电工材料分类

材料是具有特定成分、结构和特性的物体，旨在执行特定功能。材料可以具有不同的聚集状态：固体、液体、气体或等离子体。

材料执行的功能多种多样：确保电流流动（在导电材料中）、在机械负载下保持一定的形状（在结构材料中）、提供绝缘（在介电材料中）、将电能转化为热能（在电阻材料中） .通常，材料具有多种功能。例如，电介质必然会承受某种机械应力，也就是说，它是一种结构材料。

材料科学——一门研究材料的组成、结构、特性、材料在各种影响下的行为：热、电、磁等，以及这些影响何时结合的科学。

电气材料——这是材料科学的一个分支，涉及电气工程和能源材料，即具有设计、制造和操作电气设备所需的特定性能的材料。

材料在能源领域发挥着至关重要的作用。例如高压线路的绝缘体。历史上最早问世的是瓷绝缘子。他们的生产技术非常复杂和反复无常。绝缘体非常笨重。我们学会了使用玻璃——玻璃绝缘体出现了。它们更轻、更便宜并且更容易诊断。最后，最近的发明是硅橡胶绝缘体。

第一个橡胶绝缘子不是很成功。随着时间的推移，它们的表面会形成微裂纹，灰尘会在其中积聚，形成导电痕迹，然后绝缘体会破裂。在外部大气影响条件下，对绝缘体在高压线路 (OHL) 导体电场中的行为进行了详细研究，从而可以选择许多添加剂来提高对大气影响的抵抗力、抗污染性和作用放电。因此，现在已经为各种工作电压水平创造了一整套轻型、耐用的绝缘体。

相比之下，1150 kV 架空线路的悬式绝缘子的重量与支架之间距离内的电线重量相当，达数吨。这迫使安装额外的平行绝缘子串，从而增加了支撑件上的负载。它需要使用更耐用的，这意味着更坚固的支撑。这增加了材料的消耗，支撑的大重量显着增加了安装成本。作为参考，安装成本高达电力线建设成本的 70%。该示例显示了一个结构元素如何影响整个结构。

因此， 电气材料 (ETM) 是每个技术和经济性能的决定因素之一 电力系统.

能源工业中使用的主要材料可分为几类——它们是导电材料、磁性材料和介电材料。它们之间的共同点是它们在电压条件下工作，因此在电场中工作。

电线材料

导电材料被称为主要电学性能为导电性的材料，这一点相对于其他电工材料而言具有很高的显着性。它们在技术上的应用主要是由于这种特性，决定了常温下的高比电导率。

固体和液体，在适当的条件下，气体都可以用作电流的导体。在电气工程中实际使用的最重要的固体导电材料是金属及其合金。

液体导体包括熔融金属和各种电解质。然而，对于大多数金属来说，熔点都很高，只有汞，其熔点约为-39°C，可以用作常温下的液态金属导体。其他金属在高温下是液体导体。

气体和蒸汽，包括金属气体和蒸汽，都不是低电场强度的导体。但是，如果场强超过某个临界值以确保发生冲击和光电离，则气体可以成为具有电子和离子导电性的导体。高度电离的气体，每单位体积的电子数等于正离子数，是一种特殊的导电介质，称为等离子体。

用于电气工程的导电材料最重要的特性是它们的导电性和导热性，以及产生热电动势的能力。

电导率表征物质传导电流的能力（见 - 物质的电导率).电流在金属中通过的机制是由于自由电子在电场影响下的运动。

半导体材料

半导体材料的电导率介于导电材料和介电材料之间，其独特的特性是电导率极强地依赖于杂质或其他缺陷的浓度和类型，在大多数情况下还依赖于外部能量的影响（温度、亮度等）。 NS。）。

半导体包括一大类导电物质，其电阻率在常温下高于导体但低于电介质，范围为10-4至1010欧姆•厘米。在能源方面，半导体并不直接使用，但以半导体为基础的电子元器件却被广泛使用。这是车站、变电站、调度办公室、服务等处的任何电子设备。整流器、放大器、发电机、转换器。还生产基于碳化硅的半导体 非线性避雷器 在电源线（避雷器）。

介电材料

介电材料被称为主要电气特性是极化能力并且可能存在静电场的材料。实际（技术）电介质接近理想值，其电导率越低，与电能耗散和热释放相关的延迟极化机制就越弱。

当引入外部时，介电极化称为外观 电场 由于构成介电分子的带电粒子的位移而产生的宏观内部电场。产生这种场的电介质称为极化。

磁性材料

磁性材料是那些设计用于通过与磁场直接相互作用而在磁场中工作的材料。磁性材料分为弱磁性和强磁性。抗磁体和顺磁体被归类为弱磁性。强磁——铁磁体，它又可以是软磁和硬磁。

复合材料

复合材料是由具有不同功能的若干组分组成并且组分之间存在界面的材料。