1.2　常用電工材料

常用的電工材料分為導(dǎo)電材料、絕緣材料、電熱材料和磁性材料四類。在此主要介紹導(dǎo)電材料和絕緣材料的選用。

1.2.1　導(dǎo)電材料的特點(diǎn)

導(dǎo)電材料大部分為金屬，屬于導(dǎo)電材料的金屬應(yīng)具備導(dǎo)電性能好、不易氧化和腐蝕、容易加工和焊接、有一定的機(jī)械強(qiáng)度、資源豐富、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，所以并不是所有的金屬都可以用作導(dǎo)電材料。

銅和鋁基本符合上述特點(diǎn)，因此它們是最常用的導(dǎo)電材料。比如架空線要具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，常選用鋁鎂硅合金；熔絲要具有易熔斷的特點(diǎn)，故選用鉛錫合金；電光源燈絲要求熔點(diǎn)高，需選用鎢絲作導(dǎo)電材料等。

1.2.2　常用導(dǎo)線

常用導(dǎo)線按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為絕緣電線、裸導(dǎo)線和電纜。由于使用條件和技術(shù)特性不同，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)差別較大，有些導(dǎo)線只有導(dǎo)電線芯，有些導(dǎo)線由導(dǎo)電線芯和絕緣層組成，有的導(dǎo)線在絕緣層外面還有保護(hù)層。

（1）絕緣電線

絕緣電線是用銅或鋁作導(dǎo)電線芯，外層敷以絕緣材料的電線。常用導(dǎo)線的外層材料有聚氯乙烯塑料和橡膠等。目前常用電線的品種、規(guī)格、特性及其用途見表1-1。

常用電線的結(jié)構(gòu)形式如圖1-4所示。

1—銅導(dǎo)體；2—PVC絕緣；3—PVC護(hù)套

①B系列塑料、橡膠電線。該系列的電線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，價(jià)格低廉，電氣和力學(xué)性能有較大的裕度，廣泛應(yīng)用于各種動(dòng)力、配電和照明線路，并用于中小型電氣設(shè)備作安裝線。它們的交流工作耐壓為500V，直流工作耐壓為1000V。常用B系列聚氯乙烯絕緣硬線的結(jié)構(gòu)形式如圖1-5（a）所示。

②R系列橡膠、塑料軟線。該系列軟線的線芯是用多根細(xì)銅線絞合而成，它除了具備B系列電線的特點(diǎn)外，還比較柔軟，廣泛用于家用電器、儀表及照明線路。常用R系列聚氯乙烯絕緣軟線的結(jié)構(gòu)形式如圖1-5（b）所示。

1—銅導(dǎo)體；2—PVC絕緣；3—PVC護(hù)套；4—棉紗模芯

③Y系列通用橡套電纜。該系列的電纜適用于一般場(chǎng)合，作為各種電動(dòng)工具、電氣設(shè)備、儀器和家用電器的移動(dòng)電源線，所以又稱為移動(dòng)電纜。

④電線電纜的允許載流量。它是電線電纜的一個(gè)重要參數(shù)，是指在不超過最高工作溫度的條件下，允許長(zhǎng)期通過的最大電流值，所以又稱為允許載流量。常用電線在空氣中敷設(shè)時(shí)的載流量（環(huán)境溫度為+25℃）見表1-2。

（2）裸導(dǎo)線

裸導(dǎo)線是只有導(dǎo)體（如鋁、銅、鋼等）而不帶絕緣和護(hù)層的導(dǎo)電線材。常見的裸導(dǎo)線有絞線、軟接線和型線等。按外觀形態(tài)可分為單線、絞線和型線（包括型材）三類。

①單線。單線有圓單線和扁線兩種，主要用作各種電線電纜的導(dǎo)電體。常見圓單線的外形如圖1-6所示。

②絞線。絞線按其結(jié)構(gòu)可分為四種。

a.簡(jiǎn)單絞線。由材質(zhì)相同、線徑相等的圓單線同心絞制而成，主要用于強(qiáng)度要求不高的架空導(dǎo)線。

b.組合絞線。由導(dǎo)電線材和增強(qiáng)線材組合同心絞制而成，主要用于強(qiáng)度要求較高的架空導(dǎo)線。

c.復(fù)絞線。由材質(zhì)相同、線徑相等的束（絞）股線同心絞制而成，可用作儀表或電氣設(shè)備的軟接線。

d.特種導(dǎo)線。由導(dǎo)電線材不同外形或尺寸的增強(qiáng)線材，用特種組合方式絞制而成，用于有特種使用要求的架空電力線路，如擴(kuò)徑導(dǎo)線在高壓線路上可減小電暈損失和無線電干擾，自阻尼導(dǎo)線可使導(dǎo)線減振，倍容量導(dǎo)線可增大線路的傳輸容量。

在工廠供電系統(tǒng)中，最常用的是鋁絞線、銅絞線、鋼絞線和鋼芯鋁絞線等，擴(kuò)徑鋼芯鋁絞線如圖1-7所示。

（3）電力電纜

電纜是一種特殊的導(dǎo)線，它是將一根或數(shù)根絕緣導(dǎo)線組合成線芯，裹上相應(yīng)的絕緣層（橡膠、紙或塑料），外面再包上密閉的護(hù)套層（常為鋁、鉛或塑料等）。所以，電纜一般由導(dǎo)電線芯、絕緣層和保護(hù)層三個(gè)主要部分組成。

①導(dǎo)電線芯。導(dǎo)電線芯是用來輸送電流的，必須具有高的導(dǎo)電性、一定的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率、耐腐蝕性好以及便于加工制造等。電纜的導(dǎo)電線芯一般由軟銅或鋁的多股絞線做成。

②絕緣層。絕緣層的作用是將導(dǎo)電線芯與相鄰導(dǎo)體以及保護(hù)層隔離，抵抗電壓、電流、電場(chǎng)對(duì)外界的作用，保證電流沿線芯方向傳輸。

電纜的絕緣層材料，有均勻質(zhì)（橡膠、瀝青、聚乙烯等）和纖維質(zhì)（棉、麻、紙等）兩類。三芯統(tǒng)包型電纜的結(jié)構(gòu)如圖1-8所示。

③保護(hù)層。保護(hù)層簡(jiǎn)稱護(hù)層，主要作用是保護(hù)電纜在敷設(shè)和運(yùn)行過程中，免遭機(jī)械損傷和各種環(huán)境因素（如日光、水、火災(zāi)、生物等）的破壞，以保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的電氣性能。保護(hù)層分為外保護(hù)層和內(nèi)保護(hù)層。

a.外保護(hù)層。外保護(hù)層是用來保護(hù)內(nèi)保護(hù)層的，防止鉛包、鋁包等受到外界的機(jī)械損傷和腐蝕，在電纜的內(nèi)保護(hù)層外面包上浸過瀝青混合物的黃麻、鋼帶或鋼絲等。而沒有外保護(hù)層的電纜，如裸鉛包電纜，則用于無機(jī)械損傷的場(chǎng)合。

b.內(nèi)保護(hù)層。內(nèi)保護(hù)層直接包在絕緣層上，保護(hù)絕緣不與空氣、水分或其他物質(zhì)接觸，所以要包得緊密無縫，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，使其能承受在運(yùn)輸和敷設(shè)時(shí)的機(jī)械力。內(nèi)保護(hù)層有鉛包、鋁包、橡膠套和聚氯乙烯等。

電纜分為電力電纜和電氣裝備用電纜（如軟電纜和控制電纜），常見的電纜外形如圖1-9所示。在電力系統(tǒng)中，最常用的電纜有電力電纜和控制電纜兩種。電力電纜是指輸配電能用的電纜，控制電纜則是用在保護(hù)、操作回路中的。常用電纜的型號(hào)含義見表1-3。

1.2.3　絕緣材料

絕緣材料的主要作用是隔離帶電的或具有不同電位的導(dǎo)體，使電流只能沿導(dǎo)體流動(dòng)。影響絕緣材料老化的因素很多，主要是熱因素，使用時(shí)溫度過高會(huì)加速絕緣材料的老化過程。因此對(duì)各種絕緣材料都要規(guī)定它們?cè)谑褂眠^程的極限溫度，以延緩材料的老化過程，保證電氣產(chǎn)品的使用壽命。絕緣材料在使用過程中，由于各種因素的長(zhǎng)期作用，會(huì)發(fā)生化學(xué)變化和物理變化，使其電氣性能及力學(xué)性能變壞，這種變化稱老化。

電工絕緣材料按極限溫度劃分為七個(gè)耐熱等級(jí)，見表1-4。若按其應(yīng)用或工藝特征，則可劃分為六大類，見表1-5。

（1）絕緣漆

①浸漬漆。浸漬漆主要用來浸漬電機(jī)、電器的線圈和絕緣零件，以填充其間隙和微孔，提高它們的電氣及力學(xué)性能。常用的有1030醇酸浸漬漆和1032三聚氰胺醇酸浸漬漆，這兩種都是烘干漆，都具有較好的耐油性及耐電弧性，漆膜平滑有光澤。

②覆蓋漆。覆蓋漆有清漆和磁漆兩種，是用來涂覆經(jīng)浸漬處理后的線圈和絕緣零部件的，在其表面形成連續(xù)而均勻的漆膜，作為絕緣保護(hù)層，以防止機(jī)械損傷和受大氣、潤(rùn)滑油和化學(xué)藥品的侵蝕。

常用的清漆是1231醇酸晾干漆。它干燥快、漆膜硬度高并有彈性，電氣性能較好。常用的磁漆有1320和1321醇酸灰漆。1320是烘干漆，1321是晾干漆。它們的漆膜堅(jiān)硬、光滑、強(qiáng)度高。

③硅鋼片漆。硅鋼片漆是用來涂覆硅鋼片表面的，以降低鐵芯的渦流損耗，增強(qiáng)防銹及耐腐蝕性能。常用的是1611油性硅鋼片漆。它附著力強(qiáng)，漆膜薄、堅(jiān)硬、光滑、厚度均勻，且耐油、防潮性好。

（2）浸漆纖維制品

①玻璃纖維布。玻璃纖維布主要用作電機(jī)電器的襯墊和線圈的絕緣。常用的是2432醇酸玻璃漆布。它的電氣性能及耐油性、防潮性都較好，機(jī)械強(qiáng)度高，并具有一定的防震性能。可用于油浸變壓器及熱帶型電工產(chǎn)品。

②漆管。漆管主要用作電機(jī)和電器的引出線和連接線的外包絕緣管。常用的是2730醇酸玻璃漆管。它具有良好的電氣性能及力學(xué)性能，耐油、耐潮性較好，但彈性較差。可用于電機(jī)、電器和儀表等設(shè)備引出線和連接線的絕緣。

③綁扎帶。綁扎帶主要用來綁扎變壓器鐵芯和代替合金鋼絲綁扎電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部。常用的是B17玻璃纖維無緯帶。由于合金鋼絲價(jià)格高，比重大，綁扎工藝復(fù)雜，鋼絲箍?jī)?nèi)有感應(yīng)電流會(huì)發(fā)熱，鋼絲及線圈之間還要絕緣，而B17玻璃纖維無緯帶則完全沒有這樣的缺點(diǎn)。因此，B17玻璃纖維無緯帶在電機(jī)工業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用。

（3）層壓制品

常用的層壓制品有3240層壓玻璃布板，3640層壓玻璃布管和3840層壓玻璃布棒三種。這三種層壓制品適于做電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)零件，都具有良好的力學(xué)性能和電氣性能，耐油、耐潮，加工方便。

（4）壓塑料

常用的壓塑料有4013酚醛木粉壓塑料和4330酚醛玻璃纖維壓塑料兩種。它們都具有良好的電氣性能和防潮性能，尺寸穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，適于制作電機(jī)電器的絕緣零件。

（5）云母制品

①柔軟云母板。柔軟云母板在室溫時(shí)較柔軟，可以彎曲。主要用于電機(jī)的槽絕緣、匝間絕緣和相間絕緣。常用的有5131醇酸玻璃柔軟云母板及5131-1醇酸玻璃柔軟粉云母板。

②塑料云母板。塑料云母板在室溫時(shí)較硬，加熱變軟后可壓塑成各種形狀的絕緣零件。主要用來作直流電機(jī)換向器的V形環(huán)和其他絕緣零件。常用的有5230及5235醇酸塑料云母板，后者含膠量少，可用于溫升較高及轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)。

③云母帶。云母帶在室溫時(shí)較軟，適用于電機(jī)電器線圈及連接線的絕緣。常用的有5434醇酸玻璃云母帶、5438環(huán)氧玻璃粉云母帶和5430硅有機(jī)玻璃粉云母帶，后者厚度均勻、柔軟，固化后電氣及力學(xué)性能良好，但它需低溫保存。

④換向器云母板。換向器云母板含膠量少，室溫時(shí)很硬，厚度均勻，主要用來做直流電機(jī)換向器的片間絕緣。常用的有5535蟲膠換向器云母板及5536環(huán)氧換向器粉云母板，后者僅用于中小型電機(jī)。

⑤襯墊云母板。襯墊云母板適于做電機(jī)電器的絕緣襯墊。常用的有5730醇酸襯墊云母板及5737環(huán)氧襯墊粉云母板。

（6）薄膜和薄膜復(fù)合制品

①薄膜。電工用薄膜要求厚度薄、柔軟，電氣性能及機(jī)械強(qiáng)度高。常用的有6020聚酯薄膜，適用于電機(jī)的槽絕緣、匝間絕緣、相間絕緣，以及其他電器產(chǎn)品線圈的絕緣。

②復(fù)合膜制品。復(fù)合膜制品要求電氣性能好，機(jī)械強(qiáng)度高。常用的有6520聚酯薄膜絕緣紙復(fù)合箔及6530聚酯玻璃漆箔，適用于電機(jī)的槽絕緣、匝間絕緣、相間絕緣，以及其他電工產(chǎn)品線圈的絕緣。

（7）其他絕緣材料

其他絕緣材料是指在電機(jī)電器中作為結(jié)構(gòu)、補(bǔ)強(qiáng)、襯墊、包扎及保護(hù)作用的輔助絕緣材料。這類絕緣材料品種多、規(guī)格雜，有的無統(tǒng)一的型號(hào)。這里將常用的一些品種作簡(jiǎn)單介紹。

①電話紙主要用于電信電纜的絕緣，也可以在電機(jī)、電器中作輔助絕緣材料。

②絕緣紙板可在變壓器油中使用。薄型的、不摻棉纖維的絕緣紙板通常稱為青殼紙，其外形如圖1-10所示，主要用作絕緣保護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)材料。

③滌綸玻璃絲繩簡(jiǎn)稱滌綸繩。它強(qiáng)度高，耐熱性好，主要用來代替墊片和蠟線綁扎電機(jī)定子繞組端部；用滌綸繩并經(jīng)浸漆、烘干處理后，使繞組端部形成整體，大大提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也簡(jiǎn)化了電機(jī)的制造工藝。

④聚酰胺（尼龍）1010是白色半透明體，在常溫時(shí)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，耐油、耐磨，電氣性能較好，吸水性小，尺寸穩(wěn)定。適于作插座、絕緣套、線圈骨架、接線板等絕緣零件，也可以制作齒輪等機(jī)械傳動(dòng)零件。

⑤黑膠布帶用于低壓電線電纜接頭的絕緣包扎。其外形如圖1-11所示。