Электротехнические материалы

.

Для изготовления электрических машин и аппаратов применяют большое количество электротехнических материалов. К ним относятся медь, серебро, алюминий, сталь, вольфрам, молибден и др. Кроме того, имеются магнитные материалы, из которых изготавливают магнитопроводы машин и аппаратов. В электрических машинах применяют электроугольные щётки, служащие для отвода и подвода тока на коллектор или контактные кольца. Различают щётки угольнографитные, графитные, электрографитные и меднографитные.


Работающим по электротехническим профессиям нужно знать о назначениях, свойствах различных современных электротехнических материалов, о зависимости этих свойств от действия электрических и магнитных полей.
Электрические материалы классифицируют, прежде всего, по способности проводить электрический ток. По этому признаку различают проводниковые, электроизоляционные и полупроводниковые материалы.
Способность материала проводить электрический ток характеризуется удельным электрическим сопротивлением.
Проводниковые материалы (проводники) имеют небольшое удельное сопротивление и поэтому являются хорошими проводниками электрического тока. Их применяют в качестве токоведущих частей электроустановок. Медь – один из самых распространённых проводников, обладает малым удельным сопротивлением, большой стойкостью против коррозии, легко спаивается, тянется, прокатывается, отливается, что позволяет делать из неё различные изделия (ленты, проволоку, профильные сложные литые детали). Из меди делают обмоточные провода для якорей, роторов и статоров электродвигателей, катушек, трансформаторов, провода, контакты и т. д. Серебро, имеющее меньшее удельное сопротивление, чем медь, из-за высокой стоимости очень редко применяют в электротехнике как проводник, оно служит для покрытия контактов пускорегулирующей аппаратуры. Алюминий имеет меньшую электропроводимость, чем медь, тем не менее, имеет широкое применение в электротехнической промышленности из-за своей малой стоимости.
Электроизоляционные материалы (диэлектрики) обладают большим удельным сопротивлением, диэлектрической проницаемостью и электрической прочностью, поэтому практически не проводят электрический ток. Кроме того, большое значение при этом имеют и такие свойства, как нагревостойкость, механическая прочность, гибкость, морозостойкость и гигроскопичность. Изоляционные материалы предназначены в основном для изоляции токопроводящих частей электрооборудования, аппаратов и проводов, повышения электрической прочности обмоток и индуктивных катушек и как изоляционные опоры. Изоляционные материалы по своему агрегатному состоянию подразделяются на газообразные (воздух), жидкие (трансформаторное масло, лаки), твёрдые (слюда, стекло, фарфор, резина). По конструкции изоляционные материалы можно разделить на волокнистые (пропитанные и непропитанные) – бумага, картон, фибра, изделия из текстиля, асбеста и стекловолокна; слоистые (гетинакс, текстолит); материалы на основе слюды (миканит, микалента); плёночные и керамические. Большое распространение получили: электрокартон, изоляционные бумаги (пропитанная трансформаторным маслом и крепированная), фибра, хлопчатобумажные ленты (киперная, батистовая, миткалевая, прорезиненная липкая тафтяная), полихлорвиниловые ленты (сухие и липкие), лакоткани и стеклолакоткани.
Удельное электрическое сопротивление полупроводниковых материалов (полупроводников) по сравнению с проводниками и диэлектриками изменяется в очень большом интервале, поэтому проводники обладают рядом особых электрических свойств. Полупроводниковые приборы широко используют в выпрямителях переменного тока, усилителях электрических сигналов, радиоэлектронных устройствах и многих других областях.
Определённую группу составляют магнитные материалы, которые обладают свойством изменять магнитное поле, в которое их помещают. Они находят применение для изготовления магнитопроводов, являющихся важной частью в устройстве трансформаторов, электрических машин, электроизмерительных приборов; их используют для изготовления постоянных магнитов, а так же других деталей применяемых в автоматике, телефонной связи, радиоэлектронике.
Конструктивные элементы электроустановок изготавливают из конструкционных электротехнических материалов, к которым относятся многие проводниковые и электроизоляционные материалы. Из стали изготавливают корпуса электрических машин, щиты, конструкции, на которые крепят токоведущие части; из пластмассы – корпуса электроизмерительных приборов, щитки, рукоятки рубильников; из керамики – основания реостатов и электронагревательных приборов.
Для изготовления и монтажа электроустановок применяют клеи, эмали, лаки, припои и подобные им материалы. Их называют вспомогательными электрическими материалами.
Для монтажа открытых и скрытых электропроводок применяют установочные провода. Их выпускают различных марок. Жилы проводов изготовляют из алюминия или меди. Установочные провода бывают с различными видами изоляции (резиновая, поливинилхлоридная, полиэтиленовая, хлопчатобумажная, из лавсанового шёлка и покрытые лаком). Провода выпускают однопроволочными и многопроволочными (гибкий провод).
Выбирая установочные провода, учитывают условия их прокладки (открыто, скрыто, в трубах), эксплуатации (напряжение, влажность, температура), силу тока, длительно проходящего по проводам и экономические факторы (без необходимости не применяют дорогостоящие провода).
Расчётами и испытаниями установлены допустимые длительные токовые нагрузки (сила тока) на провода. Зная или рассчитав, какой силы ток длительно должен проходить по проводу, выбирают токопроводящую жилу требуемой площади сечения. В зависимости от условий монтажа электропроводки и её эксплуатации, зная площадь сечения требующегося провода, по таблицам выбирают установочный провод нужной марки.
Монтажные провода применяют для монтажа электрических аппаратов, приборов, причём крепление этих проводов делают неподвижными. При выполнении указанной работы провода приходится изгибать, поэтому монтажные провода в отличие от установочных обладают повышенной гибкостью. Это свойство обусловлено тем, что жилы монтажных проводов изготавливают из мягкой медной проволоки (многопроволочные жилы – из тонких медных проволок, свитых друг с другом). Жилы монтажных проводов лужёные (покрыты оловом), благодаря этому они легко соединяются пайкой.
Токопроводящие жилы монтажных проводов изолируют капроновыми, лавсановыми или стеклянными нитями, поливинилхлоридом, полиэтиленом. В проводах некоторых марок пластмассовая изоляция защищена оболочкой из капрона или жилы сначала обмотаны нитями из триацетатного шёлка, а затем на обмотку нанесена изоляция из поливинилхлорида или полиэтилена. Изоляцию из таких материалов чаще делают сплошной – из пластиката, но применяют также плёнки из этих материалов (плёночная изоляция). Монтажные провода в зависимости от назначения бывают лакированными и экранированными.
Площадь сечения жил монтажных проводов небольшая – от 0,05 до 6 мм2, так как они не предназначены для больших токовых нагрузок. Количество изолированных друг от друга жил не более трёх. Если для подключения приборов и аппаратов требуется большее количество жил, то применяют монтажные кабели.
Кабель состоит из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников (жил), заключённых в герметическую защитную оболочку из резины, пластмассы, алюминия или свинца. Защитная оболочка кабеля может иметь броню – обмотку из стальной ленты, плоской или круглой проволоки; такой кабель называют бронированным. Защитную оболочку или броню иногда покрывают джутовой пропитанной пряжей.

Кабели, предназначенные для прокладки непосредственно в земле (траншеях), в специальных сооружениях (каналах, туннелях), а так же внутри помещений при напряжении до 1 000В, называют контрольными кабелями. Контрольные кабели имеют от 4 до 37 жил.
Для передачи и распределения электроэнергии сооружают не только воздушные, но и кабельные линии. Для этих целей применяют силовые кабели. В отличие от контрольных кабелей силовые кабели рассчитаны на более высокое напряжение – 35 кВ и выше.
Работы по сооружению и ремонту кабельных линий электропередач выполняют высококвалифицированные рабочие – электромонтажники по кабельным сетям.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.