空气的击穿电压相对较低,电极尖锐、距离近、电压波形陡、温度高、湿度大等因素均可降低空气的击穿电压,常采用压缩空气或抽真空的方法来提高空气的击穿电压。

六氟化硫(SF)气体是一种不燃不爆、无色无味的惰性气体,6它具有良好的绝缘性能和灭弧能力,远高于空气,在高压电器中得到了广泛应用。六氟化硫气体还具有优异的热稳定性和化学稳定性,但在600℃以上的高温作用下,六氟化硫气体会发生分解,将产生有毒物质。因此在使用中应注意以下几个方面:

①严格控制含水量,做好除湿和防潮措施;

②采用适当的吸附剂去吸收有害物质及水分;

③断路器中六氟化硫气体的压力不能过高而出现液化现象;

④放置六氟化硫设备的场所应有良好的通风条件;

⑤对运行、检修人员应有必要和可靠的劳动保护措施。1.1.4 液体绝缘材料

液体绝缘材料实质上就是绝缘油。绝缘油有天然矿物油、天然植物油和合成油。天然矿物油应用广泛,它是从石油原油中经过不同程度的精制提炼而得到的一种中性液体,呈金黄色,具有很好的化学稳定性和电气稳定性,主要应用于电力变压器、少油断路器、高压电缆、油浸式电容器等设备。天然植物油有蓖麻油、大豆油等。合成油有氧化联苯甲基硅油、苯甲基硅油等,主要用于电力变压器、高压电缆、油浸纸介电容器中。

绝缘油在储存、运输和运行过程中会被各种因素影响导致污染和老化。热和氧在油的老化中起了最主要的作用。工业中采取的防油老化的措施有:加强散热以降低油温,用氮气、薄膜使变压器油与空气隔绝,使用干燥剂以消除水分,添加抗氧化剂,防止日光照射等。油被污染后可采取压力过滤法或电净化法进行净化和再生。

为了保证充油设备的安全运行,必须经常检查绝缘油的温升、油面高度、油的闪点、酸值、击穿强度和介质损耗角正切值,必要时还要进行变压器油的色谱分析。需要补充绝缘油时,尽量用原型号或相近型号的油,并应进行混合试验。1.1.5 固体绝缘材料

固体绝缘材料的种类很多,其绝缘性能优良,在电力系统中的应用很广。常用的固体绝缘材料有:绝缘漆、绝缘胶;纤维制品;橡胶、塑料及其制品;玻璃、陶瓷制品;云母、石棉及其制品等。

绝缘漆、绝缘胶都是以高分子聚合物为基础,能在一定条件下固化成绝缘硬膜或绝缘整体的重要绝缘材料。

绝缘漆主要由漆基、溶剂、稀释剂、填料等部分组成,绝缘漆的成膜固化后绝缘强度较高,一般可作为电机、电器线圈的浸渍绝缘或涂覆绝缘。它按用途可分为浸渍漆(图1-1)、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。图1-1 浸渍漆实物图图1-2 环氧树脂胶实物图

绝缘胶与绝缘漆相似,一般加有填料,广泛用于浇注电缆接头、套管、220kV及以下的电流互感器、10kV及以下的电压互感器。常用的绝缘胶有黄电缆胶、黑电缆胶、环氧电缆胶、环氧树脂胶(图1-2)、环氧聚酯胶等。

绝缘纤维制品是指用绝缘纸、纸板、纸管和各种纤维织物等制成的绝缘材料。浸渍纤维制品则是用绝缘纤维制品作底材,浸以绝缘漆制成的材料,它具有一定的机械强度、电气强度、耐潮性能,还具备了一些防霉、防电、防辐射等特殊功能。绝缘电工层压制品是以纤维作底材,浸涂不同的胶黏剂,经热压或卷制而成的层状结构绝缘材料,其性能取决于底材和胶黏剂及其成型工艺,可制成具有优良电气性能、力学性能和耐热、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。聚四氟乙烯树脂玻璃纤维漆布实物图如图1-3所示。

电工用的橡胶分天然橡胶和合成橡胶两大类,前者适宜制作柔软性、弯曲性和弹性要求比较高的电线电缆和护套,但其容易老化。合成橡胶的种类较多,主要用于电线电缆的绝缘。

电工用的塑料一般由合成树脂、填料和添加剂配制而成。电工塑料质轻,电气性能优良,有足够的硬度和机械强度,易于用模具加工成型,在电气设备中得到了广泛的应用。电工塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料是指热压后不溶的固化物,如酚醛塑料、聚酯塑料等。热塑性塑料在热压成型后虽然固化,但物理化学性质不发生明显变化,仍可溶,可反复成型,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。图1-3 聚四氟乙烯树脂玻璃纤维漆布实物图图1-4 电工陶瓷产品实物图

电工用玻璃可分为碱玻璃和无碱玻璃,常温下玻璃具有极好的绝缘性能,但温度升高后,其绝缘性能明显下降。高频时,其绝缘性能也大幅下降。电工用玻璃一般经不住温度的急剧变化,其抗压强度高于抗拉强度,但其抗弯能力更差。电工用玻璃一般用于制作绝缘子、灯泡、灯管、电真空器件等。

电工陶瓷是指以黏土、石英及长石为原料,经研磨、成型、干燥、焙烧等特殊工序制成的材料,可分为装置陶瓷、电容器陶瓷和多孔陶瓷等,主要用于制造绝缘子、套管及电容器等设备和器件,电工陶瓷产品实物图如图1-4所示。

云母的种类很多,在绝缘材料中,主要用金云母和白云母。两种云母均具有良好的电气性能和力学性能,它们耐热性好、化学特性稳定、耐电晕,容易剥离加工成云母薄片。白云母电气性能好于金云母,但金云母柔软性、耐热性比白云母好。杂质和皱纹是云母剥片质量的重要标志。天然云母片经添加树脂、虫胶等胶黏剂后,可制成各种云母板,一般用于电机绝缘及电机换向器的绝缘,如图1-5所示。

石棉具有保温、耐湿、绝缘、耐酸碱、防腐蚀等特点,适用于高温条件下工作的电机、电器。长期接触石棉对人体有害,加工制作时要注意采取保护措施。图1-5 云母片实物图1.2 导电材料

导电材料的用途是输送、传导电流和电信号。大部分金属材料都能导电,但其导电性能不同,最好的是银,依次是铜、铝、钨、锌等,但不是所有的金属都可以作为导电材料。作为导电材料应考虑以下几个因素:

①导电性能好(即电阻率小);

②不易氧化和腐蚀;

③有一定的机械强度;

④资源丰富,价格便宜;

⑤容易加工和焊接。

根据性能的不同,导电材料可分为良导体材料(普通导电材料)和特殊导电材料,而最常见的导电金属材料是铜和铝以及它们的合金。1.2.1 普通导电材料

常用的普通导电材料有铜、铝、钢、钨、锡等。其中铜、铝、钢主要用于制作各种导线或母线;由于钨的熔点较高,主要用于制作各种灯丝;而锡的熔点低,主要用来制作导线的接头焊料和熔丝。

铜是应用最广泛的导电材料,具有良好的导电性、导热性和耐蚀性以及足够的力学强度,无低温脆性,便于焊接、易于加工成型等。导电用铜一般选用含铜量大于99.90%的工业纯铜。铜导电性能和机械强度都优于铝,在要求较高的动力线、电气设备的控制线、各种线圈中大多采用铜导线。

导电用铜的主要品种有普通纯铜(一号铜、二号铜等)、无氧铜和无磁性高纯铜等。例如:一号铜主要用于制作各种电缆的导体;二号铜主要用于制作开关和一般的导电零件;一号无氧铜和二号无氧铜主要用于制作电真空器件、电子管和电子仪器零件、耐高温导体、真空开关触点等;无磁性高纯铜主要用于制作无磁性漆包线的导体、高精密度电气仪表的动圈等,图1-6和图1-7分别为铜丝和各种规格的铜芯绝缘导线。导电用铜合金不但具有良好的导电性,还具有一些特殊的功能可用于不同要求的场合。图1-6 铜丝图1-7 各种规格的铜芯绝缘导线

铝也是一种应用很广的导电材料。铝的导电性仅次于铜,力学强度为铜的一半,密度为铜的30%,导热性和耐蚀性好、易于加工、无低温脆性、资源丰富、价格便宜。所以采用铝导线可降低成本,减轻重量。广泛用于架空线、照明线以及汇流排等。图1-8和图1-9分别为各种规格的纯铝管材和导电铝母排。但由于铝导线焊接工艺较复杂,在许多应用场合还不适合。常用的导电用铝材有特一号铝、特二号铝和一号铝。

铝镁硅合金因其机械强度较高,常用作架空线;镍铬合金或铁铬合金,因电阻率较大,常用作电热材料;铅锡合金熔点较低,常用作熔丝;钨丝熔点较高,常用作电光源的灯丝。

影响铜、铝性能的主要因素有杂质、冷变形、温度、腐蚀等。杂质使电阻率上升,但机械强度、硬度得到提高,铝的可塑性、耐蚀性将下降。铜、铝材料经冷变形后,可提高抗拉强度。在干燥的大气中,铜和铝具有较好的耐蚀性,但潮湿与腐蚀介质(如二氧化硫、酸、碱等)会侵蚀导电金属。在熔点以下,温度升高,导电能力、抗拉强度都将下降。因此一般要求铜的长期工作温度不宜超过110℃,短期工作温度不宜超过300℃;铝的长期工作温度不宜超过90℃,短期工作温度不宜超过 120℃。图1-8 各种规格的纯铝管材图1-9 各种规格的导电铝母排1.2.2 常用电线电缆

电线电缆是指用以传输电能、电信息和实现电、磁转换的线材产品,按照其性能、结构、制造工艺及使用特点的不同可分为以下六类:

①裸导线与裸导线制品;

②电磁线;

③绝缘导线;

④电缆线(也称为绝缘软线);

⑤电力电缆;

⑥通信电缆与光缆。(1)裸导线与裸导线制品

裸导线与裸导线制品是一种表面裸露、没有绝缘层和保护结构的导线,按产品的形状和结构分为单线、绞合线(裸绞线)、软接线和型线四大系列。

①单线 单线的材料一般是铜、铝及其合金,从外形来看,可分为圆单线、扁单线和导型线等几种类型。从力学性能来看又有软线、硬线和特硬线之分。单线主要作导电线芯用,也可直接用于架空的小容量配电电力线。常用的有TY 型硬圆铜线、TR 型软圆铜线、LY 型硬圆铝线、LR型软圆铝线、HL 型铝镁硅合金圆单线等。

②绞合线 绞合线是由多股单线绞合而成的导线,以改善其导电性能和力学性能。绞合线主要用于电力架空输电线路,它具有结构简单、制造方便、容易架设和维修、线路造价低等一系列优点。绞合线主要有LJ型铝绞线、TJ 型铜绞线、LGJ 型钢芯铝绞线、TRJ 软铜绞线等。图1-10为LGJ 型钢芯铝绞线实物图。图1-10 LGJ 型钢芯铝绞线实物图图1-11 软接线实物图

③软接线 凡是柔软的铜绞线、各种编织线和铜铂统称为软接线,主要用于耐振动和耐弯曲的场合,如图1-11所示。常用软接线类型如表1-1所示。

④型线 凡是非圆形截面的裸导线都称为型线,如图1-12所示。型线主要用于母线、电机的换向器、开关触点等,常用型线类型见表1-2。图1-12 各种型线实物图表1-1 常用软接线类型表表1-2 常用型线类型表(2)电磁线

电磁线是指专门用于电能与磁能相互转换的带有绝缘层的导线,常用于电机电器、电工仪表中作绕组或元件的绝缘导线,通过电磁感应实现电磁互换。电磁线按其使用的绝缘材料不同,可分为漆包线、丝包线、无机绝缘线和特种电磁线等,常用的电磁线有漆包线和丝包线。常用玻璃丝包线见表1-3,漆包线见表1-4。要求电磁线能承受较大的电流强度,具有较好的力学性能(如拉伸性、柔软性等),绝缘层应在一定电压和温度下保持绝缘性能良好。漆膜应均匀并附着力强和有较好的热性能;丝包线,如玻璃丝包线应具有耐机械磨损的能力和经受弯曲、扭绞后绝缘不破损的能力。表1-3 常用玻璃丝包线类型表表1-4 常用漆包线类型表(3)绝缘导线

用塑料、橡胶等绝缘材料将良导体包裹起来的导线,称为绝缘导线。绝缘导线根据其外皮的绝缘材料不同,可分为橡胶绝缘导线和塑料绝缘导线两种。塑料绝缘导线绝缘性能良好、价格较低,而且可以节约大量橡胶和棉纱,但塑料绝缘导线在低温时会变硬变脆,高温时又易软化,因此塑料绝缘导线多用于室内明敷或穿管敷设,而不宜在室外使用。

塑料绝缘导线的绝缘层为聚氯乙烯材料,因此亦称其为聚氯乙烯绝缘导线。按芯线材料可分成塑料铜线和塑料铝线。塑料铜线与塑料铝线相比,其突出特点是:在相同规格条件下,载流量大、机械强度好,但价格相对较高。它主要用于低压开关柜、电器设备内部配线及室内、户外照明和动力配线,用于室内、户外配线时,必须配相应的穿线管。

塑料铜线有硬线与软线两种,图1-13为塑料铜芯硬线。塑料铜芯2硬线有单芯和多芯之分,单芯规格一般为1~6mm,多芯规格一般22为10~185mm;塑料铜软线均为多芯,其规格一般在0.1~95mm之间,特点是柔软易弯曲。塑料铜线的绝缘电压一般为500V。塑料铝线全为硬线,如图1-14所示。塑料铝线亦有单芯和多芯之分,其规格2一般为1.5~185mm,绝缘电压一般亦为500V。

橡胶绝缘导线的绝缘层外面附有纤维纺织层,按其芯线材料的不同,可分成橡胶铜线(图1-15)和橡胶铝线(图1-16)两种,其主要特点是绝缘护套耐磨,防风雨、日晒能力强。橡胶铜线规格一般为122~185mm。橡胶铝线规格为1.5~240mm,其绝缘电压一般均为500V,主要用于户外照明和动力配线,架空时亦可明敷。

绝缘导线的品种和规格很多,常用绝缘导线的品种及规格如表1-5所示。其安全载流量分别如表1-6和表1-7所示。图1-13 塑料铜芯硬线图1-14 塑料铝芯硬线图1-15 橡胶铜线图1-16 橡胶铝线表1-5 橡胶、塑料绝缘导线品种和规格表1-6 塑料绝缘导线(铜、铝)安全载流量表1-7 橡胶绝缘导线(铜、铝)安全载流量(4)电缆线(绝缘软线)

电气装备用电缆线品种很多,包括各种内部连接线、与电源间连接的电缆线、信号电缆线、低压电力绝缘电线等。它们大多数用橡胶或塑料作为绝缘材料和护套材料。根据使用特性不同可分为七类:通用电缆线、电机电器用电缆线、仪器仪表用电缆线、信号控制电缆线、交通运输用电缆线、地质勘探和采掘用电缆线、直流高压软电缆线。

对于每类电缆线,由于使用条件、技术特性及所用材料的不同,均有若干品种。下面对常用的电缆线作简要介绍。

①B系列橡胶/塑料绝缘软线 此系列电缆线结构简单、重量轻、价格较低、有良好的电气和力学性能,能工作在交流500V、直流1000V的动力、配电和照明线路。

②J系列电机电器引接线 此系列引接线均为铜导体线芯,一般用于电机电器的线圈组引出线,绝缘电阻要求高而稳定,选用时要考虑与配套的电机电器的电气性能和耐热等级相适应。

③R系列橡胶/塑料绝缘软线 此系列软线的线芯是用多根细导线(铜线)绞合而成的,特点是柔软、电气性能和力学性能良好,常用于家用电器、仪器仪表、照明灯具电源线和内部连接线。工作电压大多为交流250V或直流500V以下,RVV型电线可用于交流500V或直流1000V及以下。其品种和电线结构如表1-8所示。

④Y系列通用橡套电缆线 此系列电缆线适用于一般场合下作为各种电气设备、电动工具、仪器和家用电器的移动式电源线,所以也称其为移动电缆(线)。其长期工作温度不得超过65℃。根据其可承受机械外力的不同,分为轻、中、重三种形式。表1-9给出了其型号、用途和规格,表1-10给出了其载流量。表1-8 R系列橡胶/塑料绝缘软线品种和电线结构表1-9 Y系列通用橡套电缆线的型号、用途和规格表1-10 Y系列通用橡套电缆线载流量注:线芯长期允许工作温度为+65℃,周围环境温度为+25℃。

⑤YH系列和YHS系列电缆线 YH系列电缆线专供一般环境中使用的电焊机二次侧接线及连接电焊钳用。其耐热性能良好、柔软、耐弯曲,并有足够的机械强度,其防护层有一定的耐气候性、耐油和耐腐蚀性。电焊机电缆线有YH型铜芯电缆和YHL型铝芯电缆两种,其工作电压均为500V以下,长期最高工作温度为65℃。

YHS系列潜水电机用防水橡套电缆线30atm(1atm=101325Pa,下同)的水中保持良好的电气和密封性能,可长期浸在水中使用。另外它还具有柔软、耐弯曲、重量轻的特点。YHS系列电缆线均采用铜芯,工作电压为500V,长期最高工作温度为65℃。(5)电力电缆

除常规的电缆线(绝缘软线)外,在电工实践中我们更关注电力电缆。电力电缆主要用于电力系统中传输或分配大功率电能,与架空线相比具有可在各种环境下敷设、隐蔽耐用、安全可靠、受外界气候的影响小等优点,但结构和工艺复杂,成本较高。

电力电缆是一种特殊的导线,主要由电缆芯、绝缘层和保护层三部分组成,各种规格电力电缆实物图如图1-17所示。电力电缆的基本结构如图1-18所示。图1-17 各种规格电力电缆实物图

①电缆芯 电缆芯由单根或几根绞绕的导线构成,导线多为铜、铝两种导电材料制作。铜的导电性能相对较好、机械强度高,但铜资源相对较少、成本较高。因此,在实际应用中,为了节省成本,多用铝芯线作为电力电缆的电缆芯。电缆由数量不等的电缆线组成。电缆线数量常见的有单芯、双芯、三芯和四芯等多种。电缆线的截面有圆形、半圆形和扇形三种,如图1-18所示。

②绝缘层 绝缘层分匀质和纤维质两类。前者有橡胶、沥青、聚乙烯等,后者包括棉麻、丝绸和纸等,两类材料的差异在于吸收水分的程度不同。匀质材料的绝缘层防潮性好,但受空气和光线直接作用时容易“老化”,橡胶遇油时分子结构会遭到破坏,且耐热性差,因此只能在较低温度下运用。但橡胶绝缘层有优良的可曲性,电缆可垂直安装。纤维质材料易吸水,这种电缆外层应有保护层,不可做倾斜和大弯曲度安装。图1-18 电力电缆的基本结构

③保护层 保护层分为内保护层和外保护层两部分,如图1-19所示。其作用是防止电力电缆在运输、储存、施工和供电运行中受到空气、水气、酸碱腐蚀和机械外力的作用,导致其绝缘性能降低、使用年限缩短。

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