6 MH12 vat lieu dien CD

TUYÊN BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ - GIÁO TRÌNH Mơn học: Vật liệu điện NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ-TCDN Ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Hà Nội năm 2012 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NÓI ĐẦU Kỹ thuật điện, điện tử ngành kỹ thuật có vị trí quan trọng lĩnh vực sản xuất, đời sống, khoa học kỹ thuật Gắn liền với phát triển kỹ thuật điện việc ứng ứng dụng ngày nhiều loại vật liệu chế tạo máy điện, thiết bị điện trình sản xuất, truyền tải, sử dụng điện Việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu yêu cầu quan trọng ngành học có liên quan đến kỹ thuật điện, điện tử Giáo trình vật liệu điện dùng cho trình độ cao đẳng nghề biên soạn theo chương trình khung Bộ lao động thương binh xã hội Giáo trình nhằm mục đích cung cấp cho người học kiến thức vật liệu điện Trong trọng tâm giới thiệu cấu tạo, đặc điểm, phạm vi sử dụng loại vật liệu: Dẫn điện, cách điện, bán dẫn, vật liệu từ số sản phẩm loại dây dẫn điện, dây cáp dây điện từ Trong trình biên soạn chúng cố gắng kết hợp phần kiến thức có cập nhật thơng tin lĩnh vực có liên quan Tuy nhiên khơng phải giáo trình chun sâu mà chủ yếu tài liệu giảng dạy cho môn học sở, nhiều nội dung khơng sâu, mang tính thực tế nhiều lý luận Trong trình biên soạn chúng tơi có tham khảo nhiều tài liệu tác giả lĩnh vực chun mơn có liên quan, sử dụng nhiều phần tài liệu Trong q trình biên soạn chúng tơi ln nhận giúp đỡ, góp ý đồng chí có trách nhiệm hội đồng biên soạn Bộ lao động thương binh xã hội, với quan tâm tạo điều kiện Ban lãnh đạo Trường Cao đẳng nghề bách nghệ Hải Phòng Chúng tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ hợp tác đồng chí, tạo điều kiện cho chúng tơi hồn thành giáo trình Chúng tơi mong nhận ý kiến nhận xét, đánh giá, góp ý bạn đồng nghiệp, anh em sinh viên sử dụng tài liệu để chúng tơi có điều kiện bổ sung, chỉnh lý góp phần hồn thiện thêm cho giáo trình Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Trường Cao đẳng nghề Bách nghệ Hải Phòng Khoa Điện –Điện tử Số 196/143 - Đường Trường Chinh- Quận Kiến An - TP Hải Phòng Email: Khoadienbn@gmail.com Hà nội, ngày …… tháng… năm 2013 Nhóm biên soạn Chủ biên: Phạm Minh Tuấn Đặng Văn Tuyên Nguyễn Văn Vịnh MỤC LỤC ĐỀ MỤC Trang TÊ MƠN HỌC: VẬT LIỆU ĐIỆN Mã mơn học: MH12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò mơn học - Mơn học bố trí sau sinh viên học xong môn học chung trước môn học nghề Là môn lý thuyết sở bắt buộc Môn học cung cấp cho người học kiến thức vật liệu điện, giúp học viên có kiến thức để phân biệt loại vật liệu điện, lựa chọn loại vật liệu điện phục vụ cho công tác sửa chữa thiết bị điện, bảo quản vật liệu trình sản xuất Nội dung mơn học: Mơn học vật liệu điện gồm năm chương Chương1: Vật liệu dẫn điện Chương 2: Vật liệu cách điện Chương 3: Vật liệu bán dẫn Chương 4: Vật liệu từ Chương 5: Dây dẫn, dây cáp, dây điện từ CHƯƠNG I VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN Mã chương: MH 12 01 Giới thiệu: Bài học giới thiệu kiến thức vật liệu dẫn điện cách sử dụng vật liệu dẫn điện lĩnh vực kỹ thuật, sản xuất Mục tiêu: Trình bày khái niệm vật liệu dẫn điện Tính chất chung kim loại, hợp kim.Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện kim loại hợp kim Phân loại, nhận dạng, chọn vật liệu dẫn điện theo yêu cầu cơng việc Nội dung chính: Khái niệm chung vật liệu dẫn điện 1.1 Khái niệm chung vật liệu điện Vật liệu điện tất loại vật liệu dùng để sản xuất thiết bị lĩnh vực ngành điện Theo đặc điểm, tính chất công dụng , vật liệu điện chia thành loại bản: vật liệu dẫn điện , vật liệu cách điện , vật liệu bán dẫn, vật liệu từ.Để hiểu rõ chất việc phân loại ta nghiên cứu thêm phần cấu tạo vật chất 1.2 Cấu tạo vật chất 1.2.1 Cấu tạo nguyên tử Mọi vật chất cấu tạo từ nguyên tử phân tử Nguyên tử phần tử vật chất Nguyên tử cấu tạo hạt nhân mang điện tích dương điện tử mang điện tích âm,chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo định Hạt nhân nguyên tử tạo nên proton (p) notron (n), notron phần tử không mang điện, proton mang điện tích dương (+) Ở trạng thái bình thường ngun tử trung hòa điện, tức nguyên tử có tổng điện tích dương hạt nhân điện tích âm điện tử Nếu lý ngun tử hay nhiều điện tử trở thành điện tích dương gọi ion dương Ngược lại nguyên tử trung hòa nhận thêm điện tử trở thành ion âm Trong trình chuyển động quanh hạt nhân, điện tử có động Mỗi điện tử có mức lượng khác nhau, lượng tỉ lệ nghịch với bán kính quỹ đạo chuyển động điện tử Q trình biến ngun tử trung hòa thành ion dương điện tử tự gọi trình ion hóa Năng lượng tối thiểu để cung cấp cho điện tử để điện tử tách rời khỏi nguyên tử trở thành điện tử tự gọi lượng ion hóa (W) Khi điện tử nhận lượng nhỏ mức ion hóa bị kích thích chuyển từ mức lượng sang mức lượng khác, chúng ln có xu trở vị trí trạng thái ban đầu Phần lượng cung cấp để kích thích nguyên tử trả lại dạng lượng quang học Năng lượng ion hóa cấp cho nguyên tử lượng nhiệt, điện trường va chạm, tác dụng tia cực tím, phóng xạ Ngược lại với q trình ion hóa q trình kết hợp: Nguyên tử + e = ion Ion (+) + e = nguyên tử, phân tử trung hòa 1.2.2 Cấu tạo phân tử Phân tử phần nhỏ chất trạng thái tự mang đầy đủ đặc điểm, tính chất chất Phân tử tạo nên từ nguyên tử thông qua liên kết phân tử Trong vật chất tồn dạng liên kết sau: - Liên kết đồng hóa trị: đặc trưng liên kết số điện tử trở thành chung cho nguyên tử tham gia hình thành phân tử Phân tử liên kết đồng hóa trị trung tính cực tính Phân tử có trọng tâm điện tích dương điện tích âm trùng phân tử trung tính Các chất tạo nên từ phân tử trung tính gọi chất trung tính Phân tử có trọng tâm điện tích dương điện tích âm khơng trùng gọi phân tử cực tính (hay phân tử lưỡng cực), chất tạo nên từ phân tử cực tính gọi chất cực tính - Liên kết ion : Liên kết ion xác lập lực hút ion dương ion âm phân tử Liên kết xảy phân tử ngun tố hóa học có tính chất khác - Liên kết kim loại: Là liên kết kim loại Dạng liên kết tạo nên tinh thể mà hạt nhân nút mạng tinh thể, xung quanh hạt nhân có điện tử liên kết, ngồi có điện tử tự Khi khơng chuyển động nhiệt hạt (gồm nguyên tử, phân tử ion) vị trí xác định gọi nút, nút xếp theo trật tự xác định hợp thành mạng tinh thể (ví dụ mạng tinh thể lập phương) - Liên kết Vandec – van: Là liên kết tương tự liên kết kim loại liên kết yếu nên dễ bị phá vỡ nhiệt Vì chất rắn sở liên kết thường có nhiệt độ nóng chảy thấp 1.3 Lý thuyết phân vùng lượng Theo lý thuyết cấu tạo nguyên tử, điện tử có mức lượng định Sơ đồ phân bổ vùng lượng vật rắn O oK mơ tả sau: - Các điện tử hóa trị lớp ngồi tập trung lại thành vùng gọi vùng hóa trị hay vùng đầy (1) - Các điện tử tự có mức lượng cao tạo thành dải tự hay vùng dẫn (3) - Giữa vùng đầy vùng tự có vùng trống gọi vùng cấm (3) Để điện tử hóa trị từ vùng đầy trở thành trạng thái tự cần cung cấp cho lượng W đủ để vượt qua vùng cấm 10 W > ∆ W (∆W: lượng vùng cấm) Dựa vào lý thuyết phân vùng lượng người ta chia vật liệu kỹ thuật điện thành: vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu bán dẫn - Vật liệu cách điện: vùng dẫn nhỏ Vùng cấm rộng tới mức điều kiện bình thường điện tử hóa trị cung cấp thêm lượng truyền động nhiệt di chuyển tới vùng dẫn để trở thành điện tử tự Trong điều kiện bình thường, vật liệu có điện dẫn (hoặc nhỏ khơng đáng kể) - Vật liệu bán dẫn: Có vùng hóa trị nằm sát vùng dẫn so với vật liệu cách điện Ở điều kiện bình thường số điện tử hóa trị vùng (1) với trợ giúp chuyển động nhiệt chuyển tới vùng dẫn (2) để hình thành tính dẫn điện vật liệu - Vật liệu dẫn điện: có vùng hóa trị (1) nằm sát vùng dẫn (2) so với chất bán dẫn Các điện tử hóa trị di chuyển cách khơng điều kiện tới vùng (2), có chất vùng dẫn vùng hóa trị chồng lên ln có số lớn điện tử tự Do loại vật liệu có điện dẫn cao 1.4 Phân loại vật liệu điện 1.4.1 Phân loại theo khả dẫn điện Trên sở giản đồ lượng người ta phân loại vật liệu điện thành: vật liệu cách điện, vật liệu bán dẫn vật liệu dẫn điện 63 Các vật liệu dẫn từ sử dụng kỹ thuật điện chủ yếu: để chế tạo mạch từ: lõi máy biến áp, lõi sắt máy điện, loại Rơle, khí cụ điện - Các nam châm điện dùng công nghiệp - Các loại nam châm vĩnh cửu dùng thiết bị điện 5.2 Nhận dạng loại vật liệu dẫn từ - Nhận dạng dạng vật tư: thường loại vật liệu sắt từ Căn theo đặc điểm giới thiệu phần tính chất vật liệu sắt từ, ta tiến hành nhận dạng cụ thể theo loại liệu - Nhận dạng phần kết cấu thiết bị: vào cấu tạo nguyên lý làm việc, ta phân biệt phần cấu tạo thiết bị để nhận phần vật liệu sắt từ 64 CHƯƠNG V: DÂY DẪN, DÂY CÁP, DÂY ĐIỆN TỪ Mã chương: MH3205 Giới thiệu: Nội dung chương giới thiệu kiến thức dây dẫn, dây cáp, dây điện từ: khái niệm, đặc điểm cấu tạo lĩnh vực sử dụng Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo đặc điểm loại dây dẫn, dây cáp, dây điện từ dùng kĩ thuật điện - Biết công dụng, lựa chọn sử dụng đúng, bảo quản tốt dây dẫn, dây cáp, dây điện từ Nội dung chính: Dây dẫn: 1.1 Khái niệm dây dẫn điện: Dây dẫn điện phần quan trọng hệ thống điện, làm nhiệm vụ kết nối điện phần tử hệ thống, truyền dẫn điện từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ nối phận máy điện, thiết bị điện Tùy theo chức nhiệm vụ yêu cầu dẫn điện người ta sử dụng loại dây dẫn khác nhau: dây dẫn trần, dây dẫn có bọc vật liệu cách điện hay cáp điện Dây dẫn trần dây dẫn bọc cách điện Dây trần sử dụng điều kiện người động chạm đến Ví dụ đường dây khơng, đường dây nối phần hệ thống trạm biến áp Dây có bọc cách điện dây có lõi vật liệu dẫn điện bọc lớp bảo vệ phía ngồi vật liệu cách điện Đa số mạng điện đặt nhà dùng dây cách điện Tùy theo yêu cầu điều kiện làm việc (mơi trường, nơi dẫn điện, dây ngồi trời hay nhà, ngầm đất, điện sử dụng) mà dây dẫn 65 có nhiều dạng cấu tạo khác nhau, sử dụng loại vật liệu dẫn điện, cách điện khác Theo cách chế tạo ta có dây dẫn đơn (dây dẫn sợi): ruột dây dẫn có sợi có tiết diện tròn Dây dẫn nhiều sợi dây dẫn có lõi gồm nhiều sợi nhỏ riêng biệt bện lại với Dây dẫn lớn, số sợi nhiều Các lớp sợi sát chặt theo hướng khác để đảm bảo dây dẫn có hình dạng tròn khó bị tháo tuột Dây dẫn nhiều sợi so với dây dẫn sợi có nhiều ưu điểm: mềm hơn, thuận tiện việc thi cơng, độ bền kéo đứt nói chung cao 1.2 Các loại dây dẫn dẫn Vật liệu dùng để chế tạo dây dẫn thường đồng, nhôm, hợp kim chúng thép Tuy nhiên vật liệu phổ biến đồng nhôm Ta nghiên cứu kĩ loại dây dẫn 1.2.1 Dây đồng Đồng loại vật liệu dẫn điện tốt nhất, có khả chống lại biến đổi khí hậu bên ngồi số lớn phản ứng hóa học khơng khí tương đối tốt Bên ngồi sợi dây đồng có lớp oxit đồng bao bọc bảo vệ, chúng không bị phá hủy tiếp tục Nhưng lớp màng oxit dẫn điện xấu nên dòng điện dây dẫn chia nhiều dòng điện khác chạy sợi nhỏ dây dẫn Do kết vặn xoắn, nên điện trở tác dụng dây đồng vặn xoắn lớn điện trở dây không vặn xoắn từ 23% Do khả gia công tốt đồng cán thành tấm, thanh, kéo thành 66 sợi nhỏ Đặc biệt việc hàn nối dây đồng thuận lợi Khi chế tạo thành dây dẫn chế tạo dây bọc dây trần Dây bọc thường chế tạo với kích thước sau: - Một sợi: S = 1,5 – 16 mm2 - Nhiều sợi : S = 10 – 150mm2 Dây đồng trần: - Một sợi: S = - 16 mm2 - Nhiều sợi: S = 10 – 300mm2 Trường hợp cần kết hợp dây dẫn có điện trở nhỏ mà sức bền học lớn sử dụng dây đồng có lõi thép Các loại dây dẫn điện dùng cho việc cấp điện, cho thiết bị sinh hoạt chủ yếu dây dẫn đồng chế tạo theo loại dây dẫn mềm 1.2.2 Dây nhôm Nhôm loại vật liệu dẫn điện khơng tốt đồng có điện trở suất lớn (=1,6 lần) Tuy nhiên giá thành rẻ nên nhôm dùng phổ biến làm dây dẫn điện Về chịu đựng ảnh hưởng môi trường, dây nhôm nguyên chất tốt ngang với dây đồng có lớp oxit mỏng bao bọc bảo vệ cho dây khỏi bị phá hủy tác động môi trường Do ứng suất kéo cho phép nhỏ nên chế tạo làm dây dẫn không có độ võng lớn dây dẫn đồng Độ võng dây tăng làm cho cột đỡ hệ thống phải cao lên (hoặc phải dùng dây dẫn hợp kim nhơm có độ bền cao so với nhôm tinh khiết) Trước dây dẫn nhôm dùng cho đường dây cấp điện áp 35KV, ngày dây dẫn nhôm dùng cho đường dây đến cấp điện áp 500KV Nhơm có nhược điểm việc hàn nối khó, để hàn nhơm phải dùng thuốc hàn đặc biệt công nghệ hàn riêng Các cặp tiếp xúc đồng – nhơm dễ bị ăn mòn điện hóa điểm nối dây đồng với dây nhơm phải có biện pháp bảo vệ 67 Để cải thiện tính người ta sử dụng loại dây nhơm có lõi thép Khi tăng độ bền học dây dẫn, khắc phục tình trạng ứng suất kéo cho phép thấp Dây nhôm lõi thép gồm lõi bện sợi thép có ứng suất cao, lớp sợi bên ngồi làm nhôm Lõi thép để tăng sức bền học dây dẫn, nhơm phần dẫn điện Kí hiệu chung loại dây dẫn (theo kí hiệu tiêu chuẩn Nga) + M: dây dẫn đồng + A: dây dẫn nhôm + AC: dây dẫn nhôm + lõi thép + ACO: dây dẫn nhôm + lõi thép cấu tạo nhẹ + ACY: dây dẫn nhôm + lõi thép cấu tạo Tiết diện định mức dây dẫn ghi bên cạnh nhãn hiệu (trị số tính tròn theo mm2) Ví dụ: AC50, A150 1.2.3 Thanh dẫn Thanh dẫn, góp đoạn dây dẫn ngắn để kết nối thiết bị điện, khí cụ điện hệ thống truyền tải, phân phối điện Như kết nối máy phát điện, máy biến áp, máy cắt trạm biến áp, tủ phân phối lớn Tùy theo yêu cầu khoảng cách, dẫn, góp dài từ 0,5 – 30m chia làm loại - Thanh dẫn cứng Thanh dẫn cứng thường làm đồng nhôm, thép dùng dòng điện nhỏ 300A Thanh dẫn cứng dùng làm góp máy phát điện, nối từ đầu cực máy phát điện tới phần máy biến áp truyền tải, dùng làm góp trạm biến áp, tủ phân phối, tủ động lực Tùy theo dòng điện tải góp có cấu tạo khác 68 + Khi dòng nhỏ (I 3000A) dùng dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt hiệu ứng gần để tăng khả tỏa nhiệt Khi dòng điện lớn dùng dẫn tiết diện hình ống - Thanh dẫn mềm Thanh dẫn mềm thường dùng làm góp, dẫn cho thiết bị điện ngồi trời điện áp từ 35KV trở lên Thanh dẫn mềm dây vặn xoắn đồng nhôm lõi thép Khi dùng sợi dây khơng đủ tải dùng chùm dây dẫn mềm Chùm dây dẫn mềm gồm nhiều dây dẫn phân bổ kẹp chặt vòng kim loại thường có dạng tròn 69 Thanh dẫn, góp hệ thống pha bố trí nằm ngang thẳng đứng pha đỉnh tam giác Dây cáp 2.1 Khái niệm: Cáp loại dây dẫn điện đặc biệt gồm nhiều dây dẫn điện cách điện với có lớp vỏ cách điện bảo vệ chung Cáp điện thường dùng làm dây dẫn trường hợp đường dây phải ngầm lòng đất, cơng trình.Các đặc tính điện, lý môi trường yếu tố việc chọn sử dụng cáp truyền tải phân phối điện Trong số loại cáp cáp điện lực sử dụng hệ thống truyền tải điện quan trọng ta tập trung nghiên cứu loại cáp 2.2 Cấu tạo chung dây cáp Các loại cáp gồm phận Lõi cáp thường làm đồng nhơm có hay nhiều lõi (phụ thuộc vào số pha dẫn điện) Các lõi cách điện xoắn lại với Lõi làm nhiệm vụ truyền dòng lượng - Tiếp theo lớp cách điện điều chỉnh điện trường làm nhiệm vụ tạo nên khoảng cách điện ổn định lõi dẫn đất - Ngoài lớp bảo vệ để bảo vệ lõi dẫn phần cách điện khỏi tác động học, hóa học tác động môi trường 2.3 Phân loại kí hiệu dây cáp 2.3.1 Phân loại: Có nhiều cách phân loại khác, thông thường người ta phân loại theo số tiêu chí sau: Theo điện áp làm việc, theo lĩnh vực sử dụng, theo vật liệu cách điện - Phân loại theo điện áp làm việc có cáp điện áp cao điện áp thấp + Cáp điện áp cao có điện áp làm việc lớn 1000V (trong số có loại cáp trần để truyền tải điện theo đường dây không) Phổ biến 70 loại cáp điện lực dùng để truyền tải phân phối điện, cáp cao áp dùng để đấu nối thiết bị điện cao áp * Cáp điện áp thấp điện áp làm việc 1000V: dùng mạch điện áp thấp trạm biến áp (phần nhị thứ) để cung cấp điện cho hộ tiêu thụ bình thường - Phân loại theo lĩnh vực sử dụng: + Cáp dùng cho việc cung cấp điện + Cáp dùng lĩnh vực đòi hỏi số yêu cầu riêng: cáp dùng tàu biển, cáp dùng cho hàng không, công nghiệp mỏ, cáp làm việc nước, cáp dùng cho thiết bị di động - Phân loại theo vật liệu cách điện: + Cáp cách điện giấy (tẩm dầu không) + Cáp cách điện cao su + Cáp cách điện polime Riêng với cáp điện áp cao ta cần ý thêm phân loại (cáp điện áp cao dùng để truyền tải phân phối điện năng) Trên sở phương pháp phân loại chung cáp điện áp cao phân loại chi tiết thêm Phân loại theo điện áp làm việc ta có cấp điện áp làm việc cho cáp điện áp làm việc – 10KV, 20 – 35KV, 40 -500KV - Phân loại theo vật liệu cách điện: chia làm nhóm bản: cáp có cách điện giấy tẩm dầu (cáp tẩm dầu), cách điện chất dẻo polyme, cách điện cao su - Phân loại theo số lõi cáp: Có cáp 1,2,3 lõi dẫn - Phân loại theo kiểu lắp đặt (thường xác định qua lớp bảo vệ) chia thành + Cáp lắp đặt nhà, hầm cáp, kênh dẫn khơng có tác động học bên ngồi Cáp khơng có đai thép bảo vệ 71 + Cáp đặt đất chịu lực kéo không đáng kể + Cáp đặt đất có lực kéo căng lớn + Cáp đặt nước 2.3.2 Kí hiệu cáp Kí hiệu dây cáp gồm số thông tin sau: + Điện áp làm việc + Vật liệu làm lõi cáp + Vật liệu lớp cách điện + Số pha + Tiết diện cáp Ví dụ theo tiêu chuẩn Châu Âu cáp có kí hiệu 35KV/CU/XLPE/DSTA/PVC – 3C – 120 Sq mm Có nghĩa: + 35KV điện áp làm việc + CU lõi cáp đồng + XLPE/PVC: cách điện lớp + DSTA có thép bảo vệ lớp trong/PVC: vỏ PVC (2 lớp bảo vệ) + 3C : cáp lõi 120 tiết diện làm việc 120mm2 Khi lựa chọn sử dụng cáp ta phải kết hợp với sổ tay vật liệu kĩ thuật điện, tài liệu kĩ thuật để tìm hiểu kĩ thêm 2.4 Đặc điểm số loại dây cáp 2.4.1 Cáp điện lực cách điện giấy tẩm dầu điện áp – 35KV Có cấu tạo sau: phần lõi dẫn điện chế tạo sợi đồng hay nhơm, để giảm đường kính lõi thành phần lõi phải thật chặt khít vào 72 sợi dây tròn biến thành đa giác để sợi dây sợi khít vào sợi Cáp có lõi tiết diện từ 2,5 - 16mm chế tạo sợi có tiết diện tròn Cáp có lõi tiết diện đến 25mm2 chế tạo nhiều sợi ghép lại thành hình tròn, cáp lõi lõi (được tạo thành từ nhiều sợi) ghép lại thành hình quạt sau ghép khít với để tạo thành hình tròn Phần cách điện pha cáp dùng băng giấy tẩm dầu quấn nhiều lớp Các dây cách điện xoắn lại nhau, khe hở dây lấp kín nêm giấy, đặt chất cách điện giấy có tẩm dầu Mặt lớp cách điện bọc lớp vỏ kín chì hay nhơm để bảo vệ lớp cách điện khỏi bị ẩm ướt phá hoại tác động học 2.4.2 Cáp điện lực 25 – 220KV Ở cấp điện áp cáp cấu tạo khơng bảo đảm cách điện người ta phải chế tạo loại cáp có yêu cầu khắt khe cấu tạo chất cách điện Có vài loại sử dụng hệ thống truyền tải điện: - Cáp chứa khí: lớp cách điện lõi vỏ kim loại dùng giấy tẩm dầu, lớp trung gian băng giấy có khí ép (điện áp 35KV – áp suất 73 khí = – 5at), cáp 110KV có áp suất khí từ 10 – 15at Khí chứa cáp phải có độ bền điện cao, độ dẫn nhiệt tốt, phải khí trơ (thường dùng nito) Phổ biến loại cáp đặt ống thép ống có chứa nito - Cáp chịu dầu có cách điện giấy tẩm dầu, khoảng trống chứa đầy dầu có áp suất, dùng mạng điện từ 110 – 400KV Phổ biến loại cáp có áp suất dầu trung bình từ – 4at, cáp có áp suất cao từ 10 – 15 at sử dụng cho điện áp đến 400KV - Cáp có áp suất dầu cao yêu cầu vỏ chì kiên cố, có khớp nối đặc biệt để nối vào thiết bị Để trì áp suất dầu người ta thường dùng thùng điều hòa áp suất kèm theo 2.5 Thực hành giới thiệu,nhận dạng số loại dây cáp điên 74 Dây điện từ 3.1 Khái niệm : Dây điện từ dây quấn cuộn dây máy điện (máy phát động cơ, máy biến áp) khí cụ điện 3.2 Phân loại Vật liệu làm dây điện từ dây đồng, dây nhơm (trường hợp đặc biệt có số dây dùng hợp kim điện trở) có tiết diện tròn chữ nhật bọc lớp cách điện quanh dây Tùy theo vật liệu chế tạo dây, vật liệu lớp cách điện tiết diện dây ta phân dây điện từ thành số loại 3.2.1 Phân loại theo vật liệu chế tạo - Dây điện từ có lõi đồng: đồng có đặc tính dẫn điện tốt, dễ gia cơng, dễ kéo, dễ hàn nối nên sử dụng phổ biến dây điện từ Đồng sử dụng làm dây điện từ phải đồng tinh khiết, bảo đảm tính dẻo, dễ kéo, dễ uốn, dễ hàn nối cố điện trở suất nhỏ Dây đồng có đường kính nhỏ tới vài phần trăm mm2 nên thích hợp sử dụng để quấn cuộn dây thiết bị có cơng suất nhỏ, kích thước nhỏ - Dây điện từ có lõi nhơm: nhơm có điện trở suất lớn đồng (= 1,6 lần) rẻ nhẹ đồng nên dùng phổ biến để chế tạo dây điện từ Cùng dây dẫn điện tiết diện dây nhôm phải lớn dây đồng Dây nhôm thường chế tạo với tiết diện lớn nên thường sử dụng để quấn cuộn dây máy điện công suất lớn đặc biệt máy biến áp điện lực Dây nhơm có nhược điểm khó hàn nối nên gia cơng sửa chữa gặp khó khăn, phải thực công việc nối dây - Dây điện từ hợp kim điện trở cao: trường hợp đặc biệt cuộn dây điện từ cần có điện trở lớn ( dụng cụ đo) kết hợp làm phận gia nhiệt (phần tử sấy nóng cuộn dây máy điện) dùng loại dây điện từ hợp kim điện trở cao 3.2.2 Phân loại theo tiết diện dây dẫn 75 Theo tiết diện dây dẫn ta chia dây điện từ thành loại: dây điện từ có tiết diện tròn điện dây từ có tiết diện chữ nhật - Dây điện từ có tiết diện tròn: Các dây điện từ có tiết diện nhỏ thường chế tạo có tiết diện tròn Dây tròn dùng phổ biến máy điện cơng suất nhỏ, khí cụ điện, thiết bị điện dễ thực cơng việc quấn dây, dễ đặt dây vào khe hở nửa kín mạch từ - Dây điện từ có tiết diện chữ nhật: dây điện từ có tiết diện lớn thường chế tạo với tiết diện chữ nhật Vì với tiết diện lớn dây tròn cứng khó chế tạo cuộn dây Với dây tiết diện chữ nhật có momen chống uốn theo chiều mỏng nhỏ nên dễ chế tạo cuộn dây, khe hở vòng dây xếp khít tiết kiệm khơng gian máy Với máy có rãnh quấn dây hở dễ đặt dây đặc biệt với máy biến áp công suất lớn 3.2.3 Phân loại theo vật liệu cách điện: Lớp vật liệu cách điện phủ dây điện từ sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau: - Các loại vật liệu có gốc tự nhiên như: sợi bông, tơ tằm - Các loại sơn cách điện tổng hợp - Các loại có nguồn gốc khống vật amian Trong phổ biến dùng sơn tổng hợp gọi emay Trên sở vật liệu cách điện ta chia dây điện từ thành loại phổ biến 3.2.3.1 Dây điện từ có lớp bọc emay: emay loại sơn cách điện tổng hợp có thêm chất nhuộm màu chất độn vơ Sơn emay có ưu điểm: có độ bám dính tốt, hệ số giãn dài vật liệu làm dây dẫn gia cơng dễ bảo vệ Lớp sơn bóng có khả dẫn nhiệt tốt làm mát máy tốt Emay có loại phủ lớp loại phủ lớp Loại phủ lớp có độ bền điện cao, thường sử dụng cho máy điện có yêu cầu làm việc môi trường không thuận lợi Cách điện dây emay tương đương cấp B, có nhiệt độ làm việc tới 130oC 76 3.2.3.2 Dây điện từ có lớp cách điện coton: coton loại vật liệu cách điện có nguồn gốc xenlulo (sợi thực vật, sợi bơng), lớp cách điện bọc sợi cách quấn vài lớp sợi dây Chiều lớp quấn ngược để tránh xô lớp cách điện Cách điện coton có nhược điểm: chiều dày lớp cách điện lớn, vật liệu dễ hút ẩm, quấn cuộn dây có va chạm, mức độ uốn vòng dây nhiều dễ làm trượt lớp bọc, khả dẫn nhiệt làm máy điện tỏa nhiệt chậm Nhưng dây coton có khả ngấm loại sơn tẩm tốt, giá thành rẻ, nên trước hay dùng để chế tạo máy điện làm việc môi trường khơng q khắc nghiệt Coton có cách điện tương đương cấp A, nhiệt độ làm việc nhỏ 105oC 3.2.3.3 Dây điện từ có lớp cách điện sợi amian Amian tên gọi nhóm vật liệu khống chất có cấu trúc dạng sợi, amian có ưu điểm so với vật liệu hữu tính chịu nhiệt cao Từ amian người ta chế loại vải, giấy sản phẩm có tính chịu nhiệt, độ bền học tính cách nhiệt cao Dây điện từ bọc amian có kết cấu tương tự dây coton có lớp bọc cách điện sợi amian Do lớp vật liệu cách điện sợi amian nên loại dây điện từ sử dụng cho máy điện làm việc mơi trường có yêu cầu cao nhiệt độ, độ ẩm cao Cách điện amian tương đương cấp S, nhiệt độ làm việc tới 155oC Phương pháp bảo quản loại dây dẫn, dây cáp, dây điện từ 4.1 Khái niệm yêu cầu chung bảo quản Bảo quản việc giữ gìn loại vật tư khơng thay đổi chất lượng trình lưu giữ, đưa sử dụng đáp ứng tốt yêu cầu kĩ thuật 4.2 Các phương pháp bảo quản Các loại vật liệu có yêu cầu bảo quản riêng: 77 - Dây dẫn điện: trình bảo quản không để xảy hư hỏng cách điện, xoắn hỏng dây việc xếp đặt vị trí bảo vệ phải ý không xảy va chạm - Dây cáp điện cấu tạo phức tạp, đặc biệt với cáp điện lực nên trình lưu giữ cuộn cáp phải kê giữ theo quy định Đặc biệt việc bảo vệ vật liệu cách điện, chống ngấm ẩm phải quan tâm Các đầu cuộn cáp phải làm kín tuyệt đối (với cuộn cáp dùng dở phải có giải pháp hàn bịt kín trở lại) Với dây điện từ việc bảo vệ phải quan tâm tới lớp cách điện có cấu tạo chiều dày mỏng, chịu va chạm có khả bị nấm mốc bảo quản phải quan tâm đến môi trường kho tàng (không bị ẩm ướt, giá đỡ phải bảo đảm không để xảy va chạm) 4.3 Thực hành việc tổ chức bảo quản Nhận dạng loại dây dẫn dây điện từ 5.1 Các lĩnh vực sử dụng Dây dẫn điện: Dùng đường dây cung cấp điện, đấu nối phần máy điện, thiết bị điện - Dây cáp điện chủ yếu dùng điều kiện đường dây dẫn điện có yêu cầu đặc biệt (dùng cho điện áp cao, qua môi trường không thuận lợi) Dây điện từ dùng để quấn cuộn dây máy điện 5.2 Cách nhận dạng: Căn vào đặc điểm cấu tạo, phạm vi sử dụng ta dễ dàng nhận dạng loại dây dẫn ... Cu 6. 1.2 Các tính chất Đồng Ngồi tính chất chung kim loại dẫn điện tốt, đồng có số tính chất riêng sau: Đồng tiêu chuẩn hóa 20oC thường có đặc tính sau: δ = 1,7241.10 -6 (Ω.cm) γ = 0,58.1 06 (Ω.cm)... loại vật liệu dẫn điện tốt vàng bạc đồng nhôm hợp kim chúng, sử dụng rộng rãi đồng nhôm 6. 1 Đồng hợp kim đồng 6. 1.1 Đồng: Có kí hiệu hóa học Cu Đồng vật liệu dẫn điện quan trọng tất vật liệu dẫn... Trường Cao đẳng nghề Bách nghệ Hải Phòng Khoa Điện –Điện tử Số 1 96/ 143 - Đường Trường Chinh- Quận Kiến An - TP Hải Phòng Email: Khoadienbn@gmail.com Hà nội, ngày …… tháng… năm 2013 Nhóm biên soạn