Главная  Развитие электроэнергетической системы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [ 59 ] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84]

выпускается с эмалевой изоляцией. В целях обеспечения малого значения ТКр и стабильности р во времени манганин подвергается термообработке (отжиг в вакууме при температуре 823-973 К с последующим медленным охлаждением). Предельно длительно допустимая рабочая температура сплавов манганина не более 473 К; мехагаческие свойства: о = 450-нбОО МПа, Д / = 15-30%. Плотность манганина 8,4 10 кг/м

Константан - сплав, содержащий около 60% Си и 40% Ni; такой состав отвечает минимуму ТКр в системе Си-Ninpn довольно высоком значении р (рис. 4.1). Название "константан" объясняется значительным постоянством р; при изменении температуры для сплавов типа константан ТКр при комнатной температуре составляет (5-25) х J< 10~* 1/К при р = 0,48-е-0,52 мкОм-м. По механическим свойствам константан близок к манганину: Ор =400-500 МПа; Д / =20-40%; его плотность 8,9 • 10 кг/м.

Нагревостойкость константана выще, чем мангагана: константан применяют для выполнения реостатов, длительно работающих при температуре 723 К. Для константана в паре с медью или железом характерна высокая термо-ЭДС; коэффициент термо-ЭДС в паре с медью составляет 45-55 мкВ/К. Это является недостатком при использовании константановых резисторов в измерительной технике, в местах контакта константановых проводников с медными возникают термо-ЭДС, которые могут явиться источником погрещностей, особенно при мостовых и потенциометрических методах измерений. Константан щироко используют для изготовления термопар, служащих для измерения температуры, если последняя не превышает нескольких сотен градусов.

Сплавы на основе железа в основном применяются для нагревательных элементов. Высокая нагревостойкость этих сплавов обусловлена тем, что при нагреве на воздухе на поверхности образуется практически сплошная оксидная пленка. Такими металлами являются никель, хром и алюминий. Железо при нагреве легко окисляется, поэтому, чем больше содержание железа в сплаве, тем менее нагрево-

Таблица 4.1

Марка сплава

Состав, %,

по массе

Плотность,

,3 ,3

мкОм- м

10 кг/м

Х15Н60

15-18

55-61

8,2-8,3

1,1-1,2

Х20Н80

20-23

75-78

8,4-8,5

1,0-1,1

Х13Ю4

12-15

3,5-5,5

7,1-7,5

1,2-1,35

Х23Ю5

22-25

4,5-5,5

6,9-7,3

1,3-1,5

Остальное железо.



стоек этот сплав. Сплавы системы Fe-Ni-Cr называют нихромами или, при повьцпенном содержании Ре, ферронихромами, сплавы системы Fe-Сг-А1 называются фехралями и хромалями. Отметим, что для различных сплавов по принятым в СССР стандартам применяются условные обозначения, составляемые из букв и чисел. Буквы обозначают наиболее характерные элементы, входящие в состав сплава: Б - ниобий, В - вольфрам, Г - марганец, Д - медь, К - кобальт, Л - бериллий, Н - приблизительное содержание данного компонента в сплаве. Так, обозначение Х13Ю4 соответствует сплаву с содержанием хрома 13% и алюминия около 4%. Кроме скорости окисления того или иного чистого металла или компонента сплава, большое влияние на срок жизни РЭ, работающего на воздухе, оказывают свойства образующегося оксида. Когда он летуч, то удаляется с поверхности металла и не может защитить его от дальнейшего окисления. Так, оксиды молибдена и вольфрама легко улетучиваются-эти металлы не могут работать в накаленном состоянии при доступе кислорода. Если же оксид нелетуч, то при окислении он образует на поверхности металла защитный слой.

Стойкость хромоникелевых сплавов при высокой температуре в воздуппюй среде обусловлена близкими значениями температурных коэффициентов линейного расширения этих сплавов и их оксидных пленок. Растрескивание оксидных пленок имеет место только при резких колебаниях температуры, когда кислород воздуха проникает в образовавшиеся трещины и производит дальнейшее окисление сплава. При многократном кратковременном включении электронагревательные элементы перегреваются и легче перегорают.

Длительность работы РЭ нихрома и аналогичных сплавов может быть во много раз увеличена при исключении доступа кислорода к поверхности проволоки. В трубчатых нагревательных РЭ спираль из сплава высокого сопротивления проходит по оси трубки из стойкого к окислению металла; промежуток между проволокой и трубкой заполняется порошком диэлектрика с высокой теплопроводностью (например, магнезией MgO). При протяжке такой труб-~ --- ки ее диаметр уменьшается, магне-

гкг, 1ггб,,ъг Предельная работ, зия уплотняется, обеспечивая механи-•К.Р, 10 1/К чая температура,

К чески прочную изоляцию внутреннего

проводника. Такие нагревательные РЭ 100-200 1273 могут работать длительно при повы-

100-200 1373 шейных температурах.

100-120 1173 - f

J Свойства сплавов типа нихрома

приведены в табл. 4.1, их механические характеристики: о„ = 650 н-700 МПа; А1/1 =25 - 30%. Нихромы



весьма технологичны, их можно легко протягивать в сравнительно тонкую проволоку или ленту, они имеют высокую рабочую температуру. Однако в этих сплавах велико содержание дорогого и дефицитного компонента - никеля.

Хромоалюминиевые сплавы (фехраль, хромаль) дешевле нихромов (хром и алюминий сравнительно дешевы). Однако эти сплавы менее технологичны, более тверды и хрупки, иэ них могут быть получены проволока и ленты большего поперечного сечения, чем из нихрома. Свойства этих сплавов приведены в табл. 4.1, их механические характеристики Ор = 700800 МПа, а Д / = 10 29 % *.

Основные характеристики сплавов, широко используемых в конструкциях проводящих элементов силовых резисторов, приведены в табл. 4.1.

В конструкциях РЭ проволочных резисторов широко используются сплавы никеля с хромом (Х15Н60, Х20Н80 и др.), обладающие низким ТКр в широком интервале температур, небольшой термо-ЭДС и высокой стабильностью сопротивлетая во времени. Оксидные пленки, образующиеся на проводе из этих сплавов, имеют небольшие и стабильные контактные сопротивления в широком интервале температур.

Сплавы Х15Н60, Х20Н80 обладают хорошими пластическими свойствами; из них выполняются провода диаметром от 0,01 мм и более; высокая твердость нихромовых сплавов позволяет обеспечить РЭ резисторов высокую износоустойчивость, что важно при вьшолнении переменных резисторов.

В качестве изоляционных оснований для РЭ служат керамические каркасы из талько-шамотной массы, фарфора или ультрафарфора. Защитные корпуса, предохраняющие силовые РЭ от воздействия внешней среды, выполняются, как правило, из фарфора. Для изготовления каркасов переменных резисторов используют также гетинакс и стеклотекстолит. Однако эти материалы имеют невысокую рабочую температуру и не могут бьпгь использованы при конструировании на-гревостойких резисторов.

Плоские каркасы для постоянных резисторов выполняют из листовых изоляционных материалов или металлов. Металлические каркасы отличаются повышенной теплопроводностью, однако их необходимо изолировать от РЭ. Наиболее удобными считают дюралюминиевые с тонкой пленкой окисла на • поверхности, получаемой при анодировании.

Изоляционные основания переменных резисторов выполняют из нагревостойких волокнистых материалов (стеклопластиков). Один из видов стеклопластиков - • пресс-материал АГ-4В - представляет

* Относительное удлинение перед разрывом. 182



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [ 59 ] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84]

0.0014