Молниезащита
Справочные данные
Статьи / Справочные данные / Свойства электротехнических материалов
  22.10.18  |  

Свойства электротехнических материалов

Ниже приведены свойства металлов для проводниковых и контактных материалов и составляющих сплавов (табл. 1), перечень материалов для контактов (табл. 2), характеристики металлических проводниковых материалов (табл. 3), перечень и свойства электроизоляционных материалов (табл. 4), приближенные величины токов плавления проволоки различных сечений из разных металлов (табл. 5), электрические характеристики электроизоляционных материалов (табл. 6) и значения влагопоглощаемости и нормируемой температуры основных электроизоляционных материалов (табл. 7).


Таблица 1. Физические свойства металлов (чистые) для проводниковых и контактных материалов и составных частей сплавов


Металл

Плотность, кг/м3

Температура плавления, °С

Удельное сопротивление r, мкОм·м

Температурный коэффициент удельного сопротивления, 10–3, 1/°С

Удельная теплоемкость, Дж/ (кг·°С)

Теплопроводность, Вт/(м·°С)

Теплота плавления, кДж/кг

Температурный коэффициент линейного расширения, 10–6 1/°С

Работа выхода электрона, эВ

Модуль упругости, ГПа

Алюминий

2700

660

0,0265

4,1

923

218

397

21

4,2

71

Бериллий

1840

1280

0,041

6,6

1800

184

1387

12

3,9

287

Вольфрам

19 300

3400

0,055

5

142

167

191

4,4

4,5

407

Железо

7870

1540

0,097

3,8

453

73

278

10,7

4,3

211

Золото

19 300

1063

0,0225

3,9

134

312

65

14

4,3

77

Кадмий

8650

321

0,074

4,2

231

93

57

29

4,1

62

Магний

1740

650

0,045

4

1040

170

368

27

3,6

44

Медь

8920

1083

0,0168

4,3

386

406

205

16,6

4,4

129

Молибден

10 200

2620

0,05

4,3

272

150

288

5,3

4,3

294

Никель

8960

1453

0,068

6,7

440

75

303

13,2

4,5

169

Ниобий

8570

2500

0,15

3,9

268

50

7,2

4

100

Олово

7290

232

0,113

4,5

226

63

59

23

4,4

54

Платина

21 450

1770

0,108

3,9

134

71

111

9,5

5,3

170

Свинец

11 340

327

0,19

4,2

130

35

23

28,3

4

16

Серебро

10 490

961

0,015

4,1

235

453

104

18,6

4,3

80

Титан

4520

1670

0,47

5,5

550

22

8,1

3,9

104

Хром

7190

1900

0,13

2,4

462

89

281

6,2

4,6

245

Цинк

7140

420

0,059

4,1

336

113

111

30

4,2

92

Цирконий

6500

1855

0,41

4,4

277

30

219

6,3

3,9

68


Таблица 2. Материалы для контактов


Материал

Плотность, г/см3

Температура плавления, °С

Удельное сопротивление при 20 °С, Ом/мм2×м

Температурные коэффициенты

Наибольшая рабочая температура, °С

Область применения

Сопротивление при 20 °С

Линейного расширения

Константан

8,8

1265

0,45–0,50

5·10–6

(1,2–1,4)·10–5

450

Реостаты и добавочные сопротивления приборов низкого класса точности, нагревательные элементы с температурой до 450 °С. Термоэлектроды в паре с медью

и железом

Манганин

8,1–8,4

950

0,45–0,50

(3–6)·10–5

2·10–5

250–300

Эталонные и образцовые сопротивления, магазины сопротивления высокого класса

точности

Нейзильбер

8,3–8,5

1050

0,30–0,45

30·10–5

2·10–5

200–250

Реостаты

Нихром (Х25H60)

8,2

1380

1,1

0,17·10–3

1,3·10–5

1000

Лабораторные

и промышленные печи с рабочей температурой до 900 °С

Нихром (Х20H80)

8,4

1400

1,2

0,15·10–5

1,5·10–5

1050

То же с рабочей температурой до

1000 °С

Фехраль (X13Ю14)

7,3

1460

1,25

0,05·10–5

1,5·10–5

850

Бытовые нагревательные приборы и промышленные печи с рабочей температурой до

650 °С

Нихром

(Х200Т)

8,0

1525

1,5

0,14·10–3

1,5·10–5

1200

Промышленные печи с рабочей температурой до 1150 °С

Нихром

(Х20Н80Т3)

8,0

1525

1,25

0,08·10–3

1,4·10–5

1200

ЭИ595

7,27

1,38

0,07·10–3

1200

Промышленные печи

ЭИ626

7,2

1,43

0,035·10–3

1300

Хромель

7,1

1500

1,45

0,04·10–3

1,4·10–5

1200


Таблица 3. Характеристика металлических проводниковых материалов


Материал

Удельный вес, г/см3

Температура плавления, °С

Удельное сопротивление r, мкОм·м

Область применения

Алюминий

2,7

660

0,026–0,028

Провода, кабели, шины

Альдрей

2,7

1100

0,030–0,032

То же

Бронза

8,3–8,9

900–1000

0,021–0,050

Кадмиевая для контактов,

фосфоритовая для пружин

Вольфрам

19–20

3400

0,054

Нити ламп накаливания, нагревостойкие электроды

в лампах, контакты

Золото

19,3

1063

0,022

Контакты в сплавах с серебром

Латунь

8,4–8,7

960

0,031–0,079

Контакты, зажимы

Медь

8,7–8,9

1083

0,017–0,018

Провода, кабели, шины

Молибден

10,2

2600

0,050

Электровакуумная техника (аноды, крючки и сетки

электродных ламп)

Никель

8,9

1452

0,007–0,080

Катоды, аноды, сетки электронных ламп

Олово

7,3

232

0,002–0,120

Припои при лужении и пайке, фольга для электродов

Платина

21,4

1773

0,009–0,100

Термопары, нагреватели

печей, контакты электроприборов

Ртуть

13,3

–38,9

0,958

Электроды в терморегуляторах и выпрямителях

Сталь

7,8

1500

0,100–0,140

Провода, кабели и шины,

конструкционный материал

Серебро

10,5

960

0,016

Контакты приборов

и аппаратов

Свинец

11,34

327

0,220

Вставки предохранителей, пластины аккумуляторов, защитные оболочки

кабелей

Цинк

7,1

430

0,054–0,062

Антикоррозионные покрытия, контакты

Чугун

7,2–7,6

1200

0,400–0,500

Сопротивление реостатов,

конструкционный материал


Таблица 4. Электроизоляционные материалы


Наименование материала

Плотность, кг/м3

ρ, Ом·м

ε при 50 °С

tgδ при 50 Гц

Епроб, МВ/м

Предел прочно­ сти, МПа

Теплопроводность, Вт/(м·°С)

При растяжении

При статическом изгибе

Асботекстолит

1600

107

7,5

0,2–0,5

1,75

75

95

Винипласт

1350

1010

3,5

0,03

25

50

160

0,18

Гетинакс (I)

1400

109

7

0,05

20

80

100

0,17

Дельтадревесина

1350

109

7

0,06

7,5

140

180

0,17

Картон электроизоляционный

950

108

45

40

Миканит коллекторный

2500

1011

0,02

19

0,32

Поливинилхлорид

1250

1011

6

0,07

10

15

0,12

Поликапролактам (капрон)

1140

1011

4

0,02

17

55

75

0,08

Полиметилметакрилат

1190

1011

3,7

0,06

50

70

60

0,17

Полистирол

1060

1015

2,5

0,005

25

15

85

0,12

Полиуретан

1200

1012

4,5

0,001

22

6

70

0,28

Полиформальдегид

1430

1012

4

0,003

21

70

100

Полиэтилен ВД

940

1015

2,3

0,004

45

15

5

0,32

Резина

кабельная

1013

3,4

0,02

40

6

Стеклотекстолит

1600

1010

8

0,08

10

70

95

0,18

Совол

1560

1012

4,1

0,02

50 кВ*

0,09

Совтол

1540

1011

4,5

0,01

50 кВ*

Текстолит

1375

109

7

0,07

10

60

90

0,15

Фибра

листовая

1100

1010

7

7

10

1,3

Фторопласт

2140

1016

2,8

0,0001

30

35

70

0,07

Электрофарфор

2200

1011

7

0,023

38

40

80

1,5

Эпоксидная смола

(ЭД-20)

1011

0,015

45


* В стационарном разряднике.


Таблица 5. Приближенные величины токов плавления проволоки различных сечений из разных металлов


Ток плавления, А

Диаметр проволоки*, мм

Медь

Алюминий

Никелин

Сталь

Олово

Свинец

1

0,039

0,066

0,065

0,132

0,183

0,210

5

0,180

0,193

0,250

0,345

0,530

0,600

10

0,250

0,305

0,390

0,550

0,850

0,950

15

0,320

0,440

0,520

0,720

1,02

1,25

20

0,390

0,485

0,620

0,870

1,35

1,52

25

0,460

0,500

0,730

1,000

1,56

1,75

30

0,52

0,64

0,81

1,15

1,77

1,98

40

0,63

0,77

0,99

1,38

2,14

2,44

50

0,73

0,89

1Д5

1,60

2,45

2,78

60

0,82

1,30

1,80

2,80

3,15

70

0,91

1,10

1,43

2,00

3,10

3,50

80

1,00

1,22

1,57

2,20

3,40

3,80

90

1,008

1,32

1,69

2,38

3,65

4,10

100

1,15

1,42

1,82

2,55

3,90

4,40

120

1,31

1,60

2,05

2,85

4,45

5,00

160

1,59

1,94

2,28

3,20

4,90

5,50

180

1,72

2,10

2,69

3,70

5,80

6,50

200

1,84

2,25

2,89

4,05

6,26

7,00

225

1,99

2,45

3,15

4,40

6,75

7,60

250

2,14

2,60

3,35

4,70

7,25

8,10

275

2,20

2,80

3,55

5,00

7,70

8,70

300

2,40

2,95

3,78

5,30

8,20

9,20


* Длина проволоки принята 5–10 см в зависимости от диаметра.


Таблица 6. Электрические характеристики электроизоляционных материалов


Наименование материала

Удельный вес, г/см3

Электрическая прочность, кВ/мм при 20 °С

Удельное сопротивление, Ом·см

Класс нагревостойкости

Область применения

Асбест

2,3–2,6

2,4–4,6

1010

В

Электро-

машино-

Бакелит

1,2–1,3

10–40

1010–1012

А

и аппара-

(гетинакс)

тостроение,

изоляция

Бумага те-

0,8

6–9

1011–1013

А

проводов

лефонная

Битум

1,0

25

1014

А

Дерево:

— Дуб

0,9

4–7

1011

А

Электромашинои аппаратостроение

— Береза

0,69

3–5

1010

А

— Бук

0,73

5–6

1011

А

Канифоль

1,0–1,3

10–15

1011–1014

А

Карболит

1,3

13

5·1012

В

Лакоткани

1,1–1,35

20–70

1012–1013

А, В

Электромашиностроение

Миканит

2,2

15–20

1015

В

Электромашинои аппаратостроение

Мрамор

2,7

3,5–5,5

109–1010

В, С

Масло трансформаторное

0,85–0,89

15–20

1012–1013

С

Парафин

0,85–0,92

15–30

1015–1016

Пробка

0,16–0,4

Пресшпан

0,9–1,3

8–10

109–1013

А, В

Пряжа хлопчатобумажная

1,0

3–5

А

Провода

Полихлорвинил

1,2–1,6

6–15

1012–1014

А, В

Резина

1,7–2,0

15–25

1014–1016

А

Провода

Слюда

2,7–2,9

100–175

1014–1015

В, С,

Электромашинои аппаратостроение

Стекло

2,5–2,7

10–40

1011–1015

С

Фибра

1,2–1,4

4–11

1010

в

Фарфор

2,3–2,7

6,0–10,0

1014–1015

с

Шеллак

1,0

15,0

1015–1016

в

Шифер

2,7–2,9

0,5–1,5

108–109

с

Целлулоид

1,45

10–15

2·1010

в


Таблица 7. Значения влагопоглощаемости и нормируемой температуры основных электроизоляционных материалов


Материал

Влагопоглощаемость за 24 ч, %

Нормируемая температура, °С

Асбест

2–4

600 (наибольшая допустимая)

Асбоцемент

15–20

250 (нагревостойкость)

Битумы

30–130 (размягчение)

Бумаги

7–10

110 (нагревостойкость)

Гетинакс

2

150–180 (нагревостойкость)

Лакоткани

3,6–8

105 (нагревостойкость)

Масло трансформаторное

135–145 (вспышка)

Текстолит

2

135–150 (нагреваемость)


При ремонтных и электромонтажных работах широко применяют электроизоляционные лаки и лакоткани. К наиболее распространенным относятся битумно-покровный лак БТ577 (бывший №177), масляно-битумные БТ987 и ТБ98.0, глифталево-масляный ГФ-95, электроизоляционные и полупроводящие ленты ЛХМ и ЛСК, особенно ленты на основе кремнийорганических каучуков марок ЛЭТСАР-А и ЛЭТСАР-Б (электроизоляционная, термостойкая, самосклеивающаяся). Эти ленты имеют высокие электрические и физико-механические свойства — повышенную теплоустойчивость (до 150 °С) и устойчивость к воздействию агрессивных сред.


Далее приведены перечни электроизоляционных лаков (табл. 8) и лакотканей (табл. 9) и их характеристики.


Таблица 8. Электроизоляционные лаки


Наименование, марка

Растворитель и разбавитель

Общая характеристика и область применения

Лак электроизоляционный пропиточный БТ-987

Толуол, ксилол, сольвент или смесь одного из них с уайтспиритом (1:1)

Влагои теплостойкий, противостоит слабым кислотам и щелочам, немаслостойкий. Применяется для пропитки секций машин, катушек аппаратов и покраски бетонных

реакторов

То же, БТ-988

То же, БТ-980

То же, но для покрытия и пропитки обмоток электрических машин

и катушек аппаратов, работающих в условиях повышенной влажности

воздуха

Лак электроизоляционный покровный БТ-99

Ксилол, сольвент или смесь одного из них

с уайт-спиритом (1:1)

Прочный, эластичный,

не маслостойкий, влагоупорный. Применяется при изготовлении составной изоляции, склейке якорей, для покрытия пропитанных обмоток статоров

Лак электроизоляционный пропиточный ГФ-95

Толуол, ксилол, сольвент или смесь одного из них с уайтспиритом (1:1)

Маслои влагостойкий, механически прочный. Применяется для пропитки обмоток машин, аппаратов, трансформаторов, лакотканей и бумаги с изоляцией класса

нагревостойкости В

Лак электроизоляционный пропиточный ФЛ-97

Ксилол, толуол или сольвент

Масло-, термои влагостойкий. Для пропитки обмоток электродвигателей с изоляцией класса

нагревостойкости В

Лак электроизоляционный МЛ-92

Толуол, ксилол или смесь одного из них

с уайт-спиритом (3:1)

Маслои нагревостойкий. Применяется для пропитки обмоток электрических машин, аппаратов, трансформаторов и изоляционных

деталей класса нагревостойкости В

Лаки бакелитовые ЛБС-1 и ЛБС-2

Спирт этиловый, денатурат или сырец

Маслои теплостойкие. Применяются для склейки, пропитки и покрытия бакелитовых изделий


Таблица 9. Электроизоляционные лакоткани


Вид и марка

Номинальная толщина, мм

Характерные свойства и условия применения

Масляная хлопчатобумажная ЛХМ-105

0,15; 0,17; 0,20; 0,24;

0,30

Для работы на воздухе при нормальных климатических условиях

Масляная хлопчатобумажная ЛХМС-105

0,17; 0,20

С повышенными электрическими свойствами. Применение то же. Допускается работа в трансформаторном масле

Масляная хлопчатобумажная

ЛХММ-105

0,17; 0,20; 0,24

Маслостойкая. Для работы в горячем трансформаторном масле

Битумно-масляная хлопчатобумажная

ЛХБ-105

0,17; 0,20; 0,24

Для работы на воздухе при нормальных климатических условиях

Масляная шелковая ЛШМ-105

0,8; 0,10; 0,12

С малой усадкой и стойкостью

к кратковременному повышению температуры. Применение то же

Масляная шелковая ЛШМС-105

0,06; 0,10; 0,12; 0,15

То же, с повышенными электрическими свойствами. Допускается работа в трансформаторном масле

Масляная капроновая ЛКМ-105

0,10; 0,12; 0,15

С повышенной эластичностью, для

работы на воздухе при нормальных климатических условиях

То же ЛКМС-105

0,10; 0,12; 0,15

То же с повышенными электрическими свойствами. Допускается

работа в трансформаторном масле

Масляная

ЛСМ-102/120

0,15; 0,17; 0,20; 0,24

Для работы на воздухе при нормальных климатических условиях

Масляная ЛСММ-105/120

0,17; 0,20; 0,24

Маслостойкая. Для работы в горячем (до 105 °С) трансформаторном масле

Битумно-масляная алкидная

ЛСБ-120/130

0,12; 0,15; 0,17; 0,20;

0,24

Для работы на воздухе при повышенной влажности (относительная влажность (95 ± 2)%

при (20 ± 2)°С)

Полиэфирно-эпоксидная ЛСП-130/155

0,08; 0,10; 0,12; 0,15;

0,17

Кремнийорганическая резиновая ЛСКР-180

0,12; 0,15; 0,20

Кремнийорганическая пигментированная ЛСК-1, ЛСК-2

0,12; 0,15; 0,20

Для работы на воздухе при температуре до 180 °С и повышенной

влажности (включая тропическую)

ЛСК-5

0,12; 0,15; 0,20

Полупроводящая, для работы на

воздухе при температуре до 180 °С

Эскапоновая с липким слоем ЛСЭП, ЛСЭПЛМ

0,14; 0,17; 0,19

Применяются для изоляции электрических машин и аппаратов вместо микаленты, липкий слой

нанесен с двух сторон

Кремнийорганическая липкая

ЛСКЛ-155

0,12; 0,15

Хорошо склеивается при нагревании, класс нагревостойкости F

Полиэфирноэпоксидная самосклеивающаяся, термореактивная ЛСТР

0,16; 0,18; 0,20

Применяются для основной изоляции электрических машин низкого напряжения, класс нагревостойкости F

Кремнийорганическая самослипающаяся резиностеклоткань ЛЭТАР-А, ЛЭТСАР-Б

0,25

Самосклеивается при нормальной температуре 20–25 °С, а также при нагревании до 150 °С, класс нагревостойкости Н



Другие статьи:

IP. Степени защиты электрооборудования.
Электрические измерения
СИ. Единицы измерения и константы в международной системе единиц (СИ).