第4章　常用电工材料

4.1　常用绝缘材料及选用

4.1.1　绝缘材料简介

（1）绝缘材料的作用

具有高电阻率、能够隔离相邻导体或防止导体间发生接触的材料称为绝缘材料，又称电介质。绝缘材料是电气工程中用途最广、用量最大、品种最多的一类电工材料。

①绝缘材料的质量与用电安全息息相关。良好的绝缘性能是保证设备和线路正常运行的必要条件，也是防止触电事故的重要措施。

②绝缘材料的作用就是将带电的部分或带不同电位的部分相互隔离开来，使电流能够按人们指定的路线去流动。如在电动机中，导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁芯隔离开来，以保证电动机的安全运行。

③绝缘材料往往还起着其他作用，如散热冷却、机械支撑和固定、储能、灭弧、防潮、防霉及保护导体等。

（2）绝缘材料的种类

按物质形态可分为无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料3种类型。常用绝缘材料的类型及主要作用见表4-1。

（3）电工绝缘材料的主要性能指标

绝缘材料的电阻率很高，导电性能差甚至不导电，在电工技术中大量用于制作带电体与外界隔离的材料。电工绝缘材料的主要性能指标有：绝缘耐压强度、耐热等级、绝缘材料的抗拉强度、膨胀系数等。

（4）绝缘材料产品型号的含义

绝缘材料的产品型号一般用4位数表示，如图4-1所示。

选用绝缘材料时，必须根据设备的最高允许温度，选用相应等级的绝缘材料。不同绝缘材料的耐热温度不同，一般可分为7个等级，从低到高分别是Y、A、E、B、F、H、C级。例如，常用电动机多为A级、E级或B级。各种级别的绝缘材料的极限温度见表4-2。

（5）常用绝缘材料的耐热等级及其极限温度

常用绝缘材料的耐热等级及其极限温度见表4-2。

（6）常用绝缘材料的绝缘耐压强度

常用绝缘材料的绝缘耐压强度见表4-3。

（7）正确应用绝缘材料

①绝缘材料主要用来隔离电位不同的导体，如隔离变压器绕阻与铁芯，或者隔离高、低压绕组，或者隔离导体以保证人身安全。在某些情况下，绝缘材料还能起支承固定（如在接触器中）、灭弧（如断路器中）、防潮、防霉及保护导体（如在线圈中）等作用。

②绝缘材料只有在其绝缘强度范围内才具有良好的绝缘作用。若电压或场强超过绝缘强度，会使材料发生电击穿。

③由于热、电、光、氧等多因素作用会导致材料绝缘性能丧失，即绝缘材料的老化。受环境影响是主要的老化形式。因此，工程上对工作环境恶劣而又要求耐久使用的材料均需采取防老化措施。

④绝缘材料的种类很多，要了解常用的各种绝缘材料的主要特性、用途和加工工艺，在具体选材时应尽可能结合生产实际，查阅有关技术资料，不但要进行技术性比较，还要进行经济性比较，以便正确合理地选择出价廉物美适用的材料。

⑤有的绝缘材料（如石棉）长期接触后会对人体健康有害，在加工制作时要注意劳动保护。

⑥掌握常用绝缘材料的使用方法对安全生产至关重要。

4.1.2　电气绝缘板

（1）电气绝缘板的特点

电气绝缘板通常是以纸、布或玻璃布作底材，浸以不同的胶黏剂，经加热压制而成，如图4-2所示。绝缘板具有良好的电气性能和力学性能，具有耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等特点。

（2）电气绝缘板的选用

电气绝缘板主要用于做线圈支架、电动机槽楔、各种电器的垫块、垫条等。常用绝缘板的特点与用途见表4-4。

4.1.3　绝缘黏带

（1）绝缘黏带的作用

绝缘黏带是在常温下稍加压力即能自黏成型的带状绝缘材料，其品种之一就是平时用于包缠裸线头的黑胶布或涤纶胶带。

绝缘黏带常用于包扎电缆端头、导线接头、电气设备接线连接处，以及电动机或变压器等的线圈绕组绝缘等。

（2）绝缘黏带的选用

绝缘黏带可分为薄膜黏带、织物黏带、无底材黏带3大类。

①薄膜黏带　薄膜黏带是在薄膜的一面或两面涂覆胶黏材料，经过烘焙后制成，如图4-3所示。常用薄膜黏带的特点与用途见表4-5。

②织物黏带　织物黏带是以无碱玻璃布或棉布为底材，涂覆胶黏材料后经过烘焙并制成带状，如图4-4所示。常用织物黏带的特点与用途见表4-6。

③无底材黏带　无底材黏带是由硅橡胶或丁基橡胶加上填料和硫化剂等，经过混炼后挤压成型而制成。绝缘黏带自身具有黏性，因此使用十分方便，常用于包扎电缆端头、导线接头、电气设备接线连接处，以及电动机或变压器等的线圈绕组绝缘。表4-7所示为常用无底材黏带的特点与用途。

4.1.4　绝缘漆管

（1）绝缘漆管的作用

绝缘漆管又称绝缘套管、黄蜡管，一般以白色为主，主要原料是玻璃纤维，通过拉丝、编织、加绝缘清漆后完成，如图4-5所示。

绝缘套管成管状，可以直接套在需要绝缘的导线或细长型引线端上，使用很方便，主要用于电线端头及变压器、电动机、低压电器等电气设备引出线的护套绝缘。

在布线（网线、电线、音频线等）过程中，如果需要穿墙，或者暗线经过梁柱的时候，导线需要加护和防拉伤，防老鼠咬坏等，这个时候，也需要用到绝缘漆管。

（2）绝缘漆管的选用

常用绝缘漆管的特性及适用场合，见表4-8。

4.1.5　电工塑料

电工塑料的主要成分树脂类型，电工用塑料可分为热固性和热塑性两大类。热压成型后成为不溶不熔的固化物，如酚醛塑料，聚酯塑料等。热塑性塑料在热挤压成型后虽固化，但其物理、化学性质不发生明显变化，仍可溶、可熔，故可反复成型。

（1）ABS塑料

ABS塑料具有良好的机电综合性能，在一定的温度范围内尺寸稳定，表面硬度较高，易于机械加工和成型，表面可镀金属，但耐热性，耐寒性较差，接触某些化学药品（如冰醋酸和醇类）和某些植物油时，易产生裂纹。

ABS适用于制作各种仪表外壳、支架、小型电动机外壳、电动工具外壳等，可用注射、挤压或模压法成型，如图4-6所示。

（2）聚酰胺

聚酰胺（尼龙1010）为白色半透明体，在常温下有较高的机械强度，较好的电气性能、冲击韧性、耐磨性、自润滑性，结构稳定，有较好的耐油、耐有机溶剂性。可用作线圈骨架、插座、接线板、炭刷架等，如图4-7所示。

聚酰胺可用注射、挤出或离心浇铸法成型，也可喷涂使用。

（3）聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃）是透光性优异的无色透明体，耐气候性好，电气性能优良，常态下尺寸稳定，易于成型和机械加工，但可溶于丙酮、氯仿等有机溶剂，性脆，耐磨性，耐热性均较差。

有机玻璃适用于制作仪表的一般结构零件、绝缘零件，以及电器仪表外壳、外罩、盖、接线柱等，如图4-8所示。

（4）电线电缆用热塑性塑料

电线电缆用热塑性塑料应用最多的是聚乙烯和聚氯乙烯。

①聚乙烯　聚乙烯（PE）具有优异的电气性能，其相对介电系数、介质损耗等几乎与频率无关，且结构稳定，耐潮、耐寒性优良，但软化温度较低，长期工作温度不应高于70℃。

②聚氯乙烯　聚氯乙烯（PVC）分绝缘级与护层级两种。其中，绝缘级按耐温条件分别为65℃、80℃、90℃、105℃四种；护层级耐温65℃。

聚氯乙烯力学性能优异，电气性能良好，结构稳定，具有耐潮、耐电晕、不延燃、成本低、加工方便等优点。