机电实务基础精讲班第3讲讲义
1H410000机电工程技术(一)

2014年全国一级建造师执业资格考试
《机电工程管理与实务》


1H410000 机电工程技术
前言
机电工程是指按照一定的工艺和方法,将不同规格、型号、性能、材质的设备、管路、线路等有机组合起来,满足使用功能要求的工程。
设备是指各类机械设备、静置设备、电气设备、自动化控制仪表和智能化设备等。
管路是指按等级使用要求,将各类不同压力、温度、材质、介质、型号、规格的管道与管件、附件组合形成的系统。
线路是指按等级使用要求,将各类不同型号、规格、材质的电线电缆与组件、附件组合形成的系统。
本章按照考试大纲要求的知识点,对机电工程涉及的:
机电工程常用材料;常用工程设备;工程测量技术;起重技术;焊接技术。
对上述技术必须掌握其各种类别的辨识、选用须掌握的性能及特性。
本章节的知识点以选择题为主,各节有1至2道选择题;但起重技术、焊接技术既有选择题,也是案例题考试的核心知识点。
1H411000机电工程常用材料及工程设备
本节重点是:
机电工程项目常用材料;
机电工程项目常用工程设备。
1H411010机电工程常用材料
本目重点是:
常用金属材料的类型及应用;
常用非金属材料的类型及应用;
常用电气材料的类型及应用。
1H411011常用金属材料的类型及应用
金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。
本条主要知识点是:
黑色金属材料的类型及应用;
有色金属材料的类型及应用。
一、黑色金属材料的类型及应用(分类、性能、在机电安装过程中的具体应用)
黑色金属材料的类型的包括:碳素结构钢、低合金结构钢、铸钢和铸铁、特殊性能低合金高强度钢。
(一)碳素结构钢
1.碳素结构钢的分级。
碳素结构钢又称为普碳钢;
按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为四个级别:Q195、Q215、Q235和Q275;
其中Q代表屈服强度,数字为屈服强度的下限值,数字后面标注的字母A、B、C、D表示钢材质量等级,即硫、磷质量分数不同;
化学元素决定其性能:A级钢中硫、磷含量最高;D级钢中硫、磷含量最低。
2.碳素结构钢的特性及用途
(1)Q195、Q215、Q235A和Q235B塑性较好,有一定的强度,通常轧制成钢筋、钢板、钢管等;
Q235C、Q235D可用于重要的焊接件(D级钢中硫、磷含量最低);
Q235和Q275强度较高,通常轧制成型钢、钢板作构件用。
(2)性能特性——碳素结构钢具有良好的塑性和韧性,易于成型和焊接,常以热轧态供货,一般不再进行热处理,能够满足一般工程构件的要求,所以使用极为广泛。
例如:
机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等,优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。
(二)低合金结构钢
1.低合金结构钢的分级。
低合金结构钢也称为低合金高强度钢;
根据屈服强度划分,其共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690八个强度等级。
2.低合金结构钢的特性及用途
(1)性能特性——低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素,而具有高强度、高韧性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀性等综合力学性能;
例如:
Q345强度比普碳钢Q235高约20%~30%,耐大气腐蚀性能高20%~38%,用它制造工程结构,重量可减轻20%~30%。(同等的结构件面积,可承受的外力增加;而所受的外力相同,则结构件的重量减少,为了减少结构件的重量,可采用高强度的金属材料)
(2)低合金结构钢主适用于桥梁、钢结构、锅炉汽包、压力容器、压力管道、船舶、车辆、重轨和轻轨等制造,用它来代替碳素结构钢,可大大减轻结构质量,节省钢材。
例如,某600MW超超临界电站锅炉汽包使用的就是Q460型钢。
(三)铸钢和铸铁
1.铸钢
(1)铸钢的分类
铸钢分碳素铸钢、合金铸钢等类型。
(2)铸钢的特性及用途
铸钢主要用于制造形状复杂,需要一定强度、塑性和韧性的零件。
例如:
轧钢机机架是轧钢机组的重要结构件,要求有较好的强度和较好的塑性,以及较好的铸造性能、焊接性能和加工性能;
轧钢机机架就是选择碳素铸钢制造加工的。
2.铸铁
(1)铸铁的分类
铸铁是碳质量分数大于2.11%的铁碳合金,含有较多的Si、Mn、S、P等元素。
常用铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、特殊性能铸铁等。
(2)铸铁的特性及用途
铸铁具有许多优良的使用性能和工艺性能,并且生产设备和工艺简单,可以用来制造各种机器零件。
例如:
普通罩壳、阀壳等强度要求不高,可采用灰铸铁制造;液压泵壳体强度有较高要求,可采用孕育铸铁(经孕育处理后的灰铸铁);
汽车发动机凸轮轴常用球墨铸铁制造。
(四)特殊性能低合金高强度钢
1 .特殊性能低合金高强度钢分类
性能特性——特殊性能低合金高强度钢也称特殊钢,是指具有特殊化学成分、采用特殊工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。
工程结构用特殊钢主要包括:耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。
2.特殊性能低合金高强度钢的特性及用途
其应用见p2,例如:
在加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件就是使用耐热钢,要求在高温下具有良好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化的能力,以及必要的韧性。
例如:
钢轨钢分为轻轨钢和重轨钢,轻轨钢主要用于使用临时运输线和中小型起重机轨道,重轨钢主要用于铁道、大型起重机轨和吊车轨道。
例如:
车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机腭板、铁轨分道叉等使用的就是耐磨钢,耐磨钢常用于承受严重磨损和强烈冲击的零件。
(五)钢材的类型及应用
1.型钢
在机电工程中常用型钢主要有:圆钢、方钢、扁钢、H型钢、工字钢、T型钢、角钢、槽钢、钢轨等。
例如:
电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘H型(HK300b);为确保炉膛内压力波动时炉墙有一定的强度,在炉墙上设有足够强度的刚性梁,其大部分采用强度足够的工字钢制成。
2.板材。
按其厚度分为厚板、中厚板和薄板。
按轧制方式分为——热轧板和冷轧板两种,其中冷轧板只有薄板。
按材质有——普通碳素钢板、低合金结构钢板、不锈钢板、镀锌钢薄板等。
例如:
中、低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢;
高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造。
3.管材。
在机电工程中常用的有普通无缝钢管、螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管、高压无缝钢管等,广泛应用在各类管道工程中。
例如:
锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢管或低合金钢管:
过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温,通常采用15CrMo或12Cr1MoV等钢材。
二、有色金属的类型及应用
通常将钢铁以外的金属及其合金,统称为有色金属,分为轻金属、重金属。
有色金属:
将密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属,如铜、锌、镍等;
密度小于等于4.5g/cm3的金属称为轻金属,如铝、镁、钛等。
1.重金属
(1)铜及铜合金的特性及应用
性能特性——工业纯铜密度为8.96g/cm3,具有良好的导电性、导热性以及优良的焊接性能,纯铜强度不高,硬度较低,塑性好。
主要用于作导体、制造矿磁性干扰的仪器和仪表零件,如罗盘、航空仪表等零件。
铜合金性能特性——在纯铜中加入合金元素制成铜合金,除了保持纯铜的优良特性外,还具有较高的强度,在机电工程中广泛使用的是铜合金。
例如:
机电设备冷凝器、散热器、热交换器、空调器等就是使用黄铜制造的,黄铜是以锌为主要合金元素制成的铜合金。
(3)镍及镍合金的特性及应用
纯镍是银白色的金属,强度较高,塑性好,导热性差,电阻大。
镍表面在有机介质溶液中会形成钝化膜保护层而有极强的耐腐蚀性,特别是耐海水腐蚀能力突出。
镍合金是在镍中加入铜、铬、钼等而形成的,耐高温,耐酸碱腐蚀。
镍合金按其特性和应用领域分耐腐蚀镍合金、耐高温镍合金和功能镍合金等。例如,在化工、石油、船舶等领域用作阀门、泵、船舶紧固件、锅炉热交换器等。
2.轻金属
(1)铝及铝合金的特性及应用
纯铝性能特性——工业纯铝密度小,熔点低,具有良好的导电性和导热性,仅次于金、银和铜,塑性好,但强度、硬度低,耐磨性差,不适合制作受力的机械零件,可进行各种冷、热加工。
工业纯铝广泛应用于制造硝酸、含硫石油工业、橡胶硫化和含硫的药剂等生产所用设备,如反应器、热交换器、槽车和管件等。在铝中加入铜、锰、硅、镁、锌等合金元素制成的铝合金。铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。
(2)镁及镁合金的特性及应用
镁合金主要优点是密度小,强度高,刚度高,抗振能力强,可承受较大冲击荷载。
镁合金抗蚀性差,在使用时要采取防护措施,如氧化处理,涂装保护等。
(3)钛及钛合金的特性及应用
纯钛的强度低,高熔点,但比强度高,塑性及低温韧性好,耐腐蚀性好,容易加工成型。
纯钛在大气和海水中有优良的耐腐蚀性,在硫酸、盐酸、硝酸等介质中都很稳定。随着钛的纯度降低,强度升高,塑性大大降低。
在纯钛中加入合金元素对其性能进行改善和强化形成钛合金,其强度、耐热性、耐腐蚀性高,具有无磁性。声波和振动的低阻尼特性,生物相容性好,与碳复合材料的相容性好,具有超导特性、形状记忆和吸氢特性等优异性能。
1H411012常用非金属材料的类型及应用
本条主要知识点是:
硅酸盐材料的类型及应用;
高分子材料的类型及应用;
非金属风管材料的类型及应用。
一、硅酸盐材料的类型及应用
以天然矿物或人工合成的各种化合物为基本原料,经粉碎、配料、成型和高温烧结等工序制成的无机非金属固体材料。
硅酸盐材料包括:水泥、玻璃棉、砌筑材料和陶瓷。
(一)水泥
以适当成分的生料烧至部分熔融,获得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。
(二)绝热棉
通常有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类等。
在机电安装工程中,常用于保温、保冷的各类容器、管道、通风空调管道等绝热工程。
例如:
玻璃钢及其制品以玻璃纤维为增强剂,以合成树脂为胶粘剂制成的复合材料,主要用于石油化工耐腐蚀耐压容器及管道等。
(三)砌筑材料
1.砌筑材料有各种类型的耐火砖和耐火材料。
砌筑材料性能须满足:具有很好的耐高温性能、一定的高温力学性能、良好的体积稳定性、抗各种侵蚀性的熔渣及气体的性能等。
一般用于高温窑、炉或高温容器等热工设备的内衬结构材料,也可作为高温装置中的部件材料等。
2.按照用途分为钢铁行业用、有色金属行业用、石化行业用、硅酸盐行业用、电力行业用、废物焚烧熔融炉用等耐火材料。
3.按照矿物组成分为氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、含碳质、含锆质耐火材料等。
例如:
镁质耐火材料是以镁石作为原料,以方镁石为主要矿物组成,方镁石含量在80%~85%以上的耐火材料,属于碱性耐火材料,抵抗碱性物质的侵蚀能力较好,耐火度很高,是炼钢碱性转炉、电炉、化铁炉以及许多有色金属火法冶炼炉中使用最广泛的一类重要耐火材料。
(四)陶瓷
1.陶瓷的特性(制备理解)
陶瓷是以黏土等硅酸盐类矿物为原料,经粉末处理、成型、烧结等过程加工而成;
陶瓷的性能特性——具有坚硬、不燃、不生锈,能承受光照、压力等优良性能。陶瓷的硬度很高,但脆性很大。
2.陶瓷的分类
按照陶瓷材料的性能和用途不同,可分为结构陶瓷、功能陶瓷。
3.陶瓷的主要用途
(1)陶瓷制品。有管件、阀门、管材、泵用零件、轴承等,主要用于防腐蚀工程中。
例如:
氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高温、耐腐蚀、形状复杂且尺寸精度高的制品,如石油化工泵的密封环、高温轴承、燃气轮机叶片等。
(2)结构陶瓷。应用主要有:切削工具、模具、耐磨零件、泵和阀部件、发动机部件、热交换器等。
(五)特种新型的无机非金属材料
(无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料有耐高温 耐腐蚀 耐磨性好 强度高 有些材料导电性能好。有些材料光导性好 有些材料有自洁功能。无机非金属材料的共同特点较少,差异性较大,具体特点还要跟用途和复合添加物有关)
1.普通传统的非金属材料指以硅酸盐为主要成分的材料。
主要有碳化硅、氧化铝陶瓷,硼酸盐、硫化物玻璃,镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料等。
2.特种新型的无机非金属材料主要指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。
它是20世纪以后发展起来的,具有特殊性质和用途的材料。
二、高分子材料的类型及应用
高分子材料:以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料是由由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。
(一)高分子材料的特性
高分子材料由于本身的结构特性,表现出与其他材料所不同的特点,表现为:
质轻、透明,具有柔软、高弹的特性;
多数高分子材料摩擦系数小,易滑动,能吸收振动和声音能量;
是电绝缘体、难导热体,热膨胀较大,耐热温度低,低温脆性;
耐水,大多数能耐酸、碱、盐等;使用过程中会出现“老化”现象。
(二)高分子材料的类型及用途
1.高分子材料的类型
按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
2.塑料
塑料是以合成的或天然的树脂作为主要成分,添加一些辅助材料(如填料、固化剂、增塑剂、稳定剂、防老剂等),在一定温度、压力下塑制成型。按照成型工艺不同,分为热塑性塑料、热固性塑料。
(1)热塑性塑料
热塑性材料是以热塑性树脂为主体成分,加工塑化成型后具有链状的线状分子结构,受热后又软化,可以反复塑制成型,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
优点是加工成型简便,具有较好的机械性能,缺点是耐热性和刚性比较差。
例如:
薄膜、软管和塑料瓶等常采用低密度聚乙烯制作;
煤气管采用中、高密度聚乙烯制作;
水管(分清上水与排水管)主要采用聚氯乙烯制作;
热水管目前均用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造;
泡沫塑料热导率极低,相对密度小,特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料,在冷库中用得更多。
(2)热固性塑料
热固性塑料是以热固性树脂为主体成分,加工固化成
型后具有网状体型的结构,受热后不再软化,强热下
发生分解破坏,不可以反复成型。
优点是耐热性高,受压不宜变形等,缺点是机械性能
不好,但可加入填料来提高强度。这类塑料如酚醛塑
料、环氧塑料等。
例如,环氧塑料可用来制作塑料模具、精密量具、电
子仪表装置、配置飞机漆、电器绝缘漆(热固性塑料)等。
(3)塑料制品:
聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等,用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器等。
1)聚乙烯塑料管:无毒,可用于输送生活用水(建筑物的上水管)。
常使用的低密度聚乙烯水管(简称塑料自来水管),这种管材的外径与焊接钢管基本一致。
2)硬聚氯乙烯排水管及管件:硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水(建筑物的排水管);
在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下,此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等(在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下,非饮用水的输送管道)。
3)聚丙烯管(PP管):丙烯管材系聚丙烯树脂经挤出成型而得,其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯,但其耐低温性差,易老化,常用于流体输送。按压力分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型,其常温下的工作压力为:Ⅰ型为0.4MPa、Ⅱ型为0.6MPa、Ⅲ型为0.8MPa。
4)铝塑复合管(PAP管):
铝合金层增加耐压和抗拉强度,使管道容易弯曲而不反弹。
外塑料层可保护管道不受外界腐蚀,
内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管,无毒、无味、无污染,符合国家饮用水标准;
内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压,适用于采暖及高压用管。
例如,塑料及复合材料水管常用的有:聚乙烯塑料管,涂塑钢管,ABS工程塑料管,聚丙烯管(PP管),硬聚氯乙烯管。
5)ABS工程塑料管:耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管,它由热塑性丙烯腈丁二烯—苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制成,使用温度为—20℃~70℃,压力等级分为B、C、D三级。
3.橡胶
(1)橡胶是具有高弹性的高分子材料,它是由生胶、配合剂、增强剂组成,按材料来源不同分为天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶弹性最好,具有强度大、电绝缘性好、不透水的特点,也直较好的耐碱性能,但不耐浓酸,能溶于苯、汽油等溶剂。
例如:天然橡胶广泛用于制造胶带、胶管和减振零件等。
(2)橡胶制品有天然橡胶、氯化橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁酯橡胶等,用于密封件、衬板、衬里等。
4.纤维
按原材料及生产过程不同,可分为天然纤维、人造纤维与合成纤维。
(1)天然纤维有棉花、麻、羊毛、蚕丝等。
(2)人造纤维是利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素,再经过化学处理及机械加工而成的。
(3)合成纤维是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。
常用的合成纤维(六大纶)如聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇纤维(维纶)、聚丙烯纤维(丙纶)和聚氯乙烯纤维(氯纶)等。
例如,涤纶(合成纤维)常用做工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等。
5.油漆及涂料
(1)油漆广泛用于设备管道工程中的防锈保护。
例如:
清漆、冷固环氧树脂漆、环氧呋喃树脂漆、酚醛树脂漆等。
(2)涂料是一种涂覆于固体物质表面并形成连续性薄膜的液态或粉末状态的物质。
涂料的主要功能是:保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏;具有装饰效果;并能防火、防静电、防辐射。例如:
涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性能和比较小的摩擦阻力。
环氧树脂涂塑钢管适用于给水、排水及海水、温水、油、气体等介质的输送;
聚氯乙烯(PVC)涂塑钢管适用于排水及海水、油、气体等介质的输送。
根据需要,可在钢管的内外表面涂塑或仅涂敷外表面。
针对性辨识复习:
1)涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性能和比较小的摩擦阻力。环氧树脂涂塑钢管适用于给水、排水及海水、温水、油、气体等介质的输送;
聚氯乙烯(PVC)涂塑钢管适用于排水及海水、油、气体等介质的输送。
2)铝塑复合管(PAP管):铝合金层增加耐压和抗拉强度,使管道容易弯曲而不反弹。
外塑料层可保护管道不受外界腐蚀;
内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管,无毒、无味、无污染,符合国家饮用水标准;
内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压,适用于采暖及高压用管。
6.胶粘剂
(1)用来将其他材料粘接在一起的材料。通过粘附作用,使同质或异质材料连接在一起。按照胶粘剂的基料类型分为天然胶粘剂和合成胶粘剂。
(2)常用的胶粘剂如环氧树脂胶粘胶、酚醛树脂胶粘胶、丙烯酸酯类胶粘胶、橡胶胶粘剂、聚酯酸乙烯胶粘胶等。
例如:
环氧树脂胶粘胶俗称“万能胶”,具有很强的粘合力,对金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、橡胶、塑料、皮革等都有良好的粘合能力;
酚醛树脂胶粘胶广泛用于汽车部件、飞机部件、机器部件等结构件的粘结。
三、非金属风管材料的类型及应用(通风与空调工程风管系统管道制造材料,理解选择的条件)
1.非金属风管材料的类型有:酚醛复合板材,聚氨酯复合板材,玻璃纤维复合板材,无机玻璃钢板材,硬聚氯乙烯板材。
2.酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境,但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用;
聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境,但对酸碱性环境和防排烟系统不适用;
玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调系统,但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用;
硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。
1H411013常用电气材料的类型及应用
电气材料主要是电线和电缆。
电气材料在电气工程中以电压和使用场所进行分类的方法最为实用。
本条主要知识点是:
电线的类型及应用;
电缆的类型及应用;
绝缘材料的类型及应用。
一、电线的类型及应用
基本知识补充:
电线电缆的表示方法:主要由型号、规格及标准编号这三个部分组成。
1 .型号的含义
电气装备用电线电缆及电力电缆的型号主要由以下七部分组成:
最常用的电线电缆型号中字母的含义如下:
1)类别、用途代号
A-安装线 B-绝缘线 C-船用电缆
K-控制电缆 N-农用电缆 R-软线
U-矿用电缆 Y-移动电缆 JK-绝缘架空电缆
M-煤矿用
ZR-阻燃型 NH-耐火型
ZA-A级阻燃 ZB-B级阻燃 ZC-C级阻燃
WD-低烟无卤型
2)常用字母的解释
H(电焊机用) T(电梯用) W(具有耐户外气候性能) Q(轻型) Z(中型)
C(重型) B(平行) S(对绞) J(绞制)
V 聚氯乙烯 Y 聚乙烯  YJ 交联聚乙烯 
JK 架空   K控制   DJ 计算机 
3)绝缘层代号
V—PVC聚氯乙烯绝缘 YJ—XLPE交联聚乙烯绝缘
X—天然丁苯胶混合物绝缘橡皮 Y—聚乙烯料
F46—聚四氟乙烯 YY-乙烯-乙酸乙烯橡皮混合物绝缘
4)护层代号
F(氯丁胶混合物护套)
V-PVC套 Y-聚乙烯料或聚烯烃料 P1-镀锡铜丝
N-尼龙护套 P-铜丝编织屏蔽 P2-铜带屏蔽
L-棉纱编织涂蜡克 Q-铅包 P3-铝塑复合带
5)特征代号
B-扁平型 R-柔软
C-重型 Q-轻型
G-高压 H-电焊机用
S-双绞型
6)铠装层代号
2—双钢带 3—细圆钢丝 4—粗圆钢丝
7)外护层代号
1—纤维层 2—PVC套 3—PE套
8)最常用的电气装备用电线电缆及电力电缆的型号示例
VV—铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆
VLV—铝芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆
YJV22—铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
KVV—聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆
本章知识点:
1.BLX型、BLV型:
铝(L)芯电线,由于其重量轻,通常用于架空线路尤其是长途输电线路。
2.BX型、BV型:
铜芯电线被广泛采用在机电工程中,适合于450/750V及以下的动力装置的固定敷设。
橡皮绝缘电线BX型生产工艺比聚氯乙烯绝缘电线BV型复杂,且橡皮绝缘的绝缘物中某些化学成分会对铜产生化学作用,虽然这种作用轻微,但仍是一种缺陷,所以在机电工程中基本被聚氯乙烯绝缘电线BV型替代。
3.RV型、RX型:
铜芯软线主要采用在需柔性连接的可动部位。
RV型适用于450/750V及以下的家用电器、小型电动工具、仪器仪表等,长时间允许工作温度不应超过65℃。
RX型适用于300/500V及以下的室内照明灯具、家用电器和工具等,允许工作温度不应超过70℃。
4.BVV型:
多芯的平形或圆形塑料护套,可用在电气设备内配线。
在家用电器内的固定接线,型号是RVV,为铜芯塑料绝缘塑料护套多芯软线。
例如:
一般家庭和办公室照明通常采用BV型或BX型聚氯乙烯绝缘或橡胶绝缘铜芯线作为电源连接线;
机电工程现场中的电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘铜芯软线,这是因为电焊位置不固定,多移动。
二、电缆的类型及应用
1.VV型、YJV型:(VV表示:聚氯乙烯绝缘(第一个V),聚氯乙烯护套(第二个V))
聚氯乙烯型电力电缆、交联聚乙烯型电力电缆,不能受机械外力作用,适用于室内、隧道内的桥架及管道内敷设。
例如,浦东新区大连路隧道中敷设的跨黄浦江电力电缆却采用的是YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆,因为在隧道里电缆不会受到机械外力作用,也不要求承受大的拉力。
2.VV22型、YJV22型:(YJV22表示:交连聚氯乙烯绝缘(YJ),聚氯乙烯护套(V),钢带凯装(22))
内钢带铠装电力电缆,能承受一定的机械外力作用,但不能承受大的拉力。
交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV22型长期允许最高温为90℃,耐老化性能、耐环境能力比聚氯乙烯绝缘电缆VV22型高,且具有重量轻、结构简单、使用方便、敷设不受落差限制。
如在高层建筑、医院、地铁、核电站、发电场、矿山、石油、化工等敷设于室内、隧道、电缆沟及直埋地下敷设。
3 .ZR-YJFE型、NH-YJFE型
阻燃、耐火、阻火等特种辐照交联电力电缆,电缆最高长期允许工作温度可达125℃,可敷设在吊顶内、高层建筑的电缆竖井内,且适用于潮湿场所。
阻燃型电缆应具有阻燃特性,为了熄灭、减少或抑制材料的燃烧,需在材料中添加一种物质或对材料进行处理,通常在材料中加阻燃剂,使材料在燃烧时具有阻止或延缓火焰延的性能。即在明火上燃烧,离开火后一段时间自动熄灭。
目前有A、B、C、D四个级、一般常用C等级。
耐火型电缆的特点是在电缆燃烧时甚至是燃烧后的一段时间内仍拥有传导电力的能力,多用于相对重要的工作环境,如军舰上。
耐火电缆可以同时拥有阻燃的性能,阻燃电缆却没有耐火的性能。
4.YJV22型、WD-ZANYJFE型:
内钢丝铠装型电力电缆、低烟无卤A级阻燃耐火型电力电缆,能承受相当的机械外力作用。
铠装所用材料是钢带、钢丝等,铠装层的主要作用是防止电缆在敷设过程中遭到可能遇到的机械损伤,以确保内护层的完整性,并可以承受一定的外力作用。
低烟无卤A级阻燃耐火型电力电缆多用于防火要求较高的场合,如室内、隧道、电缆沟和管道等固定场合。
5.LGJ型、LGHJ型:
架空钢芯铝绞线、架空钢芯铝合金导线。
在大档距的高压架空输电线路中,需由一种高强度的钢绞线作为输电线路导线的加强芯,组成钢芯铝绞线。
LGHJ型钢芯铝合金导线比钢芯铝绞线具有抗拉强度大、重量轻、弧垂特性好等特点,在线路敷设时可降低铁塔高度,加大架设间距,节省和降低工程投资,更适用于大长度、大跨度、冰雪暴风等地区的输电线路。例如:
国内外输电系统中的相导线主要还是以圆线同心绞的钢芯铝绞线为主。
例如:
2009年投入运行的1000kV晋东南~南阳~荆门特高压交流试验示范输电线路工程,是我国第一条特高压工程也是国内首次采用单回路八分裂钢芯铝绞线设计的输电线路工程。晋东南~汝州段线路全长34.219km,共有铁塔67基(N244~N340)。
线路导线采用2种形式的八分裂钢芯铝绞线,N255~N266为猕猴保护区采用8×LGJ-630/45型,其余段采用为8×LGJ-500/35型。
例如:
2010年投产的云南至广东特高压直流输电工程是世界上第一个±800kV特高压直流输电工程,是我国特高压直流输电自主化示范工程。
该工程线路全长1373km,额定电压±800kV,输送容量500kW。
线路导线采用的就是6×LGJ-630/45型。
6.KVV型控制电缆:
适用于室内各种敷设方式的控制电路中。
对于该类电缆来说,主要考虑耐高温特性和屏蔽特性及耐油、耐酸碱、阻水性能。
与电线一样,电力电缆的使用除满足场所的特殊要求外,从技术上看,主要应使其额定电压满足工作电压的要求。
例如:家用电器使用的220V电线;一般工业企业用380V线缆;以及输配电线路使用的500kV、220kV、110kV超高压和高压线缆等。
绝缘材料的类型及应用 ——(液体、气体、固体、层压类绝缘材料)
1.绝缘漆
按用途分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。
主要用于电机和电器设备中作为绝缘材料。
例如:
浸渍漆主要用于浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件,以填充其间隙和微孔,其固化后能在浸渍物体表面形成连续平整的漆膜,并使线圈粘接成一个结实的整体,以提高绝缘结构的耐潮、导热、击穿强度和机械强度等性能。
2.绝缘胶
类似于无溶剂漆,黏度较大,一般加有填料。主要有灌注胶、浇注胶、包封胶等几类。
例如:
在浇注电缆接头和套管、20kV以下电流互感器、10kV及以下电压互感器、干式变压器、户内户外绝缘子、SF6断路器灭弧室绝缘子、电缆接线盒、密封电子元件等。
3.云母制品
主要由云母或粉云母、胶粘剂和补强材料组成,根据不同的材料组成,可制成不同特性的云母绝缘材料。
云母制品主要有云母带、云母板、云母箔和云母玻璃等四类。
例如:
云母带是由胶粘剂粘合云母片或粉云母纸与补强材料,经烘干而成。环氧玻璃粉云母带含胶量大,厚度均匀,固化后电气、力学性能较好,适用于模压或液压成形的高压电机线圈绝缘。
4.气体介质绝缘材料
在电气设备中,气体除可作为绝缘材料外,还具有灭弧、冷却和保护等作用,常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫(SF6)等。
例如:
六氟化硫(SF6)—般由硫和氟直接燃烧合成,经净化干燥处理后使用。
常态下,SF6是一种无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体,其分子量大,分子中含有电负性很强的氟原子,具有良好的绝缘性能和灭弧性能。
在均匀电场中,其击穿强度约为空气的3倍,在0.3~0.4MPa下,其击穿强度等于或优于变压器油。
目前广泛用于SF6全封闭组合电气、SF6断路器、气体绝缘变压器、充气管路电缆等。
5.液体绝缘材料
在电气设备中,通过绝缘液体的浸渍和填充,消除了空气和间隙,提高了绝缘介质的击穿强度,并改善了设备的散热条件。
常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油等。
例如,在变压器、油断路器、电容器和电力电缆等电气设备中广泛使用液体绝缘材料。
6.层压制品
层压制品是由纸或布作底材,浸以不同的胶粘剂,经热压(或卷制)而制成的层状结构的绝缘材料。
层压制品可加工制成具有良好的电气、力学性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。
层压制品主要包括层压板、管(筒)、棒、电容套管芯和其他特种型材等。层压板又包括层压纸板、层压布板、层压玻璃布板和特种层压板(如防电晕层压板)等四类。例如:
环氧层压玻璃布板具有优异的绝缘性能,良好的粘结力和较高的热态机械强度,适用于300MW、600MW汽轮发电机及其他高压电机中。