1-1.什么是电气材料？主要有哪些种类 1.电气材料是指在电力设备中应用的材料。

电气材料是构成电力设备的基础物质是实现电力设备各种功能的基础，是电力设备安全可靠运行的基本保证

2.根据其电气功能，电气材料主要分为电介质绝缘材料、半导体材料、导电材料、磁性材料

1-2.什么是电力设备？电力系统中的电仂设备主要有哪些类别

电力设备是指在电力系统中能够实现电能的生产、传输、变换、分配、使用的设备的总称。 电力设备的分类：

按電力先后顺序分为：发电设备、变电设备、输电设备和用电设备。 按在电力系统中所起的作用分为：一次设备、二次设备。 按技术重偠程度分为：核心设备、辅助设备。 按经济价值差异分为：大型贵重设备、普通设备。

1-3.电气材料的作用和地位

1. 电气材料是构成电力設备的基础物质，是实现电力设备各种功能的基础是电力设备安

全可靠运行的基本保证。随着导电材料、半导体材料、磁性材料和绝缘材料的发展使人们在电磁场理论与量子力学的基础上，设计制造出各种电力设备与器件实现对电能产生、传输、变换及应用过程的控淛，发展形成现代电力工业并使之成为国民经济的命脉

2. 在电气功能技术领域中，电气材料始终占有不可替代的重要地位各种电气新技術的产

生，往往都要通过相应的设备和器件来实现设备和器件需要各种材料来进行制作，即使是原理上可行的新技术和新产品如果没囿相应的材料，也都无法实现

1-4.电气设备的作用和地位？

1. 电力设备是电力系统的基本组成单元

电力系统是发电厂的发电机、电力网的变壓器和输电线路以及各种用电设备按照一定的

规律连接而组成的统一整体，电脑产生、传输、变换、分配使用等多个环节都是通过电力设備来完成的

2. 电力系统的安全稳定运行的关键在于电力设备的绝缘和电力设备的故障检测，电力设备

的生产能力和技术水平决定着电力系統运行的效率和质量

1-5.电气材料与电力设备二者之间的关系？

1.在电气工程技术领域中电气材料始终占用着不可替代的重要地位。各种电氣新技术的产生往往都要通过相应的设备和器件来实现，设备和器件需要各种材料来进行制作即使是原理上可行的新技术和新产品，洳果没有相应的材料也都无法实现。电气材料是构成电力设备的基础物质是实现电力设备各种功能的基础，是电力设备安全可靠运行嘚基本保证 2.电力系统和电力设备发展也对于电气材料的发展提出来新的要求。（例如特高压直流输电、环境友好绝缘材料、纳米绝缘材料）

2-1 请举例说明电气材料的结构与性能的关系？

电气材料的结构对性能起决定性的作用各种材料之所以具有不同性能，是由于物质结構不同所致

2-2 如何描述原子的微观结构？

1. 原子模型：“壳层模型”认为原子是由位于原子中心带正电的原子核和环绕核的带负电

的电子云所组成原子核由质子和中子组成，每个质子带一个单位正电荷中子为电中性，原子核所带正电荷与核外电子云所带负电荷相等通常凊况下整个原子呈现电中性。原子的质量主要集中在原子核

2. 电子运动：按照量子力学用统计的观点去认识电子在核外空间的几率分布。描述电子的

运动状态时需要有四个量子数（n,l,m,

3. 原子中的电子分布：可以用泡利不相容原理、能量最小原理和洪特原理来描述。一般来

说原子中的电子只能处于一系列特定的运动状态，所以在每一主壳层上就只能容纳一定数量的电子；同样也不能将所有的电子填入一个亚殼层中。原子中电子的分布主要由泡利不相容原理和能量最低原理来确定并遵循洪特规则。

4. 原子中电子的得失：闭壳层外的最外亚层上嘚电子远离原子核在原子相互作用中扮演

重要角色。在化学反应中这些电子首先与相邻原子的外层电子发生相互作用，故最外层的电孓也称为价电子决定元素的化合价。例如碱金属Li、Na、K等原子在闭壳层外有一个电子很容易失去这个电子而成为一价正离子，以形成稳萣的闭壳层结构

2-3 原子中电子分布应遵循什么原理？ 泡利不相容原理、能量最小原理和洪特规则

2-4 分子是如何形成的？

原子是由带正电的原子核和围绕其周围运动的带负电的电子所组成当两个原子靠近时，相邻原子核及价电子之间产生相互作用同时存在着方向相反的吸引力和排斥力，在某一距离下两种作用力相互抵消结果在两个原子间形成稳定结合的化学键而生成一个分子。键的形成意味着两相连原孓系统的能量必须小于两个分离原子的能量使分子形成更稳定的结构。

2-5 化学键的类型及构成物质的特点?

化学键可分为共价键、离子键和金属键三大类

1. 共价键：两个相同或不同元素的原子由于共同拥有（以电子云重叠的方式）部分或全部

价电子而形成的化学键所形成的化匼物称为共价化合物。

当这类共价键物质的固体熔化或液体汽化时分子内的化学键并未破坏，只需克服组成固体或液体物质的微弱分子間力因此，这类共价键物质具有较低的熔点和沸点 2. 离子键：原子间的相互作用产生电子转移，形成正负离子正负离子间库仑力的相互作

用而形成的化学键。离子键往往由金属-非金属元素组成 离子键化合物具有许多共同的物理性质。例如： 1） 强度高、易碎、熔点高（與金属相比） 2） 易溶于极性液体如水中形成导电离子

3） 所有电子被严格束缚在离子上，因此离子型固体介质是典型的绝缘体

4） 离子键凅体具有比金属键和共价键固体更低的热导率

3. 金属键：当许多金属原子堆积成固体时，价电子会脱离单一原子而被所有原子共享成

为自甴电子，渗入离子间的空间而形成电子气或电子云电子气负电荷与金属阳离子的相互吸引作用，大于将价电子移离单一原子所需的能量因而形成金属键。 金属键晶体的特点：导电导热性能好、延展性好

2-6 什么是分子间力及其作用？

1. 由于一个原子中电子分布状态与其它原孓核间的静电吸引所致这就是所谓的分子间

2. 分子间作用力包括取向力、诱导力和色散力三种。

3. 分子间力影响物质的熔点、沸点、溶解度、表面X力等理化特性

2-7 什么是晶体？如何表征晶体结构

1． 晶体是原子、离子和分子按照一定的周期性在空间排列，在结晶过程中形成具囿一定规

2． 为了更好的观察、描述晶体内部原子排列的方式可把晶体中按周期重复排列的原子（结

构单元）抽象成一个几何点来表示，從晶体结构中抽象出来的几何点的集合称之为晶体点阵简称晶格。晶格中忽略了周期中所包含的具体结构单元内容而集中反应周期重複方式，既然晶格具有周期性只要绘出一个点阵的最小周期单元（一个阵点及相应空间位置）――点阵的原胞，即可反应整个晶体的原孓排布所以可简单的将晶体表示为晶体结构=点阵+原胞。

2-8 举例说明典型离子晶体的结构特征及应用 1. AB型氧化物

MgO、CaO、SrO等就是典型的AB型结构。

結构特征：氧离子在立方体的顶点和面心得位置 二阶阳离子在各边的中央和立方体的中心。这两组离子互成立方面心结构阳离子占据著全部氧八面空隙，配位数为6. 应用：电子陶瓷 2.

金红石就是典型的型氧化物

结构特点：晶胞是四方柱体，而 3、不是立方体可以近似的将看成是做六方密

堆积，八面体空隙的一半在柱体的顶点和体心位置。由六个形成一个八面体把

应用：由于这种结构，在电场作用下

将產生很强的离子位移和电子位移极化从而

具有很高的介电常数，所以成为许多陶瓷电容器的基本原料 3.

结构特点：氧离子做六方密堆积，占据八面体空隙但是因为在晶格中Al和

O的数目比为2：3，所以只有2/3的八面体空隙被占据

应用：紧密结构和极大的离子键强度，使它具有佷高的机械强度硬度和稳定性成为很好的结构材料。 4.

（钙钛矿结构）属于这种结构的有

结构特征：A位一般是稀土或碱土元素离子，B位┅般是过渡元素离子A位和B位皆可被半径相近的其他金属栗子部分取代而保持其晶体结构基本不变。

应用:它是研究催化剂表面及催化性能嘚理想样品由于这类化合物具有稳定的晶体结构、独特的电磁性能以及很高的氧化还原、氢解、异构化、电催化等活性，作为一种新型嘚功能材料在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。

型的离子化合物又称尖晶石型结构化合物，是离子晶体中的一个大类A

为二价阳离子，如、、、、、、等；B为三价阳离子如、、

、、、等。结构中离子作立方紧密堆积其中A离子填充在四面体空隙中，

B离孓在八面体空隙中即A离子为4配位，而B离子为6配位尖晶石型化合物结构较稳定，有的可用作高温耐火材料有的可用作电子陶瓷材料。 6. 囸四面体结构

种类繁多的硅酸盐的基本结构就是硅―氧四面体

结构特征：在这种四面体内硅原子占据中心。四个氧原子占据四角这些㈣面体，依着不同的配合形成了各类硅酸盐。

用途：它们大多数熔点高化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料硅酸盐制品和材料廣泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。

2-9 能级是如何产生?

由玻尔的理论发展而来的现代量子物理学认为原子的可能状态是不连续的因此各状态对应能量也是不连续的。这些能量值就是能级

2-10 简述能级的分裂及能带的形成。

能级分裂：以氢分子的形成为例当两个H原孓相互靠近形成分子时，一个原子上的电子与另一个原子上的电子及原子核发生相互作用电子系统获得新的能量和波函数。当两H原子的波函数相互干涉时产生同相交叠和异相交叠，分别形成两个分子轨道能级分裂为两个。

能带形成：能级分裂的最大宽度取决于固体Φ原子间的最小距离，N个轨道相互作用产生的N个分裂能级当N相当大（~）时，相邻分裂能级间间隔非常小几乎是连续的额，从而产生能帶

2-11 简述电子的共有化运动。

1. 当两个原子相距较远时能级如同两个孤立原子被一个高而宽的势垒相隔，电子只在各

自的原子内部运动其能量为分立能级；而当两个原子靠的很近时，原子势场相互影响势垒宽度减小高度降低原子原来处于较高能级上的电子可能穿透势垒戓越过势垒，形成电子的共有化运动

2. 通过量子力学证明:由于晶体中电子共有化运动，使每个原子具有相同的价电子能级分裂

成为一系列囷原来能级很接近的新能级这些新能级基本上连成一片而形成能带。

2-12 从能带理论的角度简述导体、半导体和绝缘体的异同

1. 能带的填充與导电性的关系：若固体由N个原子组成则每个能带内有N个能级，按照泡

利不相容原理最多可容纳2N个电子。所有能级全部被电子所填充的能带叫满带而只有部分能级为电子所填充的叫不满带。在外电场作用下只有不满带中的电子才具有导电能力，而满带中的电子是不导電的

2. 导体：除满带外还存在不满带即导带，导带以下的第一个满带称为价带导体中的电

子易在电场作用下产生迁移运动。表现为电阻率很低通常在~Ω?mX围。

3. 绝缘体：其最低的一系列能带被填满而其上的能带则完全为空带，切禁带宽度较宽

大于2eV。固体中的电子不易茬电场作用下产生迁移运动表现为电阻率很高，在

4. 半导体：能带结构与绝缘体相同但禁带宽度较窄，一般小于2eV固体中的电子易受

热噭发到空带参加导电，同时产生空穴电流Ge和Si禁带宽度分别为0.74eV和1.17eV，此类介质的电阻率较低一般在

2-13 简述缺陷结构及缺陷能级。

1. 通常晶体中總是存在缺陷这些缺陷往往来源于结晶的不完整与外来质。缺陷结构包括

点缺陷、线缺陷和面缺陷外来杂质缺陷则有替位与填隙两种，他们一般都属于点缺陷 2. 当晶体中存在缺陷时，将在禁带中引入附加能级称之为缺陷能级。缺陷能级可分为浅

能级和深能级浅能级昰指离导带比较近即电离能比较小的能级，深能级则是指离导带比较远即电离能比较大的能级禁带中的浅能级易于释放电荷（电子或空穴）到导带或价带中去，成为导电载流子故这些浅能级又称为施主或受主能级。而深能级则不易放出电荷它们便成为俘获电子或空穴嘚中心，所以称之为俘获能级或俘获中心又称之为陷阱能级。 2-14 计算略 2-15 计算略

3-1 按分子中正负电荷的分布情况不同电介质可以分为哪几类？试述各类的基本特征 1. 分为a.非极性电介质；b.极性电介质；c.离子型电介质。 2. 各种类型的基本特征：

a. 非极性电介质：无外电场作用时正负電荷中心重合，故其电气性能稳定 b. 极性电介质：化学结构不对称，即正负电荷中心不重合分子具有偶极矩。 c. 离子型电介质：组成基本單元为离子故其介电常数大机械强度高。

3-2 什么事电介质的极化试说明电介质极化的种类及其机理。 在外电场作用下电介质出现束缚電荷的现象称为电介质的极化。 电介质的极化主要有三种形式:

1. 电子极化：原子内的电子云和原子核在外电场中发生迁移形成电偶极矩的现潒；外电场

关闭原子会返回原来现象。

2. 取向极化：只出现于极性分子是有永久电偶极子的取向改变而产生的。 3. 离子极化：正负离子在外电场作用下发生迁移的现象

3-3 试述弹性模量的物理意义。

对弹性体施加一个外界作用（称为应力）后弹性体会发生形状的改变（称为應变），弹性模量的一般定义是：应力除以应变

从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度从微观角度来说，则

是原子、离子和分子之间键合强度的反映

3-4 试述热导率的物理意义。

热导率是当温度垂直梯度为1摄氏度/米时单位时间内单位水平截媔积所传递的热量。热导率是物质导热能力的量度

3-5 绝缘材料的耐热等级（温度指数）是什么含义？对电力设备的材料选择有什么意义 電解质的最高允许工作温度就是指在此温度下介质的电学力学化学等性能能保证长期正常运行，当超过这一温度电解质的性能将显著下降。国际上根据绝缘材料的耐热程度即最高允许工作温度，划分了绝缘材料的耐热等级便于电机电器在设计和维修时合理选用材料。

3-6 絕缘材料老化的含义是什么

绝缘材料在贮存、使用过程中，在热、电、光、氧、潮气和化学药品、各种机械力、高能辐射以及微生物等洇素长时间作用下其性能发生不可逆变的现象称为老化。老化特别着重于长时间和不可逆

3-7 六氟化硫气体为什么具有高的耐电强度？

1) 当氣体中有电负性元素时分子具有强烈的吸附电子的能力，

子具有很强的电负性，吸引电子的能力强 2)

分子吸附电子后变为负离子，其質量远大于电子移动速度慢，在电场中容易与正离子结合而成为中性分子 3)

气体分子的分子量高，体积大在电离过程中容易与电子发苼碰撞，使电子平均自由程减小且碰撞将电离能量转化为热能消耗，使分子发生碰撞电离的难度增大 因而，

3-8 矿物绝缘油和植物绝缘油嘚主要成分分别是什么

矿物绝缘油由饱和的烷烃、环烷烃和芳香烃组成。 植物绝缘油的主要成分是不饱和脂肪酸

3-9 聚乙烯交联后，其化學结构和物理性能发生哪些变化

聚乙烯交联后，其化学结构从线型分子变为交联的网状大分子与聚乙烯相比，交联聚乙烯的耐热性好工作温度达90℃，燃烧不滴落抗蠕变，抗环境应力开裂

3-10 写出以下高分子绝缘材料的化学结构式：聚丙烯、聚四氟乙烯、天然橡胶、硅橡胶。（手写）

3-11 为什么玻璃表面的电导比体内大有什么办法可以降低表面电导？其作用机理如何 玻璃中导电载流子迁移时，受到空余網隙结构的制约要越过高的势垒。而这些载流子在玻璃表面运动的时候则不受这种空余网隙的限制活化能低很多。

保持表面清洁玻璃是一种离子性很强的介质，表面对于强极性的水分子有很大的亲和作用当相对湿度大于80%时，玻璃表面附着的水分子数大为增加表面電导也大为增加，由于高频电流具有集肤效应故对于高频绝缘玻璃更应保证其表面清洁。

3-12 玻璃中共存在哪几种类型的极化与损耗试从質点运动方式、消耗能量、与频率和温度的关系等方面，对各种类型的极化与损耗加以比较

1.电子位移极化：氧离子的电子云相对于原子核的位移和形变引起的。由于正离子半径小

电子云受原子核束缚紧，形变有限

2.离子位移极化：正负离子受外电场作用而引起的弹性位迻。 这两种极化都不能引起大的损耗在10HZ内与频率无关。

纯净玻璃主要损耗源来自电导室温下电导和电导引起的损耗都很小。但随温度嘚升高而增大

3-13 功能陶瓷的分类、性能和应用有哪些？

1.导电陶瓷：导电率远大于一般陶瓷（大于10S/cm）具有很好的离子选择性，用于制作多種固态离子选择电极气敏压敏热敏传感器及高纯物质提取装置。有些快离子导体内某些离子的氧化还原着色效应可制作着色电色显示器具有充放电特性，用于制作电池库仑计，电阻器电化学开关，电积分器记忆元件等多种离子器件。

2.半导体陶瓷：具有半导体特性嘚功能陶瓷电阻率显著受到外界环境变化的影响，如温度光照，电场湿度等变化的影响。多用于制造敏感元件 3.超导陶瓷：具有超導电性。

4.介电陶瓷：在电场作用下具有极化能力且能在体内长期建立起电场的功能陶瓷。主要包括绝缘陶瓷电容器陶瓷，微波陶瓷等

5.磁性陶瓷：泛称为铁氧体，主要用于高频技术如无线电，电视电子计算机，自动控制超声波，微波及离子加速器等许多方面

3-14 什麼是纳米材料，纳米材料的特殊效应有哪些

纳米材料是指把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料。纳米材料嘚特殊效应:表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和库仑堵塞效应

3-15 什么事环境友好材料？

环境友好材料也称生态环境材料简称环境材料。是1990年10月在一次关于材料服务于人类生活、行为的未来状况与环境关系的讨论会上由日本材料科学家和工程师提出来嘚。一般来说环境友好材料是指材料在整个寿命周期中，同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性或者能够改善环境的材料。

第㈣章 半导体材料 （略）

5-1 材料的导电性能如何表征什么是导电材料？导电材料如何分类 1. 导体的导电性能可以通过体积电阻率和电导率进荇表征。

体积电阻率是微观水平上阻碍电流流动的度量 电导率是电阻率的倒数，表征电流通过材料的容易程度

2.导体是指价电子所在能帶为半满带，相邻能级间隔小的一类材料在外电场作用下，电子很容易从较低能级跃迁到较高能级大量的共有化电子很易获得能量，集体定向迁移形成电流

（1） 导电材料按导电机理（电荷载体）可分为电子导电材料、离子导电材料和混合型导

（a） 电子导体，以电子载鋶子为主体的导电； （b） 离子导体以离子载流子为主体的导电； （c） 混合型导体，其载流子电子和离子兼而有之

（2） 导体材料按照化學成分主要有以下四类：

（a） 金属材料：这是主要的导体材料，电导率在

（b） 合金材料:电导率在

S/m之间如黄铜（铜锌），镍铬合金等

S/m之間，如石墨在基晶方向为

S/m之间常用的有银、

（c） 无机非金属材料：电导率在

（d） 高分子导电材料：导电高分子是指其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类

5-2 金属材料的电导率（或电阻率）受哪些因素影响?

电导率依赖于以下三个元素：单位体积材料中的载流子数目、每个載流子上的电荷量和每个载流子的迁移率。

材料微观结构、温度、合金元素和杂质都会通过改变以上三个要素对金属材料的电导率产生影响。

5-3 试从自由电子能带论角度讨论金属、半导体与固体介质材料的区别

金属：价电子所在能带为半满带，相邻能级间隔小外电场作鼡下，电子容易从较低能级跃迁到高能级大量电子很容易获得能量进行共有化运动。 半导体：满带与空带之间也存在禁带但禁带很窄（0.1~2eV）

固体介质材料：满带与空带之间有一个较宽的禁带（3~6eV），电子很难从低能级跃迁到高能级上去形成共有化运动

5-4 什么是接触电位差和熱电势？这一特性可以利用在哪些方面

1. 接触电位是指在没有电流的情况下，两种不同物质接触面两侧的电位差即两种不同的

金属相互接触时产生的电位差。两物体紧密接触其间距小于25*cm时，就出现双

电层和接触电位差其数值与两种金属的性质与接触面的温度有关，与接触面的大小和接触时间的长短无关

2. 如果接触点温度不相同，所产生的电位差是温度的函数即所谓的热电势。热电偶就是

利用热电势來进行侧纹的

5-5 固体材料中热导有哪几种方式？金属材料与固体介质材料的热导有何不同如何提高它们的热导率？

1. 固体材料的热导主要囿声子热导和自由电子热导两种方式

2. 金属材料中既有声子，也有自由电子热导而固体介质中材料的热导率取决于声子。 3. 提高热导率的途径：

a. 提高温度：声子以声速在材料内部运动温度越高，相互碰撞越剧烈所以热导系

b. 降低杂质：金属中的杂原子、空穴、晶格缺陷都會使热导率降低。

5-6 材料的塑形与韧性在工程上的意义是什么

塑性：塑性是变形加工的条件，塑性较好的材料才可以进行变形加工不易脆断，应用时安全性比较好

韧性：韧性好的材料不易在服役过程中发生脆断破坏。

5-7 常用的导电金属主要有哪些它们的电导率分别是多尐？如何选择使用 常用的导电材料有铜及铜合金，铝及铝合金铁及铁合金。

1. 铜电导率100%IACS铜按纯度不同分为普通纯铜和无氧铜两类。普通纯铜用于电线电

缆线芯和一般导体零件无氧铜主要用于电真空开关、电子管和电子仪器零件、耐高温导体和真空开关触头用。

2. 铜合金嘚电导率10-85%IACS主要可使机械强度提高，而电导率降低不大可做各种

3. 铝和铝合金电导率60%IACS。具有含量高重量轻，比强度高高的热导率和电導率，

耐氧化性好高反射率，延展性、可塑性好等特点。可用于容器与包装建筑材料，导电材料及车辆汽车等。

4. 铁的电阻率高約为铜的五倍，而且化学稳定性低易氧化，在频率较高时集肤效应明

显所以很少用作导电材料，但是在裸的架空线中由于要求能承受的机械应力，而铜及铝线强度不够因而经常以钢作为

5-8 铜合金主要有哪些？它们具有怎样的特性 黄铜：机械强度高，电导率降低不大

青铜：锡铜合金强度提高，硅青铜强度、硬度、耐腐蚀性提高铝青铜硬度强度提高。 白铜：防腐蚀性好延展性好。

镍铜：调整镍于鋅可得到银的外观用于装饰。

5-9 铝合金的性能与纯铝相比有何不同

拉伸强度，屈服强度大幅提高但铝的中间金属化合物一般硬而脆，會对机械性能产生不利

5-10 什么是触头材料触头材料应具有哪些特性？

触头材料是用于开关、继电器、电气连接及电气接插元件等开关电器嘚核心材料又称电触头材料或电接触材料。有强电和弱电两大类

1. 强电触头主要用于电力系统和电气装置，要求为低接触电阻、耐电蚀、耐磨损及具有较

高的耐电压强度、灭弧能力和一定的机械强度等

2. 弱电触头主要用于仪器仪表、电信和电子装置。具有极好的导电性、極高的化学稳定性、

良好的耐磨性及抗电火花烧损性

5-11 常用的触头材料主要有哪些？它们各具什么特点 开关电器对触头材料的要求，最偅要的是以下几个方面：

(1) 良好的导电性和导热性；（2）抗熔焊性；（3）耐电弧烧蚀性；（4）大电流分段时不易发

生电弧重燃；（5）低截流沝平；（6）低的气体含量；（7）化学稳定性；（8）抗环境介质污染 常用的触头材料:

（1） 铜钨系触头材料：具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性和高强等优点。用于在油路

断路器和断路器及其他惰性气氛的开关断路器不易氧化，对分解的影响小触头损耗也小少。

（2） 银鎢系触头材料：广泛用语言自动开关、大容量断路器、塑壳断路器中具有良好

的热、电传导性，耐电弧腐蚀性金属迁移的熔焊趋势小等优点。其主要缺点是接触电阻不稳定

（3） 铜铬系触头材料：铜铬合金具有良好的导电、导热性，为CuCr触头大的工作电流和

开断能力提供叻保证而Cr相对较高的熔点和硬度保证了触头有较好的耐压和抗熔焊性能，Cr的难以产生热电子发射保证了灭弧室在运行过程中的 真空度

（4） 银镍、银墨触头材料：银镍触头材料具有良好的导电导热性，接触电阻低而稳定

（5） 银氧化锡触头材料：银氧化锡触头材料具有耐電磨损、抗熔焊、接触电阻低而稳定

的特点，广泛应用于电流从几十安到几千安电压从几伏到上千伏的多种低压电器

5-12 电碳材料具有什么特性？主要用于何处 1. 电碳材料是以碳和石墨为基体的电工材料。

电碳材料优良特性如下：

1) 具有良好的导电能力具有很大的各向异性；2）较高的热导率（介于铝和软之间）；

3）耐高温，且高温力学性能好在真空或保护气氛中，能在3000℃左右高温下工作（可作为高温发热体）在2500℃内随温度升高而增大；4）密度小（介于铝和镁之间）；5）与液态金属不浸润；6）化学稳定性好，仅与强氧化剂作用；7）具有自润滑性；8）热发射电流随温度升高而增大

2. 电碳材料主要用于制造电工设备的固定电接触或转动电接触的零部件等电碳制品。如

电机的电刷，电力开关和继电器的石墨触头等此外，还可用于弧光放电的石墨电极光谱分析用的碳棒，碳膜及碳电阻碳和石墨电热元件，干電池碳棒大型电子管石墨阳极以及熔融金属用的电极等。

5-13 石墨材料为什么软而滑

石墨的晶体结构为六方层状结构，同层原子为共价键結合层层间的结合力为X德华力，由于层间结合弱受力可滑动，因此石墨材料较软且具有自润滑性。

5-14 什么是超导材料超导体应具有什么特性？

1. 定义：材料的电阻随着温度的降低会发生降低在温度接近绝对零度时，电阻率会趋于

一个极低的常数这一常数称为剩余电阻；某些材料会出现当温度降低到某一程度时电阻突然消失的现象，我们称之为超导现象 2. 当材料处于超导状态时，应具有以下三个特性：

（1） 完全导电性 超导体进入超导态时其电阻率实际上等于零。例如：室温下将超导体

放入磁场中冷却到低温进入超导状态，去掉外加磁场后线圈产生感应电流，由于没有电阻此电流将永不衰减，即超导体中“持久电流”

（2） 完全抗磁性 不论开始时有无外磁场，呮有T

超导体变为超导态后，体内的磁

感应强度恒为零即超导体能把磁力线全部排斥到体外，这种现象为迈斯纳效应

（3） 即使在低于臨界温度以下，若进入超导体内的电流强度以及周围的次磁场强度超过

某一值时超导的状态被破坏，而成为普通的常导状态电流和磁場的这种临界值分别成为临界电流和临界磁场

5-15 超导材料如何分类？常用的超导材料都有哪些 1. 超导体可以依据它们在磁场中的磁化特性分為两大类： （1） 第一类超导体：只有一个临界磁场

，超导态具有迈纳斯效应表面层的超导电流。

维持体内完全抗磁性除Nb、V、Tc以外，其怹的超导金属元素都属于这一类

（2） 第二类超导体：有两个临界磁场

时，同第一类超时，处于混合态

导体具有迈纳斯效应，体内没囿磁感应线穿过当

这时体内有磁感应线穿过，形成许多半径很小的圆柱形正常态正常态周围是连通的超导圈。整个样品的周界仍有逆磁电流就是在混合态也有逆磁性，又没有电阻外加 磁场达到

时，正常态区域扩大超导区消失，整个金属变为正常态金属

铌属于典型的第二类超导体。

6-1 磁性材料的导磁能力用什么表示 磁性材料的导磁 能力用磁导率来表征。

磁体置于外磁场中它的磁场强度发生变化，磁场强度M和磁场H的比值：

成为磁体的磁化率它表示单位磁场强度在磁体中所感应的磁化强度，是表征磁体磁化难易程度的一个参量

將B与H的比值定义为绝对磁导率：

将B与H的比值定义为相对磁导率：

磁导率是表征磁体的导磁率以及磁化难易程度的一个磁学物理量。绝对磁導率是有量纲的

或H?，磁化率χ和相对磁导率μ没有量纲，且均为X量。

6-2 磁性材料的分类

一般磁性材料根据磁化率的大小和方向可分为忼磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和变磁性等六个种类。

6-3 画出铁磁材料的磁滞曲线

6-4 软磁材料的主要特点是什么？

1.软磁材料昰指具有高磁导率和低矫顽力的材料该类磁性材料容易磁化也容易退磁，在交变磁场作用下磁滞回线面积小且磁损耗低是电工和电子技术的基础材料，广泛的用于电机、变压器、继电器、电感、互感以及电磁铁的磁芯等

2.良好的软磁性能要求材料有尽可能低的磁各向异性和磁致伸缩，低的内应力高的电阻率（降低交变场下的涡流损耗）。

6-5 软磁材料主要有哪些

常用的软磁材料有纯铁、硅钢、镍铬合金（玻莫合金）、钴铁合金、铁基和钴基非晶态材料、软磁铁氧体、纳米晶铁基合金等。

6-6 硬磁材料主要有什么特点

1. 永磁材料又称为硬磁材料，是一类经过外加强磁场磁化再去掉外磁场后能长时期保留其

较高剩余磁性并能经受不太强的外加磁场和其它环境因素（如温度和振動等）的干扰的强磁材料。因这类强磁材料能长期保留其剩磁故称永磁材料，又因其具有高的矫顽力能经受外加不太强的磁场干扰，故又称为硬磁材料 2. 一般来说，永磁材料具有以下几点基本要求：

（1） 高的最大磁能积（BH）max强磁材料的B-H磁滞回线的第二和第四象限部分荿为

退磁曲线，退磁曲线上每一点的磁通密度和磁场强度的乘积BH成为磁能积其中（BH）最大者称为最大磁能积，它是永磁材料单位体积存儲和可利用的最大磁能密度的量度

（2） 高的矫顽力BHc和高的内禀矫顽力iHc。矫顽力BHc是指强磁材料B-H退磁曲线上

B=0处的磁场强度内禀矫顽力iHc则是指强磁材料M-H退磁曲线上M=0的磁场强度，M为磁化强度BHc和iHc是永磁材料抵抗磁的和非磁的干扰而保持其永磁特性的量度，高矫顽力值能从具有强磁晶各向异性的永磁材料中获得

（3） 高的剩余磁通密度Br和高的剩余磁化强度Mr。Br和Mr是永磁材料闭合磁路在经过

外加磁场磁化后磁场为零时嘚磁通密度和磁化强度它们是开磁路的气隙中能得到的磁场磁通密度的量度。

（4） 高的稳定性即对外加干扰磁场和温度、震动等非磁性环境因素变化的稳定性。

6-7 硬磁材料主要有哪些

目前根据永磁材料其成分和磁性等特点，可分为金属永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土詠磁材料

6-8 什么是磁致伸缩效应，有何应用

1. 磁致伸缩是指在交变磁场的作用下，物体产生于交变磁场频率相同的机械振动；或者相

反茬拉伸、压缩力作用下，由于材料的长度发生变化使材料内部磁通密度相应的发生变化，在线圈中产生感应电流机械能转换为电能。

2. 笁程中常用磁致伸缩材料制成各种超声器件如超声波发生器、超声接收器、超声探伤

器、超声钻头、超声焊机等；回声器件，如声呐、囙声探测仪等；机械滤波器、混频器、压力传感器以及超声延迟线等

7-1 汽轮发电机转子由哪些部件构成?有何特点？

发电机的转子主要由转孓铁芯、励磁绕组、护环和风扇组成由于发电机转速高，转子收到了离心力很大所以转子都呈细长型，且制成隐极式以便更好地固萣励磁绕组。

7-2 汽轮发电机定子绕组绝缘都包括哪些内容

定子绕组绝缘包括股间绝缘、排间绝缘、换位部件的加强绝缘和线棒的主绝缘。

7-3 發电机冷却系统的意义何在目前主要的冷却介质有哪些？

发电机运行时其内部产生的各种损耗转化为热能，会引起发电机发热尤其昰大型汽轮发电机，因其结构细长中部热量不易散发发热问题显得更为严重，发电机的发热部件主要是定子绕组、定子铁芯、转子绕組以及铁芯两端的金属部件，必须通过高效的冷却措施使这些部件发出的热量及时散发出去，保证发电机各部分温度不超过允许值 目湔大型发电机的冷却介质主要有空气、氢气、水和油。

7-4 水轮发电机的布置方式、主要组成部件有哪些

水轮发电机组的布置方式，按机组軸线方向可分为立轴布置和卧轴布置两类 水轮发电机由定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件组成。

7-5 风力发电機按传动形式可分为哪几类分别有何特点？

1）高传动比齿轮箱型：风力发电机组中的齿轮箱的主要功能是将风轮在风力作用下所产生的動力传递给发电机并使其得到相应的转速发电机的体积小，并可以和电网直接连接但

齿轮箱带来的噪音、故障率高和维护成本大。

2）矗接驱动型：应用多级同步风力发电机可以免去风力发电系统中常见的齿轮箱让风力发电机直接拖动发电机转子运转在低速状态，这就沒有了齿轮箱所带来的噪声故障率高和维护成本大的问题，提高了运行可靠性

3）中传动比齿轮箱：是以上两种形式的结合。减小了传統齿轮箱的传动比和多级风力发电机的级数从而减小了发电机的体积。

7-6 交流励磁变速恒频双馈发电机组的优缺点有哪些

优点是：允许發电机在同步速上下30%的转速X围内运行，简化了调整设置减少了调速时的机械应力，同时使机组控制更加灵活、方便提高了机组的运行效率；需要变频控制的功率仅是电机额定容量的一部分，使变频装置体积减小成本降低，投资减少并且可以实现有功、无功功率的独竝调节。

缺点是：双馈风力发电机必须使用齿轮箱随着发电机组功率的提高，齿轮箱成本变得很高且容易出现故障，需要经常维护哃时齿轮箱也是风力发电系统产生噪声污染的一个主要因素，在低负荷运行时效率低，电机转子绕组有集电环、电刷增加维护和故障率，控制系统结构复杂

7-7影响太阳能电池效率的主要因素有？

1）太阳能电池的理论效率存在极限值由于只有能量高于半导体带隙的光子財能对太阳能电池作出贡献，而且不论能量多高每一个光子只能产生一对电子和空穴，这两点将单结太阳能电池的极限效率限制在了44%左祐

2）太阳能电池的效率还收到光生载流子符合过程、各种寄生电阻等问题的严重影响。 3）太阳能电池的工作条件(太阳光入射强度和温度)對效率也有非常大的影响

7-8根据材料的不同，太阳能电池有哪几种分类?各有什么优缺点 1.体电池

1）单晶硅：具有统一的晶相结构；2）多晶矽：由于有晶界存在，晶相不一致表面减反射效果差，缺陷较多电池效率比单晶硅效率低，但多晶硅材料适合批量制造成本低于单晶硅。

1）硅系薄膜太阳能材料：非晶硅具有较高的光吸收系数可以薄膜化，非晶硅的禁带宽度比晶硅大开路电压高，高温性和光响应性能好主要原料硅烷，资源丰富缺点是光电转换效率低，光致衰减现象非常严重2）化合物薄膜太阳能电池：化合物半导体的禁带宽喥在1-1.7eVX围内可调，与太阳谱匹配较好对光吸收系数大，对温度不敏感弱光特性好，可在较高温度下使用无光电衰退效应。3）有机薄膜呔阳能电池：具有正温度系数使用寿命可达15-20年，结构简单成本低，易于大规模工业化生产缺点是需要用到电解液。

7-9简单论述太阳能發电系统的构成及其各部分的功能

1）太阳能电池组件及电缆、汇流箱：将各电池组件串接、防止逆流元件相互并联连接，同时配备旁路え件和接线箱等附件

2）控制器：控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护过放电保护的作用，同时兼具最大功率点跟踪温度补偿的功能。

3）蓄电池：储存电能直接并网系统可不采用蓄电池。 4）逆变器：直流变为交流及调压

5）其他：监控与通信、雷电保护等辅助设备。

7-10 请描述燃料电池和原电池的异同点

原电池是用于储存电能的化学装置，充电时电能转换成化学能放电时将化学能转換成电能，并不直接产生电而且一充一放，电能使用效率低而燃料电池只要通入燃料气和氧化气，电化学反应就可以一直持续产生电是一种发电装置。

7-11 试分析火力、水利、核能、燃料电池发电模式的优缺点 火力 优点：技术成熟、成本较低、常规化化石燃料容易获得； 缺点：耗能大、效率低、污染大、运输压力大。 水力 优点：无污染可再生；

缺点：受季节和气候因素影响大，对生态环境造成一定破壞 核能 优点：不产生温室气体，燃料运输压力小； 缺点：放射性退役处理处置难度大，建设成本高

燃料电池 优点：能源转换效率高，清洁环保可靠性和操作性好，噪声低燃料广泛，占地面积小建厂灵活。

缺点：造价偏高管理复杂。

7-12 根据燃料电池的发电原理試设计几种在日常生活中的应用实例。 燃料电池可以用作移动电源安放在车辆、船舶上；燃料电池可以用于电镀

7-13 作为燃料电池的结构材料（阳极、电解质、阴极），请思考影响其性能的关键部件并分析原因。

电极材料：良好的电子导体又具有电催化活性，以便实现快速的电荷交换；化学活性稳定不与其他材料发生反应；多孔结构，保持一定的孔隙率便于气体扩散；廉价且具有一定的如循环特性

电解质：为致密层，隔绝阴、阳极气体；具有较高的离子电导率；具有极低的电子电导率；具有一定的热稳定性；易于加工经济可行。

7-14 如果已经构建了一套开路电压为1.1V最大电流为10A的单体燃料电池，请根据要求搭建一个4400W110V的燃料电池堆，并画出模拟电路图

7-16 请思考燃料电池未能广泛应用的主要原因。

1.燃料电池造价偏高； 2.反应/启动性能低； 3.碳氢燃料无法直接利用； 4.氢气存储技术； 5.氢燃料基础建设不足

8-1 电力变壓器的主要组成部分是什么？各部分的作用

电力变压器主要由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和调压装置等部件构成。

铁芯：变压器的磁蕗部分又是你变压器器身的骨架，由铁芯柱、铁扼和夹紧装置组成 绕组：变压器的电路部分，由包有绝缘的圆形或矩形的铜导线或铝導线绕制成的线圈和绝缘

油箱：变压器的盛油容器和支持部件变压器器身浸放在油箱内。

绝缘套管：不仅仅作为高低压引线对地的绝缘而且还起着固定引线的作用。

调压装置：又叫分接开关是采用倒换高压绕组的分接头，改变高压绕组的匝数方法进行分级调压的装置分有载调压和无载调压两种；变压器的结构还有储油柜、安全气道、呼吸器、散热器片、净油器及测温装置等。

8-2 变压器型号 SFPSZ8-代表的含义昰什么

表示第八次改型设计三相三绕组、强迫油循环、风冷、铜绕组、有载调压、额定容量为63000KV*A，高压侧为220Kv等级

8-3 什么是变压器的相电压仳？它与变压器的匝数有什么关系相电压比与变压器的额定电压比有什么不同？ 是一次、二次绕组的电压比 U1/U2=N1/N2=K

由于一次、二次绕组的接法鈈同额定电压与相电压存在比例关系。

8-4电压互感器的作用是什么二次测为什么不许短路？

在高压系统中不能直接装电压表测量高电壓，而采用电压互感器把高电压按照一定比例变为低压间接测量高电压。这样能使高低压隔离既能保证人身的设备的安全，又能使电壓表的量程扩大满足统一监测监控回路系统电压的需要。

如果电压互感器二次侧短路则二次侧电流很大，极容易烧坏电压互感器所鉯电压互感器二次侧不允许短路。

8-5 电流互感器的作用是什么二次侧为什么不允许开路？

在高压系统中不能直接装电流表测电流，而必須采用电流互感器将电流按一定比例变小这样使测量人员和仪表与高电压隔离，既能保证安全又能使仪表导线截面变小，可制造轻便、经济的仪器仪表而且量程经电流互感器的变换可扩大X围，使电流表和其他仪器的额定电流标准化

当电流互感器二次侧开路时，二次電流等于零副边磁化力也等于零，一次电流全部变成了激磁电流这样在二次线圈中产生很高的电压，峰值可达几千伏威胁人身安全嘚仪表安全，使电流互感器的铁芯过热绝缘损坏而烧毁，所以电流互感器二次侧不允许开路

8-6什么是电压互感器的准确度级？我国电压互感器的准确度级有哪些各适用于什么场合？

电压互感器的准确级用来描述一定工况下的误差允许值测量用电压互感器的准确级用在規定的一次电压、二次负荷和功率因数下的最大允许百分误差来标称，标准准确级分为0.1,0.2,0.5,1,3五级保护用电压互感器的准确级用5%额定电压到与額定电压因数K相对应的电压X围内最大电压误差的百分数来标称，标准准确级有3P和6P

8-7 什么叫消弧线圈，它在系统中起什么作用

消弧线圈又稱消弧电抗器，是一个带空气间隙铁芯的电感线圈线圈有多个抽头，可以通过改变抽头接线和铁芯气隙改变电感量

接于三相变压器的Φ性点与地之间，用以在系统发生单相接地故障时提供电感性电流以抵消流过接地点的电容性电流，也使得故障相接地电弧两端的恢复電压速度降低达到熄灭电弧的目的。当消弧线圈正确调谐时还可以有效的减少产生弧光接地过电压的几率，有效的抑制过电压的幅值同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用及接地网的电压等。

8-8并联电抗器和串联电抗器各有什么作用

线路并联电抗器可以补偿线路嘚容性充电电流，限制系统电压升高和操作过电压的产生保证线路可靠运行。

母线串联电抗器可以限制短路电流维持母线有较高的残壓。而电容器组串联电抗器可以限制高次谐波降低电抗。

8-9中性点经消弧线圈接地的系统正常运行时消弧线圈是否带有电压？

消弧线圈嘚结构是一个铁芯带有气隙的可调电感线圈一般为单相式消弧线圈接在系统中性点和地之间，正常情况下中性点电压为零线圈中没有電流。当线路发生单相接地故障时中性点电位升高，而且和故障相电压相位相反经过消弧线圈感抗后，在线圈中会产生感性

电流该電流流经故障点，并与故障点的容性电流方向相反当选择合适容量的消弧线圈时，线圈中的感性电流和非故障相的容性电流正好抵消從而有利于接地电弧的熄灭。

8-10 电力电容器在电力系统中的作用是什么

电力电容器在电力系统中的主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因数减少输电线路输送电流，减少线路能量损耗和压降改善电能质量。

8-11 应用于电力系统的电容器主要有哪几类有什么作用？ 1.并联电容器：发出无功功率提高功率因数。

2.串联电容器：补偿线路的分布性电感阻抗提高系统的静动稳定性，增大输电能力 3.滤波電容器：滤除谐波

4.电热电容器：改善中频的功率因数或改善回路特性。

5.脉冲电容器：直流线路上主要做整流滤波及倍压等用途可称为直鋶电容器。在脉冲线路上主要用其储能的充放电特性可称为储能电容器。 6.标准电容器：用于高压测量回路中

7.耦合电容器：主要接在工頻高压输电线上做高频通讯及组成电容分压器之用。 8.均压电容器：主要用作高压断路器间的附件并联在断路器的断口上作均压之用。

8-12电嫆器对电介质材料有什么影响

1）为了达到高比容量的目的，应采用介电常数尽可能高的材料；

2）为了保证电容器具有纯容抗即避免因極化过程造成能量损耗，导致产生热量要求具有尽可能低的损耗角正切值，特别要求在高工频率或脉冲条件使用时

3）电容器电介质还應具有高的绝缘电阻值，并保证电阻值在不同频率与温度条件下尽可能稳定避免因为杂志的分接和材料的老化引起绝缘电阻值的下降。 4）要求电介质具有高的击穿电场强度

5）不污染环境，而且工艺好与其他材料的相容性好，并对人体无害或基本无害

8-13 简述晶闸管正常笁作时的特性。

1）当晶闸管承受反向电压的时候无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通

2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极囿触发电流的情况下晶闸管才能开通

3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值下

8-14 画出3相桥式整流的结构图与觸发角为60°时直流侧与晶闸管上承受的电压波形？ 见电力电子书。

8-15 逆变颠覆的原因有哪些

逆变时，一旦换相失败外接直流电源会通过晶闸管电路短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联由于逆变电路内阻很小，形成很大短路电流 逆变失败的原因：

1.触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相

2.晶闸管发生故障，该断时不断或该通时不通。 3.交流电源缺相或突然消失 4.换相的裕量角不足，引起换相失败

8-16 简述无功补偿的原则

无功补偿分为集中补償、分散补偿和随机随器补偿。应该遵循全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则；集中补偿与分散补偿相结合以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合以降损为主的原则。

8-17 无功补偿有哪些方式各有什么特点？

1.并联電容器补偿：结构简单、经济方便补偿容量与供电电压平方成正比。

2.串联电容器：利用其容抗抵消部分线路的感抗相当于缩短了线路嘚电气距离，提高了系统的稳定极限和送点能力

3.调相机：既能过励磁输出感性功率，又能欠励磁运行吸收感性功率可以供给无功功率、改善功率因数，调整网络电压改善系统的稳定性。

4.并联电抗器：主要以吸收系统中的容性无功功率

5.静止无功补偿器（SVC）：双向连续、平滑调节无功功率，运行维护简单调节速度快，但其本身产生的谐波需要进行抑制否则会对系统造成污染。

9-1开关电器的功能是什么

开关电器是一种重要的输配电设备，是电力系统中发电、输电、变电、供电、配电、用电各环节以及电力拖动系统中重要的控制和保护設备开关电器的主要功能是接通和断开电路，即对电路进行“开通”和“关断”具体来讲。开关电器的主要作用表现控制作用、保护莋用、隔离作用、接地保护

9-2开关电器有哪些类型?

开关电器按照使用电压的高低分为高压开关电器和低压开关电器；按照安装地点分为户內和户外两类；按照功能分为断路器，隔离开关熔断器，负荷开关自动重合器和自动分段器；按照组装方式分为装配式和成套式。

9-3开關电器的主要技术参数有哪些

开关电器的主要技术参数包括额定电压、额定绝缘水平、额定电流、稳定短时耐受电流、额定短路开断电鋶、额定短路关合电流、自动重合闸性能等。

9-4 高压断路器的作用是什么对其有哪些基本要求？

高压断路器是电力系统的最重要的控制和保护设备对维持电力系统安全、经济和可靠运行起着非常重要的作用。在负荷投入或转移时它应准确地关合、承载、开断运行回路的囸常电流，在设备（如发电机、变压器、电动机等）出现故障或母线、输配电线路出现故障时它能自动地将故障切除，从而保障非故障點的安全连续运行

高压断路器的基本要求：1）工作可靠；2）具有足够的开断能力；3）具有尽可能短的切断时间；4）具有自动重合闸性能；5）具有足够的接卸强度和良好的稳定性能；6）结构简单、价格低廉

9-5 高压断路器主要结构和主要类型有哪些？

真空高压断路器由真空灭弧室、保护罩、动触头、静触头、导电杆、开合操作机构、支持绝缘子、支持套管、支架等构成其核心是真空灭弧室。

高压断路的主要类型：1）油断路器；2）真空断路器；3）空气断路器；4）六氟化硫断路器

9-6 真空断路器有哪些特点？

1）绝缘性能好； 2）灭弧性能强； 3）使用寿命长（机械寿命和电寿命）； 4）结构简单体积小，重量轻噪声低； 5）因无油，火灾的可能性很小同时对环境没有污染； 6）检修间隔時间长、维护方便。

9-7 隔离开关在系统中的作用是什么

隔离开关的作用是线路上基本没有电流时，将电气设备和高压电源隔开或接通其主要功能是：

1）隔离电压； 2）切合小电流； 3）切换电路；

9-8 开关电器中常采用的灭弧方法有哪些？是列举2-3种并说明其灭弧原理 1）提高触头嘚分闸速度

迅速拉长电弧，有利于迅速减小弧柱中的电位梯度增加电弧与周围介质的接触面积，加强冷却和扩散的作用 2）吹弧

用新鲜洏且低温的介质吹弧时，可以将带电质点吹到弧隙以外加强了扩散，并代之以绝缘性能高的新鲜介质同时由于电弧被拉长变细，使弧隙的电导下降吹弧还使电弧的温度下降，热游离减弱复合加快。 3）用优质灭弧介质

灭弧介质的特性如导热系数、电强度、热游离温喥、热容量等，对电弧的游离程度具有很大影响这些参数值越大，去游离作用越强在高压开关中，广泛采用压缩空气、六氟化硫气体、真空等作为灭弧介质

9-9 负荷开关的作用是什么?它与隔离开关在结构原理上的主要区别是什么？

高压负荷开关是一种结构比较简单具有┅定开断和关合能力的开关电器。它具有一定开断和关合能力的开关电器它具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常的复合电流囷过负荷电流也能关合一定的短路电流，但不能开断短路电流因此，高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流也可以用来控制涳载线路、空载变压器及电容器等。高压负荷开关在分闸时有明显的断口可起到隔离开关的作用，与高压熔断器串联使用前者作为操莋电器投切电路的正常负荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流在功率不打=大或可靠性要求不高的配电回路中玳替断路器，可以简化配电装置降低设备费用。

9-10 低压断路器中的热脱器的作用是什么

热脱扣器要负担主电路的过载保护功能，其执行蔀件主要由热膨胀系数不同的双金属片构成当电路过载时，热脱扣器的热敏元件使得双金属片向上弯曲推动自由脱口机构动作，通常鼡于长延时保护

9-11 熔断器的作用与特点？

熔断器是一种短路电流保护器广泛用于高、低压配电系统和控制系统及用电设备中，主要进行短路保护或严重过载保护

熔断器的优点是结构简单、体积小、布置紧凑、使用方便、动作直接，不需要继电保护和二次回路相配合；价格低熔断器的缺点是每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，增加了停电时间保护特性不稳定，保护选择性不易配合

9-12 熔断器的结構与工作原理

熔断器主要是由熔体、触头、灭弧装置和安装熔体的绝缘管组成。

熔体在正常工作时起导通电路的作用在故障情况下熔体將首先熔化，从而切断电路以实现对其他设备的保护熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的。当通过熔断器的电流大于规定值时以其洎身产生的热量使熔体熔化而自动分断电路。

9-13高压熔断器是如何分类的

高压熔断器有不同的分类方式：

按照安装地点不同：分为户内式囷户外式。 按熔管的安装情况：分为固定式和自动跌落式 按开断电流的方式：分为限流式和无限流式。

9-14为什么在一般的高压熔断器中采鼡高熔点的铜丝而不采用低熔点的铅锡合金作熔件？

铜丝进过处理后其保护特性优于铅锡合金。当铜丝和铅锡合金丝长度相等、其额萣电流也想相等时铅锡合金电阻率大，制造的体积也大因此热容量也大，其熔断的时间较长；而铜丝电阻率小体积小，热容量小熔断时间较短，但由铜丝做的熔丝因截面积小而不易安装因此必须将铜丝做大，为了降低其熔化温度最简单的方法是用冶金效应法，即难熔的金属在某种合金状态下变为易熔材料的方法如在难熔金属铜的表面焊上金属锡的小球，当熔件发热到锡的熔化温度时锡小球先熔化，渗入铜丝内部产生铜锡合金该合金熔点比铜大大降低，且发热量剧增因此，铜丝将首先在焊有小锡球处熔断产生电弧，电弧的高温足以使铜丝沿全长熔化切断电路。

继电器是一种电子控制电器根据电气量（如电压、电流等）或非电气量（如热、时间、压仂、转速等）的变化接通或断开电路以实现自动控制和保护电力装置的电器。实质上它是一种用小电流控制大电流运作的一种“自动开關”在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

1）扩大控制X围；2）放大作用；3）综合信号；4）自动、遥控、监测功能

9-16继电器嘚结构和工作原理？

继电器由感测机构、中间机构和执行机构组成感测机构把感应到的电气量传递给时间机构，将它与额定的整定值进荇比较当达到整定值时，中间机构便使执行机构动作接通或断开被控电路。

9=17 什么是热继电器

热继电器是用于电动机或者其他电气设備、电气线路的过载保护电器。热继电器是电流通过热元件加热是镍镉合金双金属片弯曲，推动机构动作的电器

9-18 什么是成套开关设备？主要绝缘性能参数有哪些

以开关设备为主题的成套配电设备，即制造厂根据用户对一次接线的要求将各种一次电器元件以及控制、測量、保护等装置组装在一起而构成的成套配电设备。

绝缘性能参数：绝缘配合、作用电压、外绝缘、电气间隙、对地电气间隙、爬电距離、爬电比距等

10-1架空数电线路的金具分类及用途如何？

1）悬垂线夹：用于将导线固定在绝缘子串上或将地线悬挂在直线赶他上亦用于支持换位导线，分为固定和释放悬垂线夹

2）耐X线夹：用于将导线或地线固定在非直线杆塔的耐X绝缘子串上，起锚固作用分为螺栓、压縮和楔形耐X线夹、

3）连结金具：用于将悬式绝缘子组装成串悬挂在杆塔上。分为球-窝、板-螺栓和板-板连结金具

4）连续金具：用于导线和哋线的两端，承受导线和地线的全部X力的持续以及不承受全部X力的持续分为异型管和圆型管连续金具。

5）防护金具：用于导、地线的机械防护及绝缘子的电气防护分为导线防护和绝缘保护金具。

6）拉线金具：用于拉线的金具

10-2 杆塔的分类及作用如何？

1）直线杆塔：用于線路耐X型杆塔之间的直线段上主要承受线路的垂直荷载和横向拉力，并能承受一定的纵向力

2）转角杆塔：用在线路小转角处，转角一般不超过20°（直线转角杆的转向不宜大于15°），以悬式绝缘子串支持导线，绝缘子串有偏角，用它可以延长耐X段的长度，降低工程造价。

3）耐X杆塔：用在线路转角处或者有特殊要求的地方它可以承受较大的横向荷载和纵向荷载，具有加强线路纵向强度、限制线路事故X围的莋用并可以作为施工和兼修时的紧线杆塔。

4）换位杆塔：用在线路中需要改变导线相位的地方有直线型和耐X型两种。

5）大跨越塔：用茬线路跨越大河流、湖泊或海峡等地方跨越裆据大（一般在1000M以上）或塔的高度高时，导线选型或塔的设计需予以特殊考虑并应自成一个耐X段大跨越塔结构复杂，耗钢量和投资都高目前国内多采用组合构建铁塔、钢管塔或钢筋混凝土筒身、钢横担组合塔。

6）终端杆塔：發电厂或变电所进出线的第一级杆塔一般采用终端杆塔。这种杆塔的特点是需要承受导、地线的较大纵向X力差

10-3 架空线路的防雷措施主偠由哪些？

1）架设架空地线；2）减小杆塔接地电阻； 3）采用重合闸有效防止供电中断‘ 4）才有接地耦合线提高耐雷性能； 5）氧化锌避雷器进行防护。

10-4 导线的力学性能有哪些

1）比载：在各种气候条件下，导线每单位长度、单位截面积上的载荷数值称为比载。 2）弧垂：导線悬挂曲线上任意一点至两侧悬挂点连线的垂直距离 3）蠕变：多股绞线受X力后，会产生永久性的塑蠕伸长 4）振动：振动包括微风振动囷次档距震荡。

5）舞动：单导线和分裂导线都可能发生但分裂导线更易于形成舞动。绝大多数舞动在覆冰的情况下发生

10-5 为什么架空地線宜采用分段绝缘单点接地的方式？

在正常运行情况下三相导线上的负荷电流和电压是平衡的，但因架空地线对各相导线的距离不相等在架空地线上仍要感应出一个纵电动势和对地电压，架设架空地线不绝缘就会在架空地线与大地间构成回路，增加线路的电能损耗為了减少这种电能损耗，架空地线宜采用分段绝缘单点接地方式

10-6 低压、中压、高压电缆是如何进行划分的？

电力电缆一般把3KV及以下的称為低压电缆6-35KV称为中压电缆，110KV以上的称为高压电缆

10-7 常见的电力电缆品种有哪些？

电力电缆的品种有很多包括粘性浸渍纸绝缘电缆，自嫆式充油电缆、钢管充油电缆、压缩气体绝缘电缆、聚氯乙烯电缆、聚乙烯电缆、交联聚乙烯电缆、橡皮电缆、直流电缆、超导电缆等

10-8 XLPE電缆的典型结构包括哪些部分？

XLPE电缆的典型结构部分包括：导体、半导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽、防水缓冲层、铠装层、外护套

10-9 电力电缆的载流量是如何确定的？

电力电缆的载流量是指在最高允许温度下导体允许通过的最大电流。在大多数情况下电缆的传輸容量是由它的最高允许温度确定的。

1）长期允许载流量：最高允许长期工作温度时电缆的实际负载电流即为长期允许载流量 2）允许短蕗电流：根据电缆在短路电流作用期间，电缆的线芯温度不超过其允许的短路温度而定的

10-11 试简述电缆允许短路电流的计算原理。 见书

10-12电纜的敷设方式有哪些最经济的哪种？最安全的哪种

电缆线路的敷设方式包括：架空敷设、排管敷设、直埋敷设、隧道敷设和水下敷设。其中直埋敷设最经济，隧道敷设最安全

10-13 电缆附件包含哪两类，其各自功能是什么XLPE电缆适用的附件类型主要是哪些？ 电缆附件通常指电缆接头和电缆终端两类电缆接头用来把电缆连接到所需要的运行长度，电缆终端用来均衡电缆出口处的电场

XLPE电缆适用的接头主要昰预制接头、挤塑模塑接头、以及预制部件组装现场浇注硅橡胶接头。

XLPE电缆终端主要由户外终端、气体绝缘终端及油浸终端

10-14绝缘子按材料可以分为哪几类？各有什么优缺点

按制造的材料来分，主要由瓷制绝缘子、钢化玻璃绝缘子和复合绝缘子三种

瓷绝缘子 优点：伞形佷多；有良好机、电、热性能和耐气候性能；机械和电气强度已经提高。 缺点：最棘手的是低值、零值绝缘子的检出以及更换问题遭受雷击时可能会该劣化的绝缘子头部因瞬间骤热而发生爆炸，使绝缘子串断裂

玻璃绝缘子 优点：具有零值自破的自我淘汰能力；寿命长，取决于绝缘子金属附件的寿命；承受过电压后无痕迹 缺点：只能做成钟罩形；自破率高会严重影响电网的安全运行；要提高防污性能，僦必须增加棱的数量和高度而这样做又会导致棱槽深、易积污、难清扫、自洁性差。

复合绝缘子 优点：强度高、重量轻、无零值、耐污閃、不破碎（憎水性提高了复合绝缘子的抗污能力而且属于不可击穿型结构，不存在零值击穿无需对其进行绝缘检测）。 缺点：如伞裙老化、端部断裂、憎水性下降和不明原因的闪络；气候恶劣地区伞裙弹性下降变硬、变脆，严重开裂掉块；风尘大时造成风偏和伞裙表面积积污严重，会使憎水性丧失发生污闪；连接结构及工艺也存在一定的问题。

10-15 提高大气污秽地区的绝缘子运行可靠性的方法有哪些

1）定期清扫； 2）涂防尘材料； 3）加强绝缘和采用耐污绝缘子； 4）采用复合绝缘子

10 -16 什么是过电压？过电压是如何分类的

由于雷电放电、系统中操作、故障等其他原因，在电力系统中的某些部分的电压可能会异常升高有时可能大大超过电气设备正常运行的额定电压，使設备绝缘造成损坏电力系统中这种危及绝缘的电压升高，称为过电压可分为外部过电压和内部过电压两种。 内部过电压：工频电压升高、谐振过电压、操作过电压 外部过电压：反击过电压、直击雷过电压、雷击感应过电压

10-17 什么是操作过电压其危害是什么？

操作过电压昰内部过电压的一种类型出现在由于“操作”引起的过度过程中。所谓“操作”既包括断路器的正常或事故操作，如分合空载线路或涳载变压器等也包括接地故障、断线故障等。

电力系统中发生操作过电压的原因一般有以下几种：

①空载线路的合闸过电压；②切断空載线路过电压；③切除空载变压器过电压；④弧光接地过电压

10-18 雷电是怎么形成的？其危害是什么

雷电是发生在大气层中的声、光、电粅理现象，有由于天空中云层间的相互高速运动、剧烈摩擦、使高端云和低端云层带上相反的电荷此时，低端云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷形成一个极大的电容，其电位差可达到数兆伏甚至数十兆伏当其场强超过大气游离放电的临界电场强度时，就會发生云间或对大地的火花放电产生几十乃至几百千安的电流，这就是雷电放电想象 雷电的危害很大，其危害方式有：

直击雷：雷电放电主通道通过被保护物被保护物被雷电直接击中。电力设备或建筑物被雷电直接击中会造成设备损坏、人员伤亡等极大危害；

雷电感應：雷电放电主通道没有经过被保护物但放电过程中产生强大的瞬变电场在附近的导体中感应到电磁脉冲，称为LEMPLEMP可通过静电感应或电磁感应侵入导体。电力系统与外界连接有各种长距离线缆可在更大X围内产生LEMP，雷电感应电流通过导线侵入电力设备造成设备的过电压，引起设备损坏甚至烧毁

10-19 氧化锌避雷器的主要性能参数有哪些？

1）额定电压Ur；2）持续运行电压Uc；3）放电电流；4）标称放电电流In；5）参考電压；6）避雷器的参考电流； 7）0.75倍直流参考电压下的泄露电流； 8）避雷器的工频电压耐受时间特性； 9）残压

10-20 氧化锌避雷器的试验主要包括哪些？

氧化锌避雷器的试验主要包括型式试验、例行试验、验收试验、定期试验和抽样试验等

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[转]电线电缆技巧材料

在平常人印潒中电线电缆是个容易的观念，只是外包一层塑料的金属线罢了作为当代电气产品之讯号散布媒介，电线电缆远比上述观念来得纷繁从家用电话线，大哥大充电器线到办公所用运算机线,扫描线甚至到现今的铁氟龙线，性能更超多样化和庞杂化
寻找电线电缆的起源，可追溯到历史上不少合理家公元1831年，英国合理家法拉第发觉了"电磁感应规律"为电线电缆的适用进展奠基了踏实的根基，1879年美国的愛迪生创造了电灯，电灯配线因而有了辽阔的前景1881年，美国的哥尔屯创造了"沟通发电机"。随同着这些直接波及人类职业、生计的创造展现电线电缆的进展也日超讯速。1830年法拉第制成了卷线(漆包线)。1889年美国的佛朗第创造了油浸纸绝缘电力电缆，此为眼前所用的其本型高压电力电缆
电线电缆的进展，首要波及绝缘资料与导体的进展绝缘资料由最原始的裸线→漆包线→橡胶线→塑料线→融合资料线，提高到眼前的各类线缆导体也相继有白金→铜→铝→光缆等等
随着科技的进展，运算机等科技产品的展现电线、电缆之间距离也徐徐拉开，简而言之电线系指结构容易况且芯数较少的传电线材。电缆系指多重绞合制作工艺庞杂，或芯数较多的传电线材二者分辨并鈈严厉浅易地讲，但凡能传递电力或信号的有形物体都能够称之为电线电缆。
硬铜线：经伸线冷加工而成拥有较高的抗张强度，实鼡于架空输电电缆配电线及建造之导体。
软铜线：硬铜线加热清除冷加工所出产之残余应力而成富柔嫩性及曲折性，并且有较高之导電率用于制作通信及电力线缆之导体、电气机械及各种家用电器之导线。
加外还有：半硬铜线、平角铜线、镀锡铜线、无氧铜线、电子零件用线等
导体电阻：导体之电阻与其长度成正比，与其截面积成反比
式中：P…为导体之电阻系数，L…为长度S…为截面积。
导电率：以20℃时长度1M，截面积为1m?之准绳软铜线之电阻1/58欧(0.017241)为其准,称为100?导电率.电阻愈大导电率愈低,两者成反比.
拉断力：抗张尝试时试样而使其断裂之最大荷重之力。
抗张强度：抗张尝试时使其试样断裂，以单位面积表示之拉断力
伸长率：于规则之标称距离，试样通过伸长臸断裂后所增添之长度与本来长度之比率
绞线之绞向：分为左绞(Z)和右绞(S)，指观摩者沿着导体或芯线之轴由远向近观向时导体或芯线之單线沿导体或芯线之侧面绕卷，其绕卷之方向即为绞向
绞线之绞距：即导体或芯线之单线依螺旋一圈时之轴向长度。
耐弯弯曲性：单线┅端稳定另一端加上重量使垂向下，然以后回180度地曲折折直线断为止弯折次数愈多表示耐弯折性愈强。
AWM…电线的名目代号(UL758内部线)。岼常仅用于作坊装配布线
1332…电线分类名目号。
22AWG…电线之格式
200℃…电线额定温度。
VW-1…(垂直试样)燃烧测验
依日本电线工业协会1977年对电线電缆的分类为：
1、裸线2、卷线3、通信电缆4、电力电缆5、被覆线
1、裸线…望文生义，不具绝缘资料首要传导资料为：金、银、铝、铂等等。
2、卷线…相似电话手柄曲线
3、通信电缆…首要用在通信方面的电线电缆，电话线明显是个最显著的例子我们举一
如上图电话线截面圖，即使圆形电话线的一个典范例子我们从里到外逐一分析，可分为：导体、绝缘、包带、外被
3.1导体如图中示，起传导讯号作用眼湔，所用到的资料为：铜、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜平常而言，一条导体是由若干股细铜丝形成而较少是唯一条铜丝形成。这若干股細铜丝彼此之间还要绞合绞合设及绞距、绞向等观念，这在今后的产品设计中谈判到
3.2绝缘导体之间要有绝缘资料隔断。不然此线材僦不能运用了。如上图个标明阴影的小圈圈即使绝缘截面。绝缘资料首要是塑料类PP(聚丙烯)，SR-PVC(乙烯聚合物的氯化物)PE(聚乙烯),FEP(聚全氟乙烯)，PFA(可熔性聚四氟乙烯),ETFE(乙烯--四氟乙烯共聚物)ECTFE(三氟氯乙烯)，PVDF(聚偏二氟乙烯)TPU()等等这些绝缘资料的抉择与客户请求，资料价钱有关
3.3包带这是應客户请求而设的一道工序。资料首要是铝箔麦拉带,PT油纸带等平常而言，包带有阻止芯线松懈、遮掩外界信号的作用包带方法有斜包、卷包、纵包等形式。详细见后边详述
3.4外被作为产品外表而倍受客户的注重。图中半椭圆形外被是一个典范例子外被资料也较多不同嘚资料依不同的比例形成不同的配方，能够让你目迷五色中间TFL，PVC是时常用到的眼前，我们厂将外被的外形面分为如下二种特点：亮面、半亮雾、光泽顺次减低中间TFL全为亮面。
4电力电缆--平常为高压传电线
5被覆线--平常为低压传电线。
电线电缆大概能够分为上述五大类泹根据详细的资料、形状、结构、用处的不同又能够分为74类。譬如圆线、纸卷线、市内纸绝缘通信电缆、警报用电线等等详见有关材料。
二、电线电缆的制造历程简介
萦绕印字色带聚集印字裁条
炼铜→伸铜→伸线→绞线→绝缘→成缆→→→编织→→成卷
编织外被添补地线外被轴装
1.炼铜眼前工业利用阴极电解铜法炼铜
2.伸铜,伸线有三种方式：
3.0镀锡退火：电线电缆导体两端镀锡目标。
3.1防止与O2往来产生氧化。
3.2焊接适宜易于操纵。
3.2.1.热镀运用导体铜外表清洁，无油渍
3.2.1.电镀锡，导体电镀锡后外表平滑质量好，外表薄
4.绞线，绝缘萦绕(编织)，外被(印字),聚集(包带、添补、地线)编织，外被裁条(成卷、轴装)不过，并非所有线材都一定有上面进程有的线材制造历程容易得多。
(┅).导体线径、股数、面积与电阻之牵涉
可以导电的物体称之为导体相反，不能导电的物体称之为绝缘体在大大方中，铜的导电能耐较強电阻(Restistance)低。切实上我们时常用到的是合金导体。譬如
镍、铬、铜线，又称之为电阻线能发生众多的热。由于各金属成分不一样則电阻大小也不一样。镀锡铜和镀镍铜是时常用到的镀锡铜导电功能好，价钱比镀镍铜低然而相对锡而言更易氧化。镀镍铜它更比镀錫铜耐侵蚀但成本高。因而我们平常录取镀锡铜线或镀锡绞线。
我们应当还记得下面这个公式：
在作坊十分轻易看到如此格式1332 20AWG(19/0.19TS)导体线材我们来剖析一下
B…19表示此导体由19股细铜丝形成.
C…"/"表示19股细铜丝是绞合在同时,我们厂所有线材都要绞合除单根之外.
D…表示19股铜丝的每股細铜丝的单根直径是0.19mm。
E…T表示镀锡铜线S表示铜线为绞合。
我们用到的线材导体直径平常对照小从0.05mm到1.291mm。运用线径小的导体能够保障线材的柔嫩度，我们用细铜绞线替换唯一粗铜导体也即使这个理由由于有线径大小的分辨，就有了铜条、铜线、铜丝的不同称谓他们的線径顺次减小。当然下面的容易公式将的出导脸面积：
绞合有两种方法：齐心绞和束绞在打听他们之前，我们先理解一下绞距之观念學过工科的同仁清晰螺杆中有螺距的观念，学过理科的同仁明白波长之观念绞距与螺距、波长相仿，在平面上也是拥有相像实质两点之距离如下图标
明显，相像长度之导体绞合之细铜丝要比直放之细铜丝长。这种就存留掺入率的观念用导体之长度乘上一个系数(K)，就取得绞线的切实长度穿过下面图标能够推出一个公式：
L…绞距范围内芯线切实长度。
K=1+λK为掺入系数
此地的重量严厉来说差异与我们从湔的观念，因为它的单位是KG/KM而不是独自的KG或G即它是单位长度线材的重量。
式中：d┉为单股铜线直径；N…股数K1…铜线掺入率；
C…芯数P…芯線对数K2…芯线聚集掺入数；
K3…对型线缆聚集掺入率(芯线无对绞,K3=1)；
上面公式展现了芯线掺入率、芯线对数这是因为我们设计的线缆的芯线哃样拥有绞合、绞距等等观念。
3.导体绞合外径的运算
我们设计线缆包罗线材外被是用量的运算这对一个作坊来说是十分主要的。因而導体绞合外径的运算就有必需了。无论是导体还是芯线都存留两种绞合：齐心绞、束绞
货真价实，齐心绞是指以一条或多条铜单线为中央在其四周各层以左右交互之方向绞合。每层的单线总数均比其内一层多6条束绞是叫所有单线，依统一方向绞合其它还有复合绞等等。
当导体股数(芯线条数)为7、19、37、61、95并胶合时为齐心绞；其他股数(芯数)为束绞。导体胶合外径的运算公式如下：
齐心绞胶合外径D=(1+2n)*d n为导体洎内到外的层数；
束绞胶合外径D=√N×1.155×d D为绞合外径；N为导体股数
芯线胶合外径则可参看《电子线材用量设计利用公式准绳》。
前面还提箌"对型线缆聚集掺入率"所谓对型即导体(芯线)两两绞合在同时，尔后所有导体(芯线)再同时总绞(也能够不总绞)这平常是利用在请求较高电器功能的线材上。合算一提的是芯线绞与导体绞是相像原理，但芯线绞我们称之为芯线汇集层心径的观念如下图：
二、绝缘资料与绝緣相干运算
1.塑料资料的两种个性：
有：PP(Polyproplene)资料-般较亮，较硬燃烧稳当，无太多的烟尘有下滴表象。价钱较低
FEP耐油、耐磨、电气功能好等特质。
对塑料资料而言无论绝缘资料还是线材外被资料都有一些主要的机械特点、化学个性等等。这能够参看《电线用塑料资料个性表》比重在电线电缆设计中也很首要，譬如报价比重观念中，有一个加权均衡比重的观念表示入下公式：
中间：n1ρ1…为第一种资料嘚比例、比重；
中间：n2ρ2…为第二种资料的比例、比重。
式中：π…圆周率(3.146),ρ…比重,D…导体绞合外径(mm),
t…绝缘厚度；K4…押入系数,d…单线线径；C芯数；K2…芯线掺入率；P…对数；K3…对型电缆聚集掺入率
式中：t…绝缘厚度，d…导体绞合外径(mm)
二、对绞、聚集之绞线眼模之设计与录取
试问其绞合外径是多少?录取多大的绞线眼模?
但切实上眼模不能到达这个请求(D=3.6 mm)
在聚集盘上应按如下摆线法：
这么才不轻易展现前左图中的極点表象。因而D什还要加上一个体验值平常加上0.5。
四、包带、包带资料及相干运算
1.使线材成圆柱状(有的芯线不必要总绞外边只包一层包带)；
3.遮掩，使信号不受扰乱；
4.在导体与遮掩线之间起绝缘作用；
平常用单面遮掩面积小，遮盖电阻大
Facc-in：铝箔向内，用在不曾线材不洅通过编制或萦绕的线材场所也起遮掩作用；
Facc-out铝箔相对铜箔而言，铝箔软且低廉因而运用尤其普遍。
"海翠尔Hytrel)做成带状后即使麦拉带.拥囿优良的抗张强力,顺次,有阻止松懈的作用.譬如用在电线电缆场所.
棉纸带,起油滑、柔嫩、绝缘作用譬如用在鼠标线场所。
眼前有两种1.附於绞线机/聚集机上，实用于宽包带；
2.专用包带机实用于较小包带；
包带形式分纵包和横包，横包又分卷包和斜包两种方法如下图所示：
纵包用在扁平线材和芯线不必要总绞的场所，不请求柔和度；斜包速度快；卷包柔嫩度好抉择带宽：卷包时W=3D，斜包时W=4~5D并能够参看公司采办之包带资料宽度(w为带宽，D为包带前方材外径又称包带下径)。
包带重叠度取决于线材直径平常来说，不超出1/4圆弧长
包带所用的眼模(包带进去束绞机须穿过的模具)录取不可过大或过下，平常取包带后的外径(D+0.3)mm
4.5.包带局部的运算
式中：N…重叠度之倒数，π…圆周率(3.146),ρ…包带资料之比重,t…包带
资料之厚度,D…芯线聚集外径,t1…卷包之厚度(mm)
式中：d…芯线聚集外径(mm)t…包带资料之厚度(mm)。
五、放线轴、卷取轴于卷取長度之牵涉
5.1.放线轴、卷取轴之观念
如下图标这种轴在作坊应当看到得较多。本厂各类成品、半成品线材在出产进程中要收罗在线轴或卷取轴上譬如芯线押出，铜绞编织，萦绕等等工艺历程
5.2线轴卷取长度运算公式
式中：L…线轴可包装之线缆总长度。
N=K1×W/φ…线轴内宽可排泄之线行数。(舍去两位小数点)
K1…横排系数，以0.9运算：W…线轴内宽(mm)；φ…线缆直径(mm)
n=H/(K2×φ)…线轴空间可置放之线层数。D…线轴筒径；
G…卷涳尺寸(mm)皆以mm表示
K2…纵系数，0.95运算
前面曾经提到过缭绕与编织的共有作用是遮掩对外界电磁波发生隔断作用；保障内部信号的不受扰乱，一同假使羁绊与编织接地的话内部信号也不会泄露，您到作坊押出就能够发觉缭绕机上放线轴较小因而萦绕后的线材都要通过倒轴(線材从一个放线轴转到令一个卷取轴)。由于加工的请求旋绕线万一不倒轴，在外被押出引取时会展现松脱堵在眼模口，惹起断线
式Φ：D1…层心径(mm),d…萦绕铜线直径(mm),D1…羁绊下径,3是体验值,保障旋绕后的线材外观标致,不然由于缭绕铜线挨得对照密切而轻易涌现交织表象,导致押絀的线材外形面展现疙瘩,起落不平.
式中：d…单线直径；N…旋绕所需条数；K5…萦绕掺入数.
式中：D1…萦绕下径(mm)；d…单线径(mm)
式中：2…又向穿插编織；π…圆周率；D1…编织前外径；d…单线径；P…每英寸之目数；C…编织机之锭数.
从而可求出θ角度：优秀不要大于30°，不然编网加工时，不易翻转。
式中：N…每锭股数；P…每英寸之目数；d…单线径(mm)；
式中：d…单线径(mm)；6.9822…为(π/4)×铜比重8.89之常数；M…编织总条数N×C(每锭股数×锭数).
式中：D1…编织前外径(mm)；5…系数；d…单线径(mm)；
平常在设计卡等等中会看到编织的造成方法这种表示方式：16/5/0.1 AB CD
解释：A表示锭数,表示16锭编织机；
D表礻编织铜线的单线径.
股数目数不能够恣意变得过大或过小,然而能够变动.增添目数,削减条数,则编织的速度相应减低.
7.1.前面讲到绝缘资料时，已談到塑料的一些实质此地不再反复，常用的外被资料有：
PU资料：弹性好耐磨，价钱比PVC贵较硬，火烧有刺激性味
FEP：资料：耐热、抗寒、耐候、耐药、耐溶剂、绝缘怀能及高频功能优良、并具自滑腻性，低磨擦系数等特质
PVC资料：颜色较暗，弹性比PU资料要差火烧有臭菋：
同样，外被资料各项物理功能与化学功能请查阅《电线用塑料资料表》
本厂外被押出方法平常有：
充分押出…即芯线直接经外被押絀成型，不通过包带、编织之类的加工如我们出产的电源线。
管状押出…有专用的押出模具押出的外被形状成圆管状，如我们电脑上鼡的网络线
管状押出保障外被押出后的平滑与正圆度。
编织押出…切实上是半空管押出半成品线材在编织尔后再通过外被押出。
如下圖示三种押出线材截面图：
外被押出由于同样存留押入系数因而，6芯以上充分押出均相似绝缘押出
式中：D…线缆完结外径(mm)，d…芯线外徑(mm)ρ…外被资料比重，D1…外被下径(mm)，t…外被厚度(mm)K4…押出系数，D2…编织前外径(mm)M…编织总条数。
式中：A1…线缆总外表面积A2…线缆外被押出前总面积，ρ…外被资料比重。
我们在出产中偏芯的调试是出产每一个机种不可缺乏的一项工序。它是对质量波及最大因素之一洇而准确的调试偏芯是保障产品品德也是减低消耗的主要条件。
1.装模前要留神以下两点：
a.将调偏芯用的四颗螺丝宽裕将机头上外模之处清理清洁。
b.内模锁紧在机芯上并锁在机头上，然后将外模置于眼模套内万一是押PVC线材模要留神内模不要顶住外模。省得伤害模具
2.调劑偏芯的常用方式：
2.1目视调剂：穿越导体或芯线,用眼平视外模孔与内模孔(或导体与芯线)四周是否均衡,若左边空隙较大,则左边就偏多,将偏少┅边螺丝松后,再锁紧较多一边螺丝。调到中央位子后,将两旁螺丝一同锁紧,用同样的方式调试上下方
2.2空管调剂：调剂时最先放一部料，所押出来的料用剪刀在外模口剪断用眼看偏向哪一方(左右)则哪一方就偏少，把少的一方螺丝松后再锁紧对手的螺丝，至到出来的料成直線为止万一下面多的话出来的料就会上翘，假使下面少的出来的料就会下垂
2.3灯光透视调剂：此方式平常实用于透亮出，用电灯或打火機透视导体或芯线是否在绝缘体当中调试环节同2.1措施一样。
2.4冲料调剂：此措施平常都不采纳因为它会形成更多的挥霍，冲料调剂是指紦押出来的线外径比切实要大许多然后看哪一方出的料多，哪一方就少调剂方式同2.1门径一样。(此计策只能实用于PVC实芯押出)
2.5出产历程Φ，要依据切实情形来选定调试方式无何种措施都以低速来调试，以保障质量和起码制损严厉请求自己用最迅速度来调试，一同在出產中也要时常检验所出产线材的中央度
2.6我们公司所出产的铁氟龙线材普通用2.1和2.2两种措施来调试。PVC线材平常用2.3和2.4两种方式
四、模具的录取方式及间距调剂
模具的录取准确与否，对出产的产品质量、外表有直接波及在切实职业中，我们依据不同格式产品录取用不同的模具
1.押出内模的录取：内模有掌控方向，稳定导体和芯线的作用录取用内模的时候要斟酌到是否会偏芯及轻易穿线，在切实出产历程中要依据现实情形来选模不同的资料它有不同实质，因而模具的录取也不相像
2.我们眼前公司所出产的产品首要是铁氟龙和PVC电源线，因而模具的录取用也对照唯一下面我就容易的说一下这两种资料的模具录取。
3.铁氟龙的模具录取：平常是依据绝缘厚度来录取所录取的模具普通外模是线材外径的10倍，内模是导体直径的10倍内外模之间的间隙也是绝缘厚度的10倍。在切实出产中要依据现实情形而定
外模过小所押出来的线简单涌现波涛，且简便显现忽大忽小的情形外模过大押出来的线外表不平滑，轻易展现针孔状手感不好，过不了高压线徑小外模过大，出来的资料不曾锥度很难成型
4.PVC`PU的模具录取：PVC平常分为实芯押出、空管押出及半空管押出，PU只分为实芯押出,不同的押出方法就有不同的选模形式鉴于眼前本公司只有实芯押出线，在此地就容易的引荐一下PVC实芯押出的选模方法
外模的录取：实芯押出还要依據它的外表也是它的亮雾度来选模和线材外径来选，亮面线材(3.0mm-6.5mm)平常外模要大于完毕外径的0.2mm。万一完结外径更大就妥当加大外模(在此也偠留神外模过大出来的线材外表毛糙，光泽较暗外模偏小押出来的线径也不安定，出产非亮面是易偏亮像我们公司的两芯PU线外模过大戓过小所出产出来的线材外径都不会太圆，即成扁状)
内模的录取：内模的录取首要依据导体或半成品来定，万一芯是绞线用公式运算絀后再加上0.2mm左右(平常实用于绞合外径4.0mm以下)。假使是单支线绝缘度薄(0.4mm以下)的线材就在原有的芯线外径上加0.5mm即可
5.间距：是指内模最前部份与外模模口里边之间的的距离。内外模间距应依据切实体验来开始断定
PVC线材：间距过大或过小都简便显现偏芯。内外模间距过大轻易涌现外表不平滑毛糙等表象。间距过小万一是绞线且简单展现绞纹粘连力不良等表象。
PU线材：间距过大所押出线材不易剥皮但粘连力强,过尛侧易坑洼不平等表象,外模过小押出线材时线径会忽大忽小(有时资料不一样统一种线号统一个模具它就会展现此种表象)外模过小时线材外表也轻易涌现波纹状，粘连力不良料出来尔后不附在导体或芯线上乘情形。
五、押出温度的断定及调试
1.温度偏高：线材外表会起麻点、烧焦表象PU线会有亮痕,(PU线应即时调低机头和眼模温度,PVC线材变黄、线径扁等表象需总体降柔情)。平常从线材的外表能够看出来
2.温度偏低：平常有在线材外表有塑化不良(死料)、外表毛糙、外表无光泽等表象。
PU线材温度偏低轻易成针孔状及毛糙等
六、押出反常现状及处理措施
押出作业中,反常情形层见叠出,稍为不慎或松散,即会展现异样表象.大凡不良之产生,均离不开料法的缘故故我们惟有最先打听发生不良之详細理由所在，方能有的放矢进而迅疾改进。亦可防患于未然收到事半功倍的结果。
以下提到的不良均为我们平时押出作业中最为广泛展现的问题。平常我们都能够在预先给予使不良涌现的机率大为减低。
1.1原资料不良：或配比不当(如色母过多)
1.2押出混炼不良：押出温喥过低或各段温度设定不当，押出机压力太下等到条件下作业时形成资料熔融不平均产生麻点或细料。
a.[从新匡正温度(螺杆温度过高,机头溫度过低)]首要针对铁氟龙
b[压力低(L/D小),增添滤网枚数,使阻力加大,反压力增强。]
1.3眼模形状设计不良或受损及模具不当
[a眼模设计上,其流路须通順,呈流线形,模口须电镀.(首要是PVC)。]
[c视线材外表妥当调剂内外眼距]
[d变换模具(外模过大)。]首要针对铁氟龙
1.4押出速度：过快时资料在眼模口无组荿平行流淌,呈节状或螺旋状；过慢时,尚压力小,则展现蜘蛛网纹
[妥当调剂押出速度。]
1.5资料吸湿；资料含有水份,押出时,被覆层内存留气孔,被覆外表则呈不规定状.另在外眼口易组成积渣,擦伤外表
[资料需经干燥,尤其是我们厂的ETFE,其它类别的资料如尼龙资料等.必需时须预优秀烤箱内烤。]
1.6导体或芯线外表不良,惹起行线振动,使外表呈波纹状状
2.1原资料不良；料中含有杂质或有水份。
[增加滤网枚数；变换原资料]
2.2作业不慎,料中掉入杂物(如灰尘)。
[a倒料时料桶清理清洁及资料尽量不要直接放在地面上]
2.3温度太高,料在螺杆中被烧焦.。
[妥当设定押出温度,并时常留神機器各温控装备(仪器)有无故障]
[长工夫停机一定将温度减低。]
2.4混料,机器未清理.
[a防止不同材质之资料混杂在同时。]
[c温度过低押出速度过快資料不曾完整熔化]
[d机器未清理洁净,过滤网破旧,机头未清理清洁。]
3.1水槽前端水滴喷溅至刚出模之线外表,使该处先行固化紧缩,组成鼓起疙瘩
[阻止水滴喷溅,水龙头不来宜太大。]
3.2芯线外表不光滑起疙瘩,致使外被跟着起疙瘩
3.3温度过低组成.资料未完结熔化。
3.4押出张力不安定或加减速不当形成疙瘩
[a调剂该线张力架张力；检视引取机有无故障(引取机螺丝宽裕,速度档位不到位等)。]
3.5资料紧缩性大时,在押出冷却时其外表附囿空气或蒸气出产的小泡(肉眼难以辩解或与冷却水往来时即组成,无法看到),该小泡部份无法与冷却水直接交往,遇外表冷却速度不一,先冷却部份将小泡后冷却部位拉成下陷小坑
[减低螺杆温度，想法除却押出线材外表粘连之汽泡可在水槽入口处设海绵体揩抹。]
4.1资料中有异物(杂料、小铁屑、小铜屑等),突破滤网堵在眼模口形成刮伤
[变换滤网及清理眼模。]
[变换外眼或修复外眼(要用耐水砂纸打磨)]
4.3押出后外伤；在冷卻水槽或引取轮、压轮、储线架等处刮伤.
[找到刮伤处源,加以改进。]
5.1导体或芯线外表沾有水份或油污,押出时该处与资料往来,因高温膨胀挥发,組成汽泡
[前端加布揩抹或过预热器,必需时变换导体或芯线。]
5.2芯线外表不良有小坑、露铜等、押出时小坑中空气未能完整排泄,受膨胀组成汽泡
5.3押出温度太高,资料热分解时产生机泡。
5.4资料中含有水份或有不同材质的资料
[资料先烘烤尔后才运用、挑出不同材质的资料。]
5.5押出線材时不曾水冷却
[线材押出时前端水槽必定要过水]
6.2冷却不够，在引取轮上压扁
[a.将押出速度妥当调剂或加快冷却水循环周期。]
[c.加长冷却沝槽或采纳双层(或W型)]
6.3印字时压轮压得太紧。
6.4半成品形状不规定
[变换内外眼模及调剂眼距。]
7.2导体有水或油污
[前端加布揩抹或过预热器。]
7.3模具太近压力不够。
7.4冷却方法不对(冷却速度过快)
[前端水槽加热水或加大空冷段距离。]
7.5模具运用不当(内外模比例太小)
[变换更大的外模或更小的内模。]
8、押出量少(也叫不安定流淌)即指在押出历程中线材直径突大突小，或不出料等情形的产生
8.1资料中有杂质梗塞滤网组。
[变换新的滤网或改换资料]
8.2供料段温度过高，资料在此段即开端熔融致使输路碰壁。
8.3料斗干燥温度太高资料结块，阻塞下料口
[减低干燥温度，必需时须将胶料整个放出来冷却后从新参与料斗]
8.4螺杆温度太低,螺杆阻力太大，电机皮带打滑
8.5机械搭配问题,螺杆紧缩比比唎与资料不相符。
[工程技巧人员解决]
[a.减低螺杆的回转数。][d.用更具流线型的眼模]
[e.改用溶粘度低的资料。]
[c.采纳廊段长的眼模][f.增高押出温喥。]
9、沙眼(指不能穿过火花测验的针孔状)
9.1温度过低形成沙眼。
[平常情形下都是外模过大,因而变换小一点的外模]
9.3资料不良或资料中有杂質。
9.4机器未清理清洁(如换了资料螺杆、滤网组、机头号部位)
10.1资料中混有其它色泽的资料。
[挑出其它色泽的资料或变换资料]
[批次中有两種色泽的资料。]
10.2温度过高资料在螺杆中受高温波及失色形成一部份资料失色。
[妥当减低螺杆温度]
10.3滤网组未清理清洁，残存资料混在中間起异色。
[换色时必定要清理滤网组必需时变换蜂巢板]
10.4机头未清理清洁。
[换色时必定要清理机头且要清洁]
10.5换色时螺杆里边的前先色澤资料未挤完，组成异色
[换色时从料斗里看不到料的时候，才倒入另一种色泽的资料且要防止浅色换深色的情形。]
11、线材火花测验不過
11.1线材线径太小(小于最小绝缘度)。
11.2押出线材偏芯
11.3押出线材有颗粒。
[比照线材颗粒处理措施加已改进]
[比照线材沙眼处理措施加已改进。]
[比照线材起泡处理措施加已改进]
[比照线材刮伤处理措施加已改进。]
11.7导体或半成品不规定(如铜线跳股芯线起泡等)
[挑出不良段或变换导體与半成品。]
12、印字不良：印字是电线电缆厂中必不可少的一个步骤在这个步骤中且轻易产生不良形成挥霍。平常印字不良有以下向种狀况
12.1油墨调试过淡、溶剂增加不当、油墨中有水或其它杂物进去或压线轮压力不够等形成印字不良。
[a.遵照必定的比例配比油墨溶液；中途溶剂增加时须绶慢及少量增加并在一同迅疾绞动墨斗里的油墨。]
[c.妥当调剂压轮压力]
12.2压轮及导线轮偏离，线材不规定摇动幅度过大等形成字体不全面、缺损不全
[a.准确调剂压轮，导线轮的位子使其线材和印字轮上字体处于同始终线上。]
[c.准确录取相宜之压轮格式平常等于或比线径大0.1mm即可。]
12.3线材上的水份未吹干及油墨调试过浓；油墨导轮与印字轮距离太近；压轮太紧、线速过慢、印字轮制造本身有问题等形成水印、重影
[a.加大吹线风力及即时排泄空气紧缩机水，削减空气中之水份]
[c.调剂油墨导轮与印字轮之间的距离，两轮不能往来在同時]
[d.妥当调剂线速。]
[e.妥当调剂压线轮压力]
12.4刮片起毛边或调剂不当；压轮压得过紧及油墨过浓；印字轮受损等形成油墨线(拉条)、印字缺损、重影等等。
[a.变换及妥当调剂刮片位子使印字轮上的油墨被刮清洁且不会喷溅。]
12.5.1油墨与线材的实质不同印不上字
[变换相像实质的油墨。]
12.5.2线材已完整冷却印不上字。
[妥当调剂押出线速]
12.5.3油墨已过运用限期。
12.5.3刮片太紧或机械缘故(极少情形)
12.6、印字有重影：
12.6.1线材外表有水份。
12.6.3油墨过淡或过浓
12.6.4线材与印字轮不在统一水准线。
12.6.6印字轮制造问题(极少情形)
12.7.1印字火力不够。
12.7.2印字尔后线材进去水槽前有磨擦到印字
12.7.3茚字尔后不曾过水冷却线材。
12.7.4油墨的实质和线材的本质不相像
12.8.1压轮与印字轮不在同始终线上，线材不在字轮当中
12.8.2印字轮字体过大。
12.8.3压輪压力不够
12.8.4线材外表有水份。
12.8.5油墨中含有水份
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