Информационно-познавательный сайт     Материаловедение     Электроматериаловедение  

3. Проводниковые материалы

3.12. Проводниковые изделия


top include

 

Меню разделов:
Аквариумистика
Биология
Вирусология
История
Материаловедение
Менеджмент
Радиоэлектроника
Фармация
Физика

 

top-2 include right include

 

Для передачи и распределения электрической энергии, соединения различных приборов и их частей, изготовления обмоток электрических машин применяют:

- обмоточные провода;

- монтажные провода;

- установочные провода и шнуры;

- кабели.

 

Обмоточные провода.

Обмоточные провода применяют для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. В качестве проводникового материала в обмоточных проводах применяют медь и алюминий. В зависимости от применяемой изоляции обмоточные провода выпускают с эмалевой, волокнистой, пленочной и эмалево-во локнистой изоляцией.

Эмалированные провода являются наиболее перспективными среди обмоточных проводов, так как имеют наименьшую толщину изоляции (0,007...0,065 мм). Применяя такую проволоку, можно увеличить мощность электрической машины за счет большего числа витков в объеме обмотки. Эмалевая изоляция наносится на эмалировочных станках в виде гибкого лакового покрытия.

Наибольшее применение находят провода с высокопрочными эмалевыми покрытиями на основе поливинилацеталевой и полиэфирной смол (провода марок ПЭВ и ПЭТВ с нагревостойкостью до 130°С), а также провода с высокопрочным эмалевым покрытием на основе полиуретановой смолы (провод марки ПЭВТЛ луженный с нагревостойкостью до 120°С).

Вследствие наличия заусенцев на проволоке и несовершенства технологии эмалирования в тонком слое изоляционого покрытия имеются точечные повреждения (небольшое число сквозных отверстий). На длине провода 1 м может быть от 5 до 15 точечных повреждений. Поэтому обмотки из проводов с эмалевой изоляцией пропитывают электроизоляционными лаками.

Характеристики некоторых медных и алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией приведены в табл. 3.13.

 

Характеристики медных и алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией

 

Важнейшими характеристиками эмалированных проводов являются эластичность, нагревостойкость и электрическая прочность.

Эластичность эмалевого провода определяют по отсутствию растрескивания эмали после испытаний на растяжение. Провода диаметром выше 0,38 мм навивают на стальной стержень, диаметр которого равен двум или трем диаметрам провода без эмали. Провода диаметром менее 0,38 мм подвергают растяжению до удлинения на 10% или до его разрыва.

Нагревостойкость эмалевой изоляции определяют в результате старения образцов эмалированного провода. В зависимости от состава эмалевого покрытия образцы в виде отрезков проволоки помещают в термостат и выдерживают при температуре 105, 125, 155 или 200 °С в течение 24 ч. После теплового старения и охлаждения до комнатной температуры отрезки провода диаметром более 0,38 мм навивают на круглый стальной стержень определенного диаметра. Отрезки проводов меньшего диаметра подвергают растяжению до удлинения на 10% или до разрыва.

После этих испытаний на поверхности эмали провода не должно наблюдаться ее растрескивания. Нагревостойкость эмалевой изоляции на алюминиевых поводах в среднем на 6...8°С выше по сравнению с нагревостойкостью соответствующих эмалей на медных проводах вследствие меньшего каталитического воздействия алюминия на органическое эмалевое покрытие.

Электрическая прочность эмалированных проводов определяется пробивным напряжением. Пробивное напряжение измеряют на двух скрученных друг с другом отрезках проводов длиной 200 мм. Число скруток на длине 200 мм определяется в зависимости от диаметра провода. Число скруток уменьшается с увеличением диаметра провода. Наименьшие значения пробивного напряжения для двух слоев эмали на образцах из скрученной проволоки приведены в табл. 3.14.

 

Пробивное напряжение проводов с эмалевой изоляцией

 

Обмоточные провода с волокнистой изоляцией имеют большую толщину изоляции (0,05...0,17 мм) по сравнению с эмалированными проводами. В качестве волокнистой изоляции применяют пряжу: хлопчатобумажную, шелковую, из капроновых, асбестовых, лавсановых и стеклянных волокон.

Наибольшая нагревостойкость обмоточных проводов достигается применением стеклянной и асбестовой пряжи, подклеиваемой к поверхности провода с помощью глифталевых и кремнийоргани ческих лаков, которые обладают повышенной стойкостью к нагреванию.

Характеристики некоторых медных и алюминиевых проводов с волокнистой и пленочной изоляцией представлены в табл. 3.15.

 

Медные и алюминиевые провода с волокнистой и пленочной изоляцией 

 

В качестве пленочной изоляции для проводов, которые используют для изготовления обмоток трансформаторов, применяют бумажную ленту, хорошо пропитанную минеральным маслом. Проволока с пленочной бумажной изоляцией обеспечивает высокую электрическую прочность обмоткам трансформаторов. Для повышения механической прочности изоляции из бумажной ленты ее покрывают хлопчатобумажной или капроновой пряжей.

К обмоточным проводам с волокнистой изоляцией предъявляются следующие требования:

- отсутствие просветов между нитями обмоток;

- отсутствие нитей при навивании провода на стальной стержень, диаметр которого равен пяти диаметрам провода с волокнистой изоляцией в два слоя, или при навивании провода с однослойной изоляцией на стержень, диаметр которого равен десяти диаметрам провода.

Обмоточные провода с волокнистой обмоткой обладают следующими свойствами:

- невысокие электроизоляционные свойства, так как все виды волокнистой изоляции гигроскопичны, т. е. поглощают влагу из воздуха; обмотки из проводов с волокнистой изоляцией требуют тщательной сушки и пропитки изоляционными лаками или компаундами;

- пробивное напряжение проводов с шелковой изоляцией 450...600 В, с хлопчатобумажной изоляцией - 700... 1000 В, с асбестовой изоляцией - 450...500 В.

Марки некоторых медных и алюминиевых проводов с пленочной изоляцией см. в табл. 3.15.

У проводов с эмалево-волокнистой изоляцией поверх слоя эмали наносят обмотку из хлопчатобумажной, шелковой, капроновой или стеклянной пряжи. Такие обмоточные провода применяют для изготовления тяговых, шахтных электродвигателей, электрических машин и аппаратов, которые эксплуатируются в более тяжелых условиях и требуют защиты эмалевой изоляции. Наибольшей механической прочностью обладает обмотка из лавсановых волокон. Обмотка из стеклянной пряжи обладает повышенной нагревостойкостью.

Электрическая прочность таких проводов определяется электрической прочностью воздуха, заключенного между волокнами, а также электрической прочностью эмалевой изоляции. Характеристики некоторых медных проводов с эмалево-волокнистой изоляцией приведены в табл. 3.16.

 

Медные обмоточные провода с эмалево-волокнистой изоляцией 

 

Монтажные провода.

Монтажные провода состоят из медных или алюминиевых жил, которые покрывают изоляционной резиной или полихлорвиниловым пластикатом, а также хлопчатобумажной, шелковой или капроновой пряжей и синтетической пленкой. Наибольшей гибкостью обладают многопроволочные провода, жила которых состоит из большого числа тонких проволок. Монтажные провода выпускают с лужеными медными жилами, что облегчает пайку проводов.

Монтажные провода с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией могут применяться в электрических устройствах и аппаратах с напряжением до 380 В переменного тока и до 500 В постоянного тока.

Большинство монтажных проводов с волокнистой изоляцией (хлопчатобумажной, шелковой и др.) может применяться при напряжениях до 60... 100 В переменного тока, а некоторые из них - только до 20 В переменного тока.

Для распознавания монтажных проводов их изоляционные оболочки обычно окрашивают в разные цвета.

Технологический процесс монтажа электрических соединений при помощи монтажных проводов состоит из подготовки проводов к монтажу, механического закрепления монтажных проводов, пайки мест присоединения жил проводов, проверки правильности монтажа. Подготовка монтажных проводов состоит в резке проводов необходимой длины, зачистке концов и закреплении изоляции на конце провода. Волокнистую изоляцию, которая не содержит в своем составе асбеста или стекловолокна, удаляют обжигом. С тонких многожильных проводов сначала снимают оболочку, а покрытые эмалью тонкие жилы провода нагревают в течение 4...6 с и опускают в раствор 10%-го нашатырного спирта. Жилы провода, с которых снята изоляция, зачищают ножом или с помощью специального приспособления до металлического блеска. Разлохмаченные концы изоляции заделывают проклеиванием нитроклеем, надеванием на них полихлорвиниловых и других трубок, наложением ниточного бандажа, опрессовкой концов в пластмассовые наконечники.

Монтажные провода маркируют в соответствии с электрической принципиальной и монтажной схемами при помощи липких лент и бирок, которые надевают на их концы. При монтаже устройств вычислительной техники применяют жгуты из проводов, которые связывают и укладывают в определенном порядке. Раскладку жгутов производят на специальных плоских и пространственных шаблонах. Для электрического монтажа кроме паяных и сварных соединений применяют накрутку с натягом определенного числа витков одножильного провода вокруг штырькового вывода (рис. 3.5).

 

Соединение накруткой

 

Характеристики некоторых медных монтажных проводов приведены в табл. 3.17.

 

Медные монтажные провода

 

Установочные провода и шнуры.

Установочные провода и шнуры служат для распределения электрической энергии, а также для присоединения электродвигателей, светильников и других потребителей тока к сети. Токопроводящие жилы установочных проводов и шнуров изготавливают из медной и алюминиевой проволоки. Для обеспечения большей гибкости жилы шнуров и некоторых типов проводов являются многопроволочными. Провода и шнуры с полихлорвиниловой изоляцией выпускают без защитных оболочек (рис. 3.6).

 

Установочные провода

 

Провода.

Жилы проводов изолируют электроизоляционной резиной или полихлорвиниловым пластикатом. Провода с полихлорвиниловой изоляцией обладают высокой водостойкостью, маслостойкостью и негорючестью, что обеспечивает им широкое применение. Изоляцию покрывают защитной оплеткой из хлопчатобумажной или шелковой пряжи (рис. 3.7). У некоторых проводов защитную оплетку пропитывают противогнилостным составом. В отдельных конструкциях проводов защитную оплетку изготавливают из стальных оцинкованных проволочек для защиты от легких механических воздействий. Установочные провода выпускают одно-, двух-, трех-, четырех- и многожильными на напряжение 220, 380, 500, 2000 и 3000 В переменного тока.

 

Шнуры.

Шнуры выпускают двухжильными, т.е. состоящими из двух изолированных и свитых друг с другом жил (рис. 3.8). Шнуры изготавливают на напряжение до 220 В переменного тока.

 

Шнур марки ШР с резиновой изоляцией

 

В марках проводов и шнуров буквы обозначают конструктивную часть и вид изоляции провода или шнура, а цифры указывают напряжение, для которого может применяться данный провод. Например, провод марки ПР-500 состоит из медной жилы с резиновой изоляцией и может быть использован в установках с номинальным напряжением, которое не превышает 500 В переменного тока.

 

Кабели.

Силовые кабели применяют для передачи и распределения электрической энергии. Токопроводящие жилы кабелей изготавливают из мягкой медной проволоки (марка ММ), а также из алюминиевой мягкой или твердой проволоки (марки AM и AT).

Токопроводящие жилы сечением до 16 мм2 включительно изготавливают однопроволочными. Начиная с сечения 25 мм2 и выше жилы кабелей изготавливают многопроволочными, что необходимо для обеспечения определенной гибкости кабелей. Сечения токопроводящих жил могут иметь круглую, сегментную или секторную форму (рис. 3.9). В одножильных кабелях применяют жилы круглой формы, в двухжильных - круглой и сегментной, а в трех- и четырех- жильных кабелях - секторной.

 

Многопроволочные жили кабелей

 

Для передачи и распределения электрической энергии в установках с напряжением до 500, 3000 и 6000 В переменного тока применяют кабели с резиновой (рис. 3.10) и пластмассовой (рис. 3.11) изоляцией.

 

Силовой кабель

 

На напряжение 1, 3, 6, 20, 35 кВ и выше выпускают силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией (рис. 3.12). Каждая из жил в кабеле имеет изоляцию, состоящую из нескольких слоев кабельной бумаги толщиной 0,125 или 0,175 мм, пропитанной вязким электроизоляционным составом из минерального масла и растворенной в нем канифоли.

 

3.1. Классификация проводниковых материалов
3.2. Основные свойства и характеристики проводниковых материалов
3.3. Материалы с высокой проводимостью
    3.3.1. Медь и её сплавы
    3.3.2. Алюминий и его сплавы
    3.3.3. Железо и его сплавы
    3.3.4. Натрий
3.4. Материалы с высоким сопротивлением
    3.4.1. Проводниковые резистивные материалы
    3.4.2. Пленочные резистивные материалы
    3.4.3. Материалы для термопар
3.5. Проводниковые материалы и сплавы различного применения
    3.5.1. Благородные металлы
    3.5.2. Тугоплавкие металлы
    3.5.3. Ртуть Hg
    3.5.4. Галлий Ga
    3.5.5. Индий In
    3.5.6. Олово Sn
    3.5.7. Кадмий Cd
    3.5.8. Свинец Pb
    3.5.9. Цинк Zn
3.6. Сверхпроводники и криопроводники
    3.6.1. Сверхпроводники
    3.6.2. Криопроводники
3.7. Неметаллические проводниковые материалы
    3.7.1. Материалы для электроугольных изделий
    3.7.2. Проводящие и резистивные композиционные материалы
    3.7.3. Контактолы
3.8. Материалы для подвижных контактов
    3.8.1. Материалы для скользящих контактов
    3.8.2. Материалы для размыкающих контактов
3.9. Припои
3.10. Металлокерамика
3.11. Металлические покрытия
3.12. Проводниковые изделия

botton include

 


author include