電氣絕緣材料工程的案例
應用在電氣絕緣領域的光電耦合器件
電氣的絕緣性能是使用不導電的物質將帶電體隔離或包裹起來的特性，以防止觸電的一種性能。絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分隔開，使其沒有電氣連接以保持不同的電位，從而保證帶電部件能夠正常運行。絕緣是電氣設備結構中的重要組成部分。具有絕緣作用的材料稱為絕緣材料（電介質），電氣設備的絕緣就是各種絕緣材料構成的。
電力系統正常運行時，電氣設備絕緣是長期處在工作電壓作用之下的。但是，由于各種原因，電力線路中的電壓有時會出現短時升高的現象，即產生過電壓。過電壓可分為：雷電過電壓和內過電壓。過電壓的作用時間雖然很短，但過電壓的數值卻大大超過正常工作電壓，因此，易造成絕緣的破壞。所以，設備絕緣應能耐受工作電壓的持續作用外，還必須能耐受過電壓的作用。
在強電作用下，絕緣物質可能被擊穿而喪失其絕緣性能。氣體絕緣物質與液體絕緣物質被擊穿后，一旦去掉外界因素（強電場）后即可自行恢復其應有的電氣絕緣性能；而固體絕緣物質被擊穿后則不可逆地完全喪失了其電氣絕緣性能。因此電氣線路與設備的絕緣選擇必須與電壓等級相配合，而且須與使用環境及運行條件相適應，以保證絕緣的安全作用。
光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106Ω。據分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的雜訊電壓會很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極體發光，從而被抑制掉了。
光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾雜訊都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號的產生。
光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當外部設備出現故障，甚至輸入信號線短接時，也不會損壞儀表。因為光耦合器件的輸入回路和輸出回路之間可以承受幾千伏的高壓。
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電氣符號和原理圖
朋友們大家好，今天分享一些電工作業常見的電氣符號和電氣原理圖。學習電氣控制首先就要學會識圖，能看懂電氣原理圖，自己就可以照圖練習實物接線，這樣才算初入門徑。為什么很多老電工非常厲害，不看圖就會實物接線，線路出現的故障，分分鐘就能找出原因，這都是一個積累的過程。掌握的電路多了，維修的電路多了，經驗也就有了，所以掌握一定數量的電路非常重要。
小七整理了一些常見的電氣符號和電氣原理圖，從簡單到復雜，從基礎到深化，一步步帶大家從入門到精通。
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電氣符號和原理圖
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電線電纜絕緣及護套材料的技術分析
所以，在電線電纜質量方面出現的安全問題層出不窮，這主要是在電線電纜研制的過程使用材料不符合要求，主要集中在絕緣及護套材料使用不規范、不標準，使得電線電纜質量問題在社會群眾中影響極大，為此，我國的質量監督部門制定了相關的規章制度，明確了使用符合標準的絕緣及護套材料，同時需要工廠對生產材料進行嚴格的檢查和管理，以提高電線電纜在使用過程中安全性得到有效保障。據相關部門統計，當前電線電纜在產品的檢測過程中，有85%的檢測項目集中在絕緣及護套材料的使用。從中我們可以看到絕緣及護套材料與電線電纜有著密不可分的關系，如果電線電纜的使用的絕緣及護套材料生產成本降低，影響到電纜的使用壽命不言而喻，也再次證明使用絕緣及護套材料對于電力電纜作用的發揮，有著至關重要的作用。
二、如何對符合標準的絕緣及護套材料的選取
在電線電纜的生產中，我們可以看到不同的企業在選擇電線電纜基礎材料時，一般都使用國家規定的權威組織發布的材料標準進行工藝的生產，并且在采購過程中，也是嚴格按照相關權威部門規定的生產工藝、試驗手段、驗收依據進行生產的，但依然存在一些誤差，這主要是由于依據標準只是作為一種參考，而大多數企業要選取合適的材料時，不僅僅是盲目的依照權威機構的規矩執行，而是要根據生產電線電纜的質地標準進行選取絕緣及護套材料，這樣不僅不會導致電線電纜生產質量完全達標，而且也是一種控制絕緣及護套材料的有效方法，既保證的電線電纜的質量又降低電纜企業的成本支出。因此在選取符合的絕緣及護套材料，首先要需要在參考材料標準，其次是尋求適合自身實際生產的原材料，這樣生產出的電線電纜質量才符合人民的生產生活需要。
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變壓器用絕緣材料分析盤點
絕緣材料是變壓器中最重要的材料之一，其性能及質量直接影響變壓器運行的可靠性和變壓器使用壽命。近年來，變壓器產品所采用的新絕緣材料層出不窮。隨著科學技術的迅速發展，電機、變壓器等電氣設備的應用日益廣泛。而變壓器運行的可靠性和使用壽命卻在很大程度上取決于其所使用的絕緣材料。絕緣材料越來越為從事變壓器設計和制造人員所重視。近二十年來，變壓器絕緣材料方面的新產品、新技術、新理論不斷地涌現和發展，從而使變壓器絕緣材料及其應用形成了一門很重要的學科。
絕緣材料又稱電介質，是電阻率高、導電能力低的物資。絕緣材料可用于隔離帶電或不同電位的導體，使電流按一定方向流通。在變壓器產品中，絕緣材料還起著散熱、冷卻、支撐、固定、滅弧、改善電位梯度、防潮、防霉和保護導體等作用。絕緣材料按電壓等級分類：一般分為：Y（90℃）、A（105）、E（120℃）、B（130℃）、F（155℃）、H（180℃）、C（大于180℃）。變壓器絕緣材料的耐熱等級是指絕緣材料在變壓器所允許承受的最高溫度。如果正確地使用絕緣材料，就能保證材料20年的使用壽命。否則就會依據8℃定律（A級絕緣溫度每升高8℃，使用壽命降低一半、B級絕緣是10℃，H級是12℃。這一規律被稱為熱老化的8℃規律）降低使用壽命。由高聚物組成的絕緣材料的耐熱性一半比無機電介質低。
絕緣材料性能與其分子組成和分子結構密切相關。
展開 手工計算給排水、暖通、電氣工程安裝工程量
衛生間排水支管長度=在平面圖上將各種規格管子的長度量出+0.5米*接排水設備的數量廚房排水支管長度=在平面圖上將各種規格管子的長度量出+0.3米*接排水設備的數量（一般就為1個洗菜池）
地下部分及出屋面部分管道的除銹、刷油需從五金手冊上查出其除銹、刷油工程量
排水工程套定額的項目
1、地下部分的各種規格鑄鐵管2、地上部分各種規格的塑料管、3一層的鑄鐵地漏4、二層以上的塑料地漏5、各種衛生設備的安裝6、排水管道的支架不計算因為在塑料管道中已考慮7、地下排水管道的除銹、刷油8、室外3米排水管道的土方開挖工程量、回填工程量
采暖工程
采暖工程分地熱采暖和散熱器采暖，一般采暖管道都需做保溫，室內的采暖管道不需做保溫，但目前的建筑基本上室內看不到采暖管道，所有的采暖管道都在地溝里或管井內，所以都應保溫，如管道的保溫厚度或保溫材料用的不一樣就把不同的保溫厚度或保溫材料的管子分開計算，以方便管道的保溫及除銹、刷油的計算。
地熱采暖的計算
一.干管的計算
1.采暖入戶裝置的計算，一般按標準圖集查可得，多大規格的入戶管對應多大規格的各種閥門、過濾器、熱量表；一般壓力表、溫度計不分規格。
展開 常用的幾種電線電纜絕緣材料
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絕緣層與保護層、屏蔽層、護套層、導體線芯一樣，是構成電線電纜必須的基本構件。它確保導體線芯傳輸的電流或電磁波、光波只沿著導線行進而不流向外面，同時也確保外界物體和人身的安全。今天的電線電纜絕緣材料中，塑料和橡膠兩大類有面高分子材料已占主導材料，衍生出類型繁多的適用于不同用途和環境要求的電線電纜產品。
下面介紹生產生活中最常用的幾類電線電纜絕緣材料
第一類聚氯乙烯(PVC)料
聚氯乙烯塑料價格便宜，特理機械性能較好，擠出工藝簡單，比重輕，耐油和耐腐蝕好。同時，氯乙烯(PVC)性能參數一般，多用來制造1KV及以下的低壓電線電纜。采用添加了電壓穩定劑的聚氯乙烯(PVC)絕緣料，允許生產6KV級電纜。
聚氯乙烯(PVC)有一定阻燃料，但燃燒時會釋放一毒煙氣，不宜用于著火燃燒時需要滿足低煙、低毒要求的場合。同時聚氯乙烯(PVC)線纜也不適用在含有苯及苯胺類、酮類、吡啶、甲醇、乙醇、乙醛化學劑土質中，不宜用在含有三氯乙烯、 三 氯 甲 烷 、四氯化碳、二硫化碳、冰醋酸環境中。
第二類:交聯聚乙烯(XLPE)
交聯聚乙烯(XLPE)電絕緣性能優越，經過高分子交聯后成為熱固性材料，機械性能和耐熱性好。已成為中、高壓電力電纜的主導品種。交聯聚乙烯(XLPE)也具有結構簡單，制造方便，比重輕，敷設方便、耐腐蝕、做終端和中間接頭簡單。交聯聚乙烯(XLPE)不含鹵素，不阻燃，燃燒時不會產生大量毒氣及煙霧，若添加阻燃劑，會使機械性能及電氣性能下降。交聯聚乙烯(XLPE)對紫外線照射敏感。
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氧化鋁在導熱絕緣高分子復合材料中的應用
需要開發導熱絕緣高分子復合材料替代傳統高分子材料，作為熱界面和封裝材料，迅速將發熱元件熱量傳遞給散熱設備，保障電子設備正常運行。
1.填料的導熱機理
高分子材料本身的熱傳導系數比較小 ，所以填充型高分子復合材料導熱性能主要依賴于填充物的導熱系數，填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用。填料用量較小時，填料雖均勻分散于樹脂中，但彼此間未能形成相互接觸和相互作用，導熱性提高不大；填料用量提高到某一臨界值時，填料間形成接觸和相互作用，體系內形成了類似網狀或鏈狀結構形態，即形成導熱網鏈。當導熱網鏈的取向與熱流方向一致時，材料導熱性能提高很快；體系中在熱流方向上未形成導熱網鏈時，會造成熱流方向上熱阻很大，導致材料導熱性能很差。
制造具有優良綜合性能的導熱材料一般有兩種途徑：一種是合成具有高熱導率的結構聚合物；另一種是在聚合物中填充高導熱性的填料。后者比較常見。一般都是用高導熱性的金屬或無機填料對高分子材料進行填充。氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）通常作
為填料應用于絕緣導熱高分子復合材料。
2 氧化鋁的形態及表面處理
2.1 氧化鋁（VK-L04R,VK-L600D）作為導熱絕緣材料的特點
具有導熱電絕緣性能的填料很少。常見的幾種及其熱導率分別見表1。實驗研究證明，當填料與基體熱導率之比大于100時。提高填料導熱系數已意義不大。這 就意味著應用電絕緣填料如Al2O3，MgO、BeO、AlN等可制備具有較高導熱性能的電絕緣復合材料.與其他填料相比Al2O3（VK-L04R,VK-L600D）的導熱率不高，但是其價格較低，來源較廣，填充量較大，常用作絕緣導熱聚合物的填料。Al2O3通常單獨使用或與其他填料混合使用。
展開 2024機械工程、動力學與電氣工程國際會議(ICMEDEE 2024)
會議官網：http://www.icmedee.com
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可再生能源
展開 具有優異的電絕緣、高導熱性能的聚合物復合材料
來源 | Composites Science and Technology
01
背景介紹
熱管理在現代工業和技術中發揮著越來越重要的作用，導熱材料已成為眾多電子產品和大型設備(包括能源設備、航天飛行器等)不可或缺的一部分。大多數金屬和陶瓷一般都是理想的導熱體，這可以分別歸因于電子熱傳導和相對完美的晶格振動。聚合物良好的可加工性和電絕緣性能使其在熱管理中不可或缺，但其隨機盤繞的共價分子鏈會產生強烈的聲子散射，由此產生的低導熱系數極大地限制了其在散熱中的應用。
通過提高分子鏈的結晶度和有序度，聚乙烯纖維、聚乙烯薄膜、聚乙烯氧化物纖維和聚苯并二惡唑纖維獲得了優異的導熱系數。這為輕質、可加工和絕緣導熱材料開辟了兩個新思路。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)以其優異的力學性能、低密度、良好的耐化學性、高耐磨性等特點而備受關注。最近的研究已經擴大了在熱管理中使用聚乙烯的可能性。
超高分子量聚乙烯纖維具有較高的導熱系數和優良的絕緣性能，非常適合在電絕緣領域發展為導熱材料。目前，絕緣導熱材料主要是填充導熱填料，然而在高填充量下面臨導熱系數惡化、密度高、可加工性差等棘手問題。利用超高分子量聚乙烯纖維開發全聚合物復合材料有望解決上述問題。但目前很少有研究對超高分子量聚乙烯纖維復合材料的導熱系數進行研究，導熱系數大于10 W/mK的超高分子量聚乙烯復合材料更是罕見。
02
成果掠影
近期，北京大學白樹林教授在開發具有高導熱和電絕緣性能的聚合物復合材料取得新成果。
針對開發具有優異機械性能、電絕緣、高導熱的全聚合物復合材料，通過熱壓法制備了種具有（0°/90°、±45°）兩種取向結構的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維/環氧樹脂復合材料。
展開 
看不懂電氣圖紙符號很尷尬，最全的電氣工程圖形符號，拿走不謝！
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【技術帖】新能源汽車驅動電機絕緣材料解決方案
驅動電機的高電壓趨勢需要更高性能的絕緣材料
電動汽車由鋰電池、電機和電控系統三大核心組件組成。因此，提高電池能量密度、增強驅動電機和動力系統效率，以及增強系統電壓是應對當前挑戰的關鍵途徑。
電壓增強，瞬時電流加大，導致電機溫度瞬間從150～180℃升至200～240℃或以上，因此相關材料必須極耐高溫。
提高電機效率，可以延長電池壽命和單次充電行駛里程，但需平衡電機小型化趨勢和繞線密度增加之間的矛盾，使得材料絕緣難度進一步提高。
當電壓增至700 V 及以上時，驅動電機的電磁線材料既需耐受220℃以上高溫，還應保持優異的電氣性能、足夠的強度、耐受加工過程中的劇烈彎曲，以及抗冷卻液（如變速箱油）的化學腐蝕。
為此，找到合適的材料解決方案成為了解決問題的關鍵。
索爾維高性能聚合物用于驅動電機電磁線絕緣層材料
索爾維為驅動電機提供槽絕緣內襯材料解決方案
索爾維提供全面解決方案
高壓電機絕緣技術直接影響電機運行可靠、使用壽命和技術經濟指標。作為世界領先的商業化電磁線絕緣材料解決方案供應商，索爾維特種聚合物豐富的產品系列涵蓋所有與絕緣相關的解決方案，從匯流條、端子、連接器，到電磁線、槽絕緣內襯和線束絕緣膜，助力驅動電機在高電壓下運行穩定、安全、可靠。
1. 為電磁線絕緣材料提供性能最為全面的聚合物解決方案
Ryton? PPS 適 用 于 最 高 溫度達200℃的工況，優于變壓器電機電磁線絕緣層材料要求的160℃，并方便加工成矩形或其他形狀，以滿足部件設計的要求。
展開 一種具有高導熱和絕緣性的PBO納米復合材料
隨著小型化和集成化的快速發展，以及功率密度的不斷提高，電子器件和電氣設備內部的熱量積聚問題日益嚴重，這就對導熱聚合物基復合紙的導熱性和耐熱性提出了更高的要求。此外，為了避免微電子元件之間形成短路電流和信號相互干擾，聚合物基復合紙應具有優異的電絕緣性，以滿足實際電子工程中的應用。雖然導熱聚合物基體(聚四氟乙烯、聚酰亞胺、芳綸和纖維素納米纖維等)復合紙由于其成本低、加工工藝簡單，但其本身耐熱性差或機械性能差，在工業上得到了廣泛的應用。或者低導熱率限制了它們的應用，不再保證高端電子電器熱管理領域的穩定性和可靠性。
在已知的有機纖維中，PBO纖維具有最高的熱分解溫度(650℃)、最佳的拉伸強度(5.8 GPa)和拉伸模量(280 GPa)，被譽為21世紀的超級纖維。最近的研究表明，通過有機酸剝離得到的PBO納米纖維(PNF)可以保留PBO纖維優異的力學性能和耐熱性。此外，它們的內部含有高度定向的分子鏈和原始結晶度，具有比普通聚合物基體更好的導熱性，在導熱聚合物基復合紙領域具有廣闊的應用前景
02
成果掠影
近期，西北工業大學顧軍渭/重慶師范大學Tang Yusheng團隊通過“溶膠-凝膠”薄膜轉化工藝將表面功能化的氮化硼(m-BN)與聚對苯撐苯并二噁唑納米纖維(PNF)均勻復合，制備出仿貝殼珍珠層結構的m-BN/PNF納米復合紙。本文采用“高溫固相&重氮鹽分解”法制備了聯苯胺功能化氮化硼(m-BN)。隨后，通過溶膠-凝膠膜轉化法制備了m-BN/聚(苯并苯并異惡唑)納米纖維(PNF)納米復合紙。由于m-BN和PNF之間存在廣泛的氫鍵和π -π相互作用，以及穩定的模擬納米層狀結構，所獲得的m-BN/PNF納米復合紙具有優異的導熱性、令人難以置信的電絕緣性、出色的機械性能和熱穩定性。
展開 絕緣≠不可能，現在這個材料可以3D打印啦！
聚酰亞胺薄膜（KAPTON）是一種很強大的材料，是杜邦公司在20世紀60年代開發的一種材料，一般作為薄膜生產。此前在3D打印中起絕緣作用。
但沒有人打印過KAPTON。如果能打印，這一定是件好事，因為這種材料具有令人難以置信的抵抗幾乎所有環境風險的能力，包括許多化學品，紫外線和電流。它還具有550℃的耐高溫性，遠遠高于任何其他常用聚合物。
如果用這種材料3D打印物體，他們可以用于室外，高溫以及其他許多場景，是當前許多材料無法做到的。
而現在，美國弗吉尼亞理工大學的研究人員開發了“DIW”（直接墨水寫入）的3D打印過程，將KAPTON顆粒與溶劑混合，使用常規3D打印三軸設置擠出成所需的形狀，然后經過沉積，UV光固化，以及后處理去除溶劑保留純KAPTON部分。
由此打印所得的部件具有與KAPTON一樣的特性，可經受約400℃的溫度，變形溫度也僅略低于550℃。
目前高溫的3D打印部件只有陶瓷和金屬，這項技術是一個相當大的發展。雖然目前還處于技術研究階段，但這項技術有商業化的價值。
來源：3D打印世界
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