전기재료의 분류

재료는 특정 기능을 수행하도록 설계된 특정 구성, 구조 및 특성을 가진 물체입니다. 재료는 고체, 액체, 기체 또는 플라즈마와 같이 서로 다른 응집 상태를 가질 수 있습니다.

재료가 수행하는 기능은 다양합니다: 전류의 흐름 보장(도전성 재료), 기계적 부하 하에서 특정 형상 유지(구조 재료), 절연 제공(유전체 재료), 전기 에너지를 열로 변환(저항성 재료) . 일반적으로 재료에는 여러 기능이 있습니다. 예를 들어, 유전체는 필연적으로 어떤 종류의 기계적 응력, 즉 구조 재료입니다.

재료 과학 — 재료의 구성, 구조, 특성, 열, 전기, 자기 등 다양한 영향 하에서의 재료 거동과 이러한 영향이 결합될 때의 연구를 다루는 과학입니다.

전기 재료 — 이것은 전기 공학 및 에너지용 재료를 다루는 재료 과학의 한 분야입니다.전기 장비의 설계, 제조 및 작동에 필요한 특정 특성을 가진 재료.

재료는 에너지 부문에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 고전압 라인용 절연체. 역사적으로 도자기 절연체가 처음으로 나왔습니다. 생산 기술은 매우 복잡하고 변덕 스럽습니다. 절연체는 상당히 부피가 크고 무겁습니다. 우리는 유리로 작업하는 법을 배웠습니다. 유리 절연체가 나타났습니다. 가볍고 저렴하며 진단하기가 다소 쉽습니다. 마지막으로, 최근 발명품은 실리콘 고무 절연체입니다.

첫 번째 고무 절연체는 그다지 성공적이지 않았습니다. 시간이 지남에 따라 표면에 미세 균열이 형성되어 먼지가 쌓이고 전도성 흔적이 형성된 후 절연체가 파손됩니다. 외부 대기 영향 조건 하에서 고압선(OHL)의 전기장에서 절연체의 거동에 대한 자세한 연구를 통해 대기 영향에 대한 저항성, 오염에 대한 저항성 및 방전. 그 결과 이제 다양한 작동 전압 수준에 대해 가볍고 내구성이 뛰어난 절연체가 만들어졌습니다.

비교를 위해 1150kV 가공선에 매달린 절연체의 무게는 지지대 사이의 거리에 있는 전선의 무게와 비슷하며 수 톤에 이릅니다. 이로 인해 추가 병렬 절연체 스트링이 설치되어 지지대에 가해지는 부하가 증가합니다. 더 많은 내구성이 필요하므로 더 많은 지원이 필요합니다. 이것은 재료 소비를 증가시키고 지지대의 무게가 크면 설치 비용이 크게 증가합니다.참고로 설치비는 전력선 건설비의 최대 70%다. 이 예는 하나의 구조 요소가 전체 구조에 어떻게 영향을 미치는지 보여줍니다.

따라서, 전기 재료 (ETM)은 각각의 기술 및 경제적 성과를 결정하는 요인 중 하나입니다. 전원 시스템.

에너지 산업에서 사용되는 주요 재료는 전도성 재료, 자성 재료 및 유전체 재료 등 여러 종류로 나눌 수 있으며, 이들 사이의 공통점은 전압 조건에서 작동하므로 전기장에서 작동한다는 것입니다.

전선용 재료

전도성 물질은 주요 전기적 특성이 전기 전도성인 물질이라고 하며, 이는 다른 전기 물질에 비해 매우 두드러집니다. 기술에서 이들의 사용은 주로 상온에서 높은 특정 전기 전도도를 결정하는 이 특성 때문입니다.

고체와 액체, 그리고 적절한 조건 하에서 기체는 모두 전류 전도체로 사용될 수 있습니다. 전기 공학에서 실제로 사용되는 가장 중요한 고체 전도성 재료는 금속 및 그 합금입니다.

액체 전도체에는 용융 금속과 다양한 전해질이 포함됩니다. 그러나 대부분의 금속은 녹는점이 높고 녹는점이 영하 39℃ 정도인 수은만이 상온에서 액체 금속 전도체로 사용할 수 있다. 다른 금속은 고온에서 액체 전도체입니다.

금속을 포함한 가스와 증기는 전계 강도가 낮은 전도체가 아닙니다.그러나 전계 강도가 충격과 광이온화의 시작을 보장하는 특정 임계값을 초과하면 가스는 전자 및 이온 전도성을 가진 전도체가 될 수 있습니다. 단위 부피당 양이온 수와 동일한 전자 수를 가진 고도로 이온화된 가스는 플라즈마라고 하는 특수 전도성 매체입니다.

전기 공학을 위한 전도성 재료의 가장 중요한 특성은 열 EMF를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 전기 및 열 전도성입니다.

전기 전도도는 물질이 전류를 전도하는 능력을 나타냅니다(- 물질의 전기 전도도). 금속의 전류 통과 메커니즘은 전기장의 영향으로 자유 전자가 이동하기 때문입니다.

반도체 재료

반도체 재료는 전도성과 유전성 재료 사이의 특정 전도도가 중간이며, 대부분의 경우 외부 에너지 영향뿐만 아니라 불순물 또는 기타 결함의 농도 및 유형에 대한 특정 전도도의 매우 강한 의존성을 특징으로 하는 특성입니다. (온도, 밝기 등). NS.).

반도체는 상온에서 저항이 전도체보다 높지만 유전체보다는 낮고 10-4 ~ 1010 Ohm • cm 범위의 전자 전도성 물질의 큰 그룹을 포함합니다. 에너지 분야에서는 반도체가 직접적으로 사용되지는 않지만 반도체를 기반으로 한 전자부품이 널리 사용되고 있다. 스테이션, 변전소, 파견 사무소, 서비스 등의 모든 전자 제품입니다. 정류기, 증폭기, 발전기, 변환기.실리콘 카바이드 기반 반도체도 생산 비선형 서지 피뢰기 전력선(서지 피뢰기)에서.

유전체 재료

유전체 재료는 주요 전기적 특성이 분극화 능력이고 정전기장의 존재가 가능한 재료라고 합니다. 실제(기술적) 유전체는 이상에 가까워질수록 고유 전도도가 낮아지고 전기 에너지 소산 및 열 방출과 관련된 지연 분극 메커니즘이 약해집니다.

유전체 분극은 외부에 도입되었을 때 외관이라고합니다. 전기장 유전체 분자를 구성하는 하전 입자의 변위로 인한 거시적인 내부 전계. 이러한 필드가 발생한 유전체를 분극화라고 합니다.

자성 재료

자성 재료는 자기장과 직접 상호 작용하여 자기장에서 작동하도록 설계된 재료입니다. 자성체는 약한 자성과 강한 자성으로 나뉜다. 반자성 및 상자성체는 약자성으로 분류됩니다. 강한 자성 - 강자성체는 자기적으로 부드럽고 자기적으로 단단할 수 있습니다.

복합 재료

복합 재료는 서로 다른 기능을 수행하는 여러 구성 요소로 구성된 재료이며 구성 요소 사이에 인터페이스가 있습니다.