Электротехнические материалы, применяемые для изготовления трансформатора тока типа ТФН
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
ичность, а не прочность.
Медь является сравнительно дорогим и дефицитным материалом. Поэтому расходовать её надо весьма экономично. Медь как проводниковый материал всё чаще заменяется другими металлами в особенности алюминием. В отдельных случаях помимо чистой меди применяются её сплавы с оловом, кремнием, фосфором, бериллием, хромом, магнием, кадмием. Такие сплавы называются - бронз, и имеют значительно более высокие механические свойства, чем чистая медь. Предел прочности на растяжение таких сплавов может быть 800-1200 МПа и более. Бронзы широко применяются при изготовлении токопроводящих пружин и т.д.
7. Сталь
Это наиболее доступный и дешёвый материал, обладает высокой механической прочностью. Сталь это сплав железа с углеродом. Представляет собой большой интерес в качестве проводникового материала. Однако даже чистое железо имеет значительно более высокое по сравнению с медью и алюминием удельное сопротивление порядка 0,1 мкОм*м.
При переменном токе в стали, как в ферромагнитном материале заметно сказывается поверхностный эффект, поэтому сопротивление стальных проводов переменному току выше, чем постоянному. Кроме того появляются потери мощности на гистерезис.
В качестве проводникового материала обычно применяется мягкая сталь с содержанием углерода 0,1-0,15%, обладающая пределом прочности на растяжение 700-750 МПа, относительным удлинением при разрыве 5-8%, и удельной проводимостью в 6-7 раз меньшую, чем у меди. В таких случаях сталь применяется в качестве материала для проводов воздушных линий при малых мощностях.
Сталь как проводниковый материал используется также в виде шин, рельсов трамваев, электрических железных дорог и т.д. Обычная сталь обладает малой коррозийной стойкостью.
8. Электротехническая сталь
Электротехническая сталь - тонколистовая сталь, используемая при изготовлении шихтованных магнитопроводов электротехнического оборудования - электромагнитов, трансформаторов, генераторов, электродвигателей и так далее.
В зависимости от требуемых свойств, электротехническая сталь содержит различное количество кремния. В зависимости от технологии производства электротехнические стали разделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; количество кремния до 3,3%) и горячекатаные (изотропные; количество кремния до 4,5%). Нередко в качестве легирующей добавки в электротехнической стали может содержаться алюминий (до 0,5%). Иногда электротехнические стали условно разделяют на динамную (0,8-2,5% кремния) и трансформаторную (3-4,5% кремния).
Электротехническая сталь выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05-1 мм. Качество электротехнической стали характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и индукцией), изотропностью свойств (разницей в значениях свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами электроизоляционного покрытия.
9. Фарфор
Фарфор является одним из основных материалов изоляторного производства. Для изготовления фарфора применяют специальные сорта глин, минеральные кварцы и полевой шпат. Фарфор подвергается обжигу, чтобы улучшить его механические и электрические свойства.
Свойства фарфора:
Плотность 2,3-2,5 Мг/м3
Предел прочности при сжатии 400-700 МПа
Предел прочности при растяжении 45-70 МПа
Предел прочности при изгибе 80-150 МПа
Ударная вязкость фарфора 1,8-2,2 кДж/м2
Однако при повышении температуры электроизоляционные свойства фарфора резко ухудшаются.
Из фарфора изготавливают самые разнообразные изоляторы: линейные, подвесные, штыревые, станционные, опорные и проходные, аппаратные, установочные фарфоровые изделия.
10. Трансформаторное масло
Из всех жидких электроизоляционных материалов находит наибольшее применение в электротехнике. Его назначение двояко: во-первых, масло, заполняя поры в волокнистой изоляции, а также промежутки между проводами обмоток и между обмотками и баком трансформатора, значительно повышает электрическую прочность изоляции; во-вторых, оно улучшает отвод тепла, выделяемого за iет потерь в обмотках и сердечнике трансформатора. Лишь некоторые силовые и измерительные трансформаторы выполняются без заливки маслом ("сухие" трансформаторы). Еще одна важная область применения трансформаторного масла - масляные выключатели высокого напряжения. В этих аппаратах разрыв электрической дуги между расходящимися контактами выключателя происходит в масле или в находящихся под повышенным давлением газах, выделяемых маслом под действием высокой температуры дуги; это способствует охлаждению канала дуги и быстрому ее гашению. Трансформаторное масло применяется также для заливки маслонаполненных вводов, некоторых типов реакторов, реостатов и других электрических аппаратов.
Общие требования и свойства.
Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая прочность трансформаторных масел в основном определяется наличием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в маслах должны полностью отсутствовать. Низкая температура застывания масел (-45С и ниже) необходима для сохранения их подвижности в условиях низких температур. Для обеспечения эффективн