
- •Тема 1. Основы электромонтажных работ. Основные понятия. Отклонение напряжения. Допустимые отклонения. Мощность. Электрическая нагрузка.
- •Напряжение.
- •Отклонение напряжения.
- •Мощность.
- •Сила электрического тока.
- •Электрическая нагрузка.
- •Электрическое сопротивление.
- •Тема 2. Электроустановки. Основные определения.
- •Тема 3. Распределение электроэнергии. Наружные сети. Электроприемники одно- и трехфазного тока. Системы распределения.
- •Тема 4. Электротехнические материалы. Проводниковые материалы. Электроизоляционные материалы. Магнитные материалы.
- •Тема 5. Провода и кабели. Области применения. Маркировка.
- •Тема 6. Электромонтажные изделия.
- •Тема 7. Электроустановочные устройства. Резьбовые патроны. Штепсельные патроны и вилки. Электроустановочные блоки выключателей с розеткой.
- •Контактные зажимы
- •Электроустановочные блоки выключателей с розеткой.
- •Резьбовые патроны
- •Штепсельные розетки и вилки
- •Тема 8. Бытовые электросети. Наружные электросети. Внутридворовые электросети. Внутренние электропроводки.
- •Тема 9. Электроизмерительные приборы. Электрические счетчики. Электрический пробник. Комбинированные приборы.
- •Технические характеристики трехфазных счетчиков
- •Технические характеристики однофазных счетчиков
- •Электроизмерительные клещи
- •Электрический пробник
- •Мегаомметр
- •Авометр
- •Тема 11. Типовые элементы электромонтажных работ.
- •Тема 12. Молниезащита домов и хозяйственных построек. Защитные заземления электроустановок. Монтаж заземлителей.
- •Тема 13. Техника безопасности при электромонтажных работах. Меры безопасности при пользовании бытовыми электроприборами и электроинструментом.
- •Темы для самостоятельного изучения студентов по электромонтажной практике
- •Тема 1. Основы электромонтажных работ. Основные понятия. Отклонение напряжения. Допустимые отклонения. Мощность. Электрическая нагрузка. План изучения материала:
- •Тема 2. Электроустановки. Основные определения. План изучения материала:
- •Тема 3. Распределение электроэнергии. Наружные сети. Электроприемники одно- и трехфазного тока. Системы распределения. План изучения материала:
- •Тема 4. Электротехнические материалы. Проводниковые материалы. Электроизоляционные материалы. Магнитные материалы. План изучения материала:
- •Тема 5. Провода и кабели. Области применения. Конструктивные схемы. Маркировка. План изучения материала:
- •Тема 6. Электромонтажные изделия. Дюбеля, скобки, трубки, полоски-пряжки, концевые наконечники, ответвительные коробки, силовые ящики, квартирные щитки. План изучения материала:
- •Тема 7. Электроустановочные устройства. Контактные зажимы. Штепсельные патроны и вилки. Электроустановочные блоки выключателей с розеткой. План изучения материала:
- •Тема 8. Бытовые электросети. Наружные электросети. Внутридворовые электросети. Внутренние электропроводки. План изучения материала:
- •Тема 9. Электроизмерительные приборы. Электрические счетчики. Электрический пробник. Комбинированные электрические приборы. План изучения материала:
- •Тема 11. Типовые элементы электромонтажных работ. План изучения материала:
- •Тема 12. Молниезащита домов и хозяйственных построек. Защитные заземления электроустановок. Монтаж заземлителей. План изучения материала:
- •Тема 13. Техника безопасности при электромонтажных работах. Меры безопасности при пользовании бытовыми электроприборами и электроинструментом. План изучения материала:
Тема 4. Электротехнические материалы. Проводниковые материалы. Электроизоляционные материалы. Магнитные материалы.
Для изготовления деталей электрических машин, аппаратов и приборов применяются разнообразные материалы. Значительная их часть носит название электротехнических. Электротехнические материалы подразделяются на проводниковые, электроизоляционные и магнитные материалы.
Проводниковые материалы
Одним из электрических свойств проводниковых материалов является способность оказывать сопротивление прохождению по ним электрического тока. Это свойство характеризуется удельным электрическим сопротивлением. Удельное сопротивление характеризует сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2.
Проводниковые материалы различаются по механическим свойствам: твердости, прочности при изгибе, растяжении и т. д. Эти свойства учитываются при конструировании и проектировании электрических установок, например линий электропередач.
При выборе и применении проводниковых материалов учитывают также их химические свойства: стойкость против коррозии и способность соединяться сваркой и пайкой.
Если, например, проводники требуется применить в условиях повышенной влажности, то их защищают антикоррозионными покрытиями или помещают в герметические оболочки.
В качестве проводниковых материалов в электрических установках используют серебро, медь, алюминий, сталь и их сплавы с другими веществами.
Самым малым удельным сопротивлением при 20 °С обладает серебро, поэтому его применяют для изготовления контактов реле и аппаратов.
Наиболее широко в качестве проводникового материала применяется медь, которая обладает рядом ценных качеств: высокой электрической проводимостью, стойкостью к окислению, достаточно высокой механической прочностью; кроме того, она легко подвергается механической обработке, свариванию и пайке. Медь широко применяется в электротехнике для изготовления троллейных и обмоточных проводов, а также токоведущих частей различных электрических аппаратов.
Алюминий — металл сравнительно легкий и недорогой, он хорошо противостоит атмосферным воздействиям. По электропроводности алюминий занимает третье место после серебра и меди.
Несмотря на меньшую (более чем вдвое) по сравнению с медью прочность, алюминиевые провода вследствие легкости и меньшей стоимости почти совершенно вытеснили медные провода на воздушных линиях, в электропроводках и в значительной степени — медные шины на подстанциях.
Из алюминия марки А изготовляют жилы проводов и кабелей, марки АО (алюминий облегченный) — шкалы и стрелки измерительных приборов и другие электротехнические детали, марки А2 — пластины конденсаторов, станины электрических машин, панели, платы.
Соединять непосредственно детали из меди и алюминия нежелательно, так как в медно-алюминиевом контакте вследствие электрохимических процессов алюминий быстро разрушается.
Еще одним из проводниковых материалов является бронза — сплав меди с оловом, кадмием, бериллием, фосфором и другими элементами. Кадмиевая бронза устойчива против трения, поэтому ее применяют для контактных проводов и коллекторных пластин особо ответственного назначения. Из бериллиевых и фосфористых бронз делают контактные и противодействующие пружины электроизмерительных приборов, детали выключателей и др.
Латунь — сплав меди и цинка — применяется для изготовления деталей электрических аппаратов и приборов и том случае, когда не может использоваться медь.
Сталь проводниковая является наиболее дешевым материалом для проводов и обладает большей механической прочностью, но удельное электрическое сопротивление ста ли относительно велико, вследствие этого стальной провод . в несколько раз тяжелее алюминиевого провода такого же сопротивления.
Сплавы, обладающие значительным удельным сопротивлением, используют для изготовления деталей электроизмерительных и электронагревательных приборов, резисторов, реостатов и др. К числу наиболее широко распространенных сплавов относятся константан, манганин, нихром.
Электроизоляционные материалы
Эти материалы предназначены главным образом для изоляции токоведущих частей электрических установок Электрические свойства электроизоляционных материалов, кроме удельного электрического сопротивления, характеризуются электрической прочностью.
Электроизоляционные материалы обладают большим удельным электрическим сопротивлением: газообразные от 1014 до 1016Ом•м, жидкие — от 1010 до 1013Ом•м, твердые — от 10б до 1018 Ом•м.
Под действием высокого электрического напряжения, приложенного к электроизоляционному материалу определенной толщины, в нем может возникнуть ток. Это явление называется электрическим пробоем. Примером электрического пробоя является грозовой разряд: слой воздуха, находящегося между заряженными атмосферным электричеством облаками, пробивается, и через него идет электрический ток.
Электрическая прочность характеризуется напряженностью однородного электрического поля, при которой наступает пробой. Эта величина определяется отношением напряжения, при котором наступает пробой электроизоляционного материала, к толщине образца из этого материала.
Способность электроизоляционного материала впитывать влагу называется гигроскопичностью; способность в большей или меньшей степени пропускать влагу — влагопроницаемостью.
Электроизоляционные свойства материалов зависят от температуры. Способность материала не изменять электроизоляционные качества под действием длительного нагревания называется нагревостойкостью, способность сохранять электроизоляционные качества при низких температурах — морозостойкостью.
В электротехнических установках широко используются минеральные диэлектрические материалы (слюда, мрамор, шифер, стекло, фарфор), слоистые (гетинакс, текстолит, асбоцемент), волокнистые (древесина, бумага, фибра, стекловолокно), твердеющие (шеллак, бакелит, смола), а также различные лаки и высыхающие масла. Для изоляции проводов часто используют каучук.
Слюда — природный минерал, имеющий высокую электрическую прочность (200 кВ/мм), высокую нагрево- и влагостойкость. Применяют ее для изоляции в мощных электрических машинах, для прокладок в электронагревательных приборах (например, в электрических утюгах) и там, где требуются высокие изоляционные свойства с высокой нагревостойкостью.
Мрамор — горную породу, в последние годы в электроустановках применяют редко, так как он хрупок и дорог.
Стекло — электроизоляционный материал, из которого делают колбы для осветительных и электронных ламп и изоляторы. Из него путем переработки получают волокно (стеклопряжу), из которого выполняют изоляцию обмоточных проводов, подвергающихся действию высокой температуры.
Электрический фарфор — наиболее распространенный изоляционный материал, применяется для производства изоляторов высокого и низкого напряжения. Из него делают изоляторы, ролики, втулки, воронки и др.
Гетинакс — материал, получаемый прессованием бумаги, пропитанной бакелитом. Его применяют для изготовления щитков, панелей и изоляционных каркасов в трансформаторах.
Текстолит — материал, получаемый путем прессования нескольких слоев ткани, пропитанной резольной смолой.
Область применения его аналогична гетинаксу. Он обладает большой механической прочностью.
Асбоцемент — спрессованная холодным способом масса, состоящая из цемента и асбестового волокна. Обладает высокой теплостойкостью, большой механической прочностью и негорючестью, но гигроскопичен. Из него делают панели щитов и щитков электроаппаратов. Широко применяют асбоцементные трубы.
Сухая древесина (береза, дуб, бук) применяется для изготовления панелей, каркасов, опорных и крепежных деталей аппаратуры, пазовых клиньев электромашин, рукояток рубильников и т. п. Электрическая прочность древесины 22—50 кВ/мм.
Электроизоляционная бумага применяется при изготовлении конденсаторов, кабелей, слоистых пластин и при оклейке деталей электроаппаратуры. Электрическая прочность ее 12 кВ/мм.
Фибра — материал, получаемый путем обработки пористой бумаги раствором хлорида цинка. Из фибры делают прокладки и каркасы для катушек аппаратов, дугогасящие камеры, патроны трубчатых предохранителей. Электрическая прочность составляет 3,5 кВ/мм.
Смолы — твердые вещества при нормальной температуре, жидкие при нагревании. Это органические вещества стеклообразного строения. При застывании они прочно соединяются с поверхностью твердых тел. Смолы условно разделяются на пластмассы (пластики) и более упругие каучуки (эластики).
К природным смолам относятся шеллак, канифоль и др.; к синтетическим — бакелит, глифталь, нейлон, органическое стекло и др.
Шеллак — натуральная смола, хорошо растворяется в спирте. Применяется для изготовления клеящих лаков.
Бакелит — искусственная смола, получаемая при соединении фенола с формалином. Бакелит размягчается при температуре около 80 С и растворяется в спирте и ацетоне.
При нагреваний бакелита до 140 °С на его поверхности образуется термостойкая пленка. Применяют бакелит для пропитки древесины и изготовления пластмасс и слоистых материалов (гетинакса, текстолита).
Эбонит — твердая резина, полученная из каучука путем добавления к нему 25—50% серы. Выпускается в виде плит, кругов, трубок, хорошо поддается механической обработке. Вследствие недостаточной электрической прочности (15 кВ/мм) эбонит используется преимущественно в низковольтных электроустановках.
Магнитные материалы
Магнитными материалами являются чистое железо, никель, кобальт, магнитные стали и сплавы на основе железа.
Их отличительная черта — способность намагничиваться во внешнем магнитном поле. Магнитные материалы делятся на две группы — магнитно-мягкие и магнитно-твердые.
Магнитно-мягкие материалы характеризуются малой остаточной намагниченностью и значениями магнитной проницаемости μ»1. Эти материалы используются для изготовления сердечников электрических машин, трансформаторов. Наиболее широко применяется для этой цели электротехническая сталь, которая отличается от обычной стали высоким содержанием кремния (до 50 %). Другим магнитно-мягким материалом является пермаллой — сплав железа с никелем (до 80 %). Для высокочастотных установок применяют сердечники из феррита, состоящего из измельченных, а затем сплавленных оксидов железа и других металлов (никеля, цинка и т. п.).
У магнитно-твердых материалов велика остаточная намагниченность, поэтому их применяют для изготовления постоянных магнитов. Магнитно-твердыми являются легированные стали с присадками никеля, вольфрама, алюминия и кобальта (сплавы магнико, альнико и др.), а также сплавы железа с платиной.