Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình nhằm mục đích cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về vật liệu điện. Trong đó trọng tâm là giới thiệu về cấu tạo, đặc điểm, phạm vi sử dụng của các loại vật liệu: Dẫn điện, cách điện, bán dẫn, vật liệu từ và một số sản phẩm như các loại dây dẫn điện, dây cáp và dây điện từ.
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 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 11 Khái niệm chung vật liệu dẫn điện 11 1.1 Khái niệm chung vật liệu điện 11 1.2.Cấu tạo vật chất 11 1.2.1Cấu tạo nguyên tử 11 1.2.2 Cấu tạo phân tử 12 1.3 Lý thuyết phân vùng lượng 13 1.4 Phân loại vật liệu điện 14 1.4.1 Phân loại theo khả dẫn điện 14 1.4.2 Phân loại theo từ tính 15 1.5 Khái niệm chung vật liệu dẫn điện 15 1.6 Phân loại vật liệu dẫn điện 16 Cấu tạo kim loại hợp kim 16 2.1 Khái niệm kim loại hợp kim 16 2.1.1 Kim loại: 16 2.1.2 Hợp kim 17 2.2 Thực hành nhận dạng phân biệt kim loại, hợp kim với số loại vật liệu khác 17 Tính chất chung kim loại hợp kim 17 3.1 Tính chất kim loại: 17 3.1.1 Tính chất vật lý: Kim loại có tính chất vật lý chung: tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt có ánh kim 17 3.1.2 Tính chất hóa học: 18 3.1.3 Tính chất học 18 3.2 Tính chất hợp kim 18 3.2.1 Tính chất vật lý tính chất học 18 3.2.2 Tính chất hóa học 19 3.3 Thực hành mẫu chuẩn bị 19 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện dẫn kim loại: 19 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 19 4.2 Ảnh hưởng áp suất 20 Chọn vật liệu dẫn điện 20 5.1 Yêu cầu chung 20 5.2 Chọn vật liệu dẫn điện 21 Một số vật liệu dẫn điện thông dụng 22 6.1 Đồng hợp kim đồng 22 6.1.1 Đồng: Có kí hiệu hóa học Cu 22 6.1.2 Các tính chất Đồng 22 6.1.3 Ứng dụng đồng 23 6.1.4 Hợp kim đồng 23 6.2 Nhôm hợp kim nhôm 24 6.2.1 Nhôm (Al) 24 6.2.2 Hợp kim nhôm 25 6.3 Sắt hợp kim sắt 25 6.4.Một số kim loại hợp kim khác 26 Nhận diện loại vật liệu dẫn điện 26 7.1 Đặc điểm chung 26 7.2 Cách nhận dạng 26 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN 28 Khái niệm chung vật liệu cách điện 28 1.1 Vật liệu cách điện 28 1.2 Điện dẫn chất điện môi 28 Phân loại vật liệu cách điện 29 2.1 Phân loại theo trạng thái vật lý 29 2.2 Phân loai theo thành phần hoá học 30 2.3 Phân loại theo tính chịu nhiệt 31 Tính chất chung vật liệu cách điện 32 3.1 Tính hút ẩm vật liệu cách điện 33 3.2 Tính chất học vật liệu cách điện 35 3.3 Tính chất hố học vật liệu cách điện 36 3.4 Tính chất nhiệt vật liệu cách điện 36 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cách điện 38 4.1 Khái niệm độ bền cách điện 38 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ cách điện 38 4.2.1 Yếu tố bên ngoài; 38 4.2.2 Các yếu tố bên trong: 39 Chất điện môi 40 5.1 Điện môi đặt điện trường 42 5.2 Điện dẫn chất điện môi 42 5.3 Phân cực điện môi 43 5.4 Tổn hao điện môi 44 5.5 Phóng thủng điện môi 45 Một số vật liệu cách điện thông dụng 46 6.1 Vật liệu cách điện thể khí 46 6.2 Vật liệu cách điện thể lỏng 46 6.3 Vật liệu cách điện thể rắn 47 Nhận dạng loại vật liệu cách điện 48 7.1 Đặc điểm chung: 48 7.2 Cách nhận dạng: 48 CHƯƠNG III: VẬT LIỆU BÁN DẪN 50 1.Khái niệm chung chất bán dẫn 50 1.1 Khái niệm chất bán dẫn : 50 1.2 Phân loại vật liệu bán dẫn 50 Tính chất chung vật liệu bán dẫn 51 2.1 Dòng điện chất bán dẫn 51 2.2 Đặc điểm dẫn diện chất bán dẫn 51 Một số chất bán dẫn dùng kỹ thuật 53 3.1 Giecmani: 53 3.2 Silic 54 3.3 Selen 54 3.4 Các hợp chất hóa học bán dẫn 54 Các yếu tố bên ảnh hưởng điện dẫn chất bán dẫn 55 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 55 4.2 Ảnh hưởng cường độ điện trường 55 4.3 Ảnh hưởng lượng ánh sáng 55 4.4 Ảnh hưởng biến dạng học 56 4.5 Thực hành đo dòng điện qua linh kiện bán dẫn thay đổi yếu tố 56 Vật liệu bán dẫn tinh khiết bán dẫn tạp chất 56 5.1 Vật liệu bán dẫn tinh khiết (bán dẫn thuần) 56 5.2 Vật liệu bán dẫn tạp chất 57 5.3 Thực hành giới thiệu linh kiện sở trình bày 58 Nhận dạng loại vật liệu bán dẫn 58 6.1 Các lĩnh vực ứng dụng 58 6.2 Các nhận dạng 59 CHƯƠNG IV: VẬT LIỆU DẪN TỪ 60 Khái niệm - phân loại vật liệu dẫn từ 60 1.1 Khái niệm vật liệu từ tính 60 1.2 Phân loại 61 Các tính chất vật liệu dẫn từ 62 2.1 Q trình từ hóa vật liệu sắt từ 62 2.1.1 Vật liệu sắt từ 62 2.1.2 Đường cong từ hóa 62 2.2 Vật liệu sắt từ mềm 63 2.3 Vật liệu sắt từ cứng 63 2.4 Vật liệu từ có cơng dụng đặc biệt 64 2.5 Vật liệu từ giảo 64 Một số vật liệu sắt từ thông dụng 65 3.1 Vật liệu từ mềm 65 3.1.1 Gang thép kết cấu: 65 3.1.2 Thép kỹ thuật điện 65 3.2 Vật liệu từ cứng 66 Phương pháp bảo quản vật liệu dẫn từ 66 4.1 Yêu cầu chung 66 4.2 Các phương pháp bảo quản 66 Nhận dạng loại vật liệu dẫn từ 66 5.1 Các lĩnh vực ứng dụng vật liệu dẫn từ 66 5.2 Nhận dạng loại vật liệu dẫn từ 67 CHƯƠNG V: DÂY DẪN, DÂY CÁP, DÂY ĐIỆN TỪ 68 Dây dẫn: 68 1.1 Khái niệm dây dẫn điện: 68 1.2 Các loại dây dẫn dẫn 69 1.2.1 Dây đồng 69 1.2.2 Dây nhôm 70 1.2.3 Thanh dẫn 71 Dây cáp 73 2.1 Khái niệm 73 2.2 Cấu tạo chung dây cáp 73 2.3 Phân loại kí hiệu dây cáp 73 2.3.1 Phân loại 73 2.3.2 Kí hiệu cáp 75 2.4 Đặc điểm số loại dây cáp 75 2.4.1 Cáp điện lực cách điện giấy tẩm dầu điện áp – 35KV 75 2.4.2 Cáp điện lực 25 – 220KV 76 Dây điện từ 77 3.1 Khái niệm 78 3.2 Phân loại 78 3.2.1 Phân loại theo vật liệu chế tạo 78 3.2.2 Phân loại theo tiết diện dây dẫn 78 3.2.3 Phân loại theo vật liệu cách điện: 79 Phương pháp bảo quản loại dây dẫn, dây cáp, dây điện từ 80 4.1 Khái niệm yêu cầu chung bảo quản 80 4.2 Các phương pháp bảo quản 80 4.3 Thực hành việc tổ chức bảo quản 81 Nhận dạng loại dây dẫn dây điện từ 81 5.1 Các lĩnh vực sử dụng 81 5.2 Cách nhận dạng: Căn vào đặc điểm cấu tạo, phạm vi sử dụng ta dễ dàng nhận dạng loại dây dẫn 81 10 TÊ MÔN 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 mơn 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 q trình sản xuất Nội dung mơn học: Môn 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 67 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 68 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 khơng có bọc cách điện Dây trần sử dụng điều kiện người khơng thể động chạm đến Ví dụ đường dây không, 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 (môi trường, nơi dẫn điện, dây trời hay nhà, ngầm đất, điện sử dụng) mà dây dẫn 69 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 cơng tốt đồng cán thành tấm, thanh, kéo thành 70 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 không 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 nhơm ngun 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 khơng 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 nhôm có độ bền cao so với nhơm 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 nhôm phải có biện pháp bảo vệ 71 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 nhơm 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 nhơm, 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 72 + Khi dòng nhỏ (I 3000A) dùng dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngồi 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 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 73 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 mơi 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 74 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 75 + 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 ngồi 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 76 sợi dây tròn biến thành đa giác để sợi dây sợi khít vào sợi Cáp có lõi tiết diện từ 2,5 - 16mm2 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 ngồi lớp cách điện ngồi 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 không 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 77 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 u 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 78 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 công, 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 cơng 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 79 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 công suất nhỏ, khí cụ điện, thiết bị điện dễ thực công 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 ngồi dây điện từ sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau: - Các loại vật liệu có gốc tự nhiên như: sợi bơng, 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 vô 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 u cầu làm việc mơi trường khơng thuận lợi Cách điện dây emay tương đương cấp B, có nhiệt độ làm việc tới 130oC 80 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 bông), lớp cách điện bọc sợi cách quấn vài lớp sợi dây Chiều lớp quấn ngược để tránh xơ 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 không 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 u 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 không 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: 81 - Dây dẫn điện: q trình bảo quản khơng 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 ... vật lý Theo trạng thái vật lý ta có vật liệu cách điện trạng thái: vật liệu cách điện thể khí, vật liệu cách điện thể lỏng, vật liệu cách điện thể rắn - Vật liệu cách điện thể khí: Trong số vật. .. 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 15 - Vật liệu cách điện: Là chất điều kiện bình thường dẫn điện điện... cách điện - Vật liệu cách điện thể rắn: Đây dạng vật liệu sử dụng phổ biến kỹ thuật điện Vật liệu cách điện thể rắn phân thành nhóm theo đặc điểm như: Vật liệu cách điện cứng, vật liệu đàn hồi, vật