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一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
第01讲 金属材料的分类及应用
第1篇 机电工程技术
第1章 机电工程常用材料与设备
1.1 机电工程常用材料★
1.1.1 金属材料的分类及应用
1.1.2 非金属材料的分类及应用
1.1.3 电气材料的分类及应用
2024 2023 2022
1 2 2
考查形式：选择。
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1.1.1 金属材料的分类及应用
1 . 黑色金属材料的分类及应用
黑色金属主要包括：纯铁、铸铁、碳素钢和合金钢等。广义的黑色金属还包括：铬、锰及其他合金。
口诀：铁铬锰
1 ）铸铁
铸铁的含碳量大于2.11%（钢的含碳量小于2.11%）。铸铁还含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。
铸铁强度、塑性和韧性较低，但具有优良的铸造性能、很高的减摩和耐磨性、良好的消振性、切削加工
性和缺口敏感性低等优点。
铸铁分类
白口铸铁 银白色，很硬，不容易切削，作炼钢原料和生产可锻铸铁的毛坯
按断口
灰口铸铁 呈暗灰色，应用最广
形式分
麻口铸铁 黑白相间的麻点
普通灰铸
石墨呈片状
铁
石墨呈团絮状，有较高的强度、塑性和冲击韧度。用于制造弹簧支
可锻铸铁
架、低压阀门、低压阀、管接头等受冲击和振动的零件
按石墨
形态分
石墨呈球状，机械性能比灰口铸铁和可锻铸铁高，生产工艺简单，可
球墨铸铁
以通过热处理进一步提高其机械性能
铸造前加蠕化剂（镁或稀土）后凝固而制得；在汽车发动机、排气
蠕墨铸铁
管、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用取得了良好的效果
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2 ）碳素钢
碳素钢（碳钢），是碳的质量分数为0.0218％～2.11% 的铁碳合金。
可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。主要用于铁道、桥梁、各类建筑工
碳素结
程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要、不需要热处理的机械零件和一般焊
构钢
接件。
碳素工 用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。用于制造螺栓、螺母、销钉、轴、管接头
具钢 等。
3 ）合金钢
合金钢是在碳素钢的基础上添加一种或多种合金元素而得到的多元合金。
例如：机械结构合金钢——主要包括合金结构钢和合金弹簧钢两大类，是适用于制造机器和机械零
件的合金钢。
结构合金钢——包括可焊接高强度合金结构钢、合金钢筋钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等，
用于制作工程和建筑结构件。 （ 202 3 多）
此外还有，高速钢（锋钢）、轴承钢、耐热钢、不锈耐酸钢（空气中抗腐蚀是不锈钢；各种侵蚀性
强的介质能抗腐蚀是耐酸钢）、特殊物理性能钢（软磁钢、永磁钢、无磁钢以及特殊弹性钢、特殊膨胀
钢、高电阻钢）
4 ）低合金钢
（1）低合金高强度结构钢。是在含碳量≤0.20%的碳素结构钢的基础上，加入少量的合金元素（含
量＜5%），韧性高于碳素结构钢，具有良好的焊接性能、良好的加工性能和耐腐蚀性能。低合金钢多轧
制成板材、型材、无缝钢管等。
（2）低合金耐热钢。含有一种或几种合金元素，一般钢中所含合金元素的总量不超过5%，含碳量不
超过0.20%。
经典例题
【例题】（2023）下列合金钢中，属于工程结构用的合金钢有（ ）。
A.合金结构钢
B.合金弹簧钢
C.合金钢筋钢
D.高锰耐磨钢
E.压力容器用合金钢
『正确答案』CDE
『答案解析』机械结构合金钢——主要包括合金结构钢和合金弹簧钢两大类，是适用于制
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造机器和机械零件的合金钢。
结构合金钢——包括可焊接高强度合金结构钢、合金钢筋钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨
钢等，用于制作工程和建筑结构件。
2 . 有色金属材料的分类及应用
1）有色金属及有色合金
（1）有色金属。是铁、锰 、铬以外的所有金属的统称。有色金属可分为轻金属、重金属、贵金属
及稀有金属。
①轻金属。密度小于4500kg/m3，如铝、镁、钾、钠、钙等。 （ 202 2 正考多）
口诀：加纳美女盖
②重金属。密度大于4500kg/m3，如铜、镍、铅、锌、锡、锑、汞等。
③贵金属价格比较昂贵，地壳中含量低，提纯困难，化学性质稳定，如金、银、铂等。
④稀有金属在地壳中含量较少。包括：稀有轻金属锂、铯等；稀有难熔金属钛、钼、钨等；稀有分
散金属镓、铟、锗等；稀土金属钪、钇、镧等；放射性金属镭、铀、钍等。
（2）有色合金。是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或多种其他元素的合金。有
色合金有：铝合金、铜合金、钛合金、锌合金、镁合金、镍合金、钼合金等。有色合金的强度和硬度比
纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合性能。
【例题】（2024）下列哪个不是有色合金（ ）。
A.铝合金
B.钛合金
C.镍合金
D.铬合金
『正确答案』D
『答案解析』铬合金属于黑色金属。常用的有色合金：铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、
锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。
3 ）铜及铜合金
（1）铜（纯铜）。外观呈现玫瑰红色，是有光泽、有延展性的金属，表面氧化时呈现紫红色，所以
也称为紫铜，其密度为8.89g/cm3（20℃），熔点为1083℃，具有良好的导电性、导热性等，可以进行各
种冷、热加工。铜包括高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧铜等。
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（2）铜合金
黄铜是由铜和锌所组成的合金。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强，可用
黄铜
于热交换器和冷凝器、低温管路等。还可制造板材、条材、棒材、管材等。（2018）
白铜是以镍为主要添加元素的铜合金。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。
结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好，色泽美观；广泛用于制造精密机械、化工机
白铜
械等。电工白铜有良好的热电性能，是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变
片、热电偶等用的材料。
青铜 青铜是以锡为主要添加元素的铜合金。
4 ）钛及钛合金（新增）
（1）钛。是一种银白色的金属，其特征为重量轻、强度高，具有金属光泽，耐湿氯气腐蚀。钛的密
度为4.54g/cm3，比钢轻43%，其密度高于铝，但低于钢、铜和镍，其比强度在金属中排名第一。
（2）钛合金。是钛与其他金属制成的合金。钛合金的密度通常约为4.51g/cm3，为钢密度的60%。钛
合金具有密度低、比强度大、耐腐蚀性能好、使用性能好等优点，是理想的航天工程结构材料。主要用
于制造工作温度低于350℃的石化换热器、反应器、船舶部件、飞机蒙皮等。
5 ）锌及锌合金
（1）锌。具有良好的压延性、耐磨性、抗腐蚀性、铸造性，且有很好的常温机械性，能与多种金属
制成性能优良的合金。镀锌指在材料的表面镀一层锌以起到美观、防锈等作用的表面处理技术，现在主
要采用热镀锌方法，用于钢材和钢结构件的表面镀层。
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（2）锌合金。锌本身的强度和硬度不高，但在与铝、铜等组成合金后，其强度和硬度均大为提高，
尤其是锌铜钛合金的综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平，其抗蠕变性能也大幅度
被提高。锌合金广泛应用于汽车制造和机械行业中压铸件及各种零部件的生产。
3 . 常用金属复合材料的分类及应用
金属复合材料是由两种及以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成的新材料。
1 ）金属基复合材料的分类及应用
（1）金属基复合材料
按用途分 结构复合材料、功能复合材料
按增强材料形态分 纤维增强、颗粒增强、晶须增强
按金属基体分 铝基、钛基、镍基、镁基、耐热金属基
按增强材料分 玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属丝
（2）金属基复合材料具有高比强度、高比模量、尺寸稳定性、耐热性等主要性能特点。用于制造各
种航天、航空、汽车、电子等高性能结构件。
2 ）金属层状复合材料的分类及应用
（1）金属层状复合材料由几层不同性能的材料通过热轧、焊接工艺复合而成，与单组元合金相比，
综合性能优越，适合一些特殊工作环境。包括钛钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢等复合材料。
3 ）金属与非金属复合材料的特点及应用
（1）钢塑复合管既有钢管的强度和刚度，又有塑料管的耐化学腐蚀，具有无污染、 不混生细菌、
内壁光滑、不积垢、水阻小、施工方便、成本低等优点。广泛应用于石油、化工、建筑、通信、电力和
地下输气管道等领域。
（2）铝塑复合管有与金属管材相当的强度，具有电屏蔽和磁屏蔽作用、隔热保温性好、重量轻、寿
命长、施工方便、成本低等优点。广泛应用于建筑、工业等机电工程中。
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【例题】（2019）下列管材中，属于金属层状复合材料的是（ ）。
A.镍基合金钢管
B.衬不锈钢复合钢管
C.钢塑复合钢管
D.衬聚四氟乙烯钢管
『正确答案』B
『答案解析』注意对金属基复合材料、金属层状复合材料、金属与非金属复合材料的区分。
第02讲 非金属材料的分类及应用
1.1.2 非金属材料的分类及应用
1 . 硅酸盐材料的分类及应用
以天然矿物或人工合成的各种硅酸盐化合物为基本原料，经粉碎、配料、成型和高温烧结等工艺制
成的无机非金属固体材料。
包括水泥、保温棉、砌筑材料和陶瓷等。
2 ） 保温棉
常用的保温棉有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类等。
3 ） 砌筑材料
砌筑材料有各种类型的耐火砖和耐火材料，要求具有很好的耐高温性能、一定的高温力学性能、良
好的体积稳定性、抗各种侵蚀性的熔渣及气体的性能等。
4 ）陶瓷
陶瓷是以黏土等硅酸盐类矿物为原料，经粉末处理、成型、烧结等过程加工而成，具有 坚硬、不燃 、
不生锈，能承受光照、压力等优良性能。陶瓷的硬度很高，但脆性很大。 （ 202 2 补考）
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2 . 高分子材料的分类及应用
高分子材料包括：塑料、橡胶、纤维、涂料与油漆、粘结剂。
1 ）塑料
（1）热塑性塑料是以热塑性树脂为主体成分，加工塑化成型后具有链状的线状分子结构，受热后又
软化，可以反复塑制成型，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。优点是加工成型简便，具有较
好的机械性能，缺点是耐热性和刚性比较差。
（2）热固性塑料是以热固性树脂为主体成分，加工固化成型后具有网状体型的结构， 受热后不再
软化，强热下发生分解破坏，不可以反复成型。优点是耐热性高，受压不宜变形等，缺点是机械性能不
好，但可加入填料来提高强度。这类塑料如酚醛塑料、环氧塑料等。
3 ）纤维
纤维是具有很大长径比和一定柔韧性的纤细物质。按原材料及生产过程不同，可分为天然纤维、人
造纤维与合成纤维。
（1）天然纤维。有棉花、麻、羊毛、蚕丝等。
（2）人造纤维。是利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素，再经过化学处理
及机械加工而成的。
（3）合成纤维。是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。常用的合成纤维有聚酯纤
维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯醇纤维（维纶）、聚丙烯纤维（丙
纶）和聚氯乙烯纤维（氯纶）等。
例如：涤纶常用于制作工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等。
5 ）粘结剂
（1）常用的粘结剂有环氧树脂粘结剂、酚醛树脂粘结剂、丙烯酸酯类粘结剂、橡胶粘结剂、聚酯酸
乙烯粘结剂等。
（2）环氧树脂粘结剂具有很强的粘结力，对金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、皮革等都有良
好的粘结能力；酚醛树脂粘结剂广泛用于汽车部件、飞机部件、机器部件等结构件的粘接。
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3 . 非金属板材和管材的分类及应用
1 ）非金属板材的分类及应用（ 201 6 、 202 1 、 202 4 ）
酸碱 洁净
风管类型 低压 中压 高压 潮湿 防排烟
环境 空调
酚醛复合风管 √ √ √
聚氨酯复合风管 √ √ √ √ √
相对湿度＞90%不
玻璃纤维复合风管 √ √
适用
硬聚氯乙烯风管
√ √
（排风系统）
【例题】（2024补考）下列不适用于潮湿系统的风管是（ ）。
A.聚氨酯复合风管
B.玻璃纤维复合风管
C.酚醛复合风管
D.硬聚氯乙烯风管
『正确答案』B
『答案解析』玻璃纤维复合板材适用于制作中压以下的空调系统风管，但对洁净空调、酸
碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用。
2 ）非金属管材的分类及应用
非金属管材可以分为：无机非金属管材、有机和复合管材。
（1）无机非金属管材。一般有混凝土管、自应力混凝土管、预应力混凝土管、钢筋混凝土管。混凝
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土管常用于排水管；自应力混凝土管和预应力混凝土管常用于输水管；钢筋混凝土管常用于排水管和井
管。
（2）有机和复合管材
聚乙烯管
无毒，可用于输送生活用水
（PE管）
聚丙烯管 其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯管，但其耐低温性
（PP管） 差、易老化，常用于流体输送。
硬聚氯乙烯管 用于建筑工程排水，在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下，也可
（PVC－U管） 用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。
铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层可保
铝塑复合管 护管道不受外界腐蚀。内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管，无毒、
（PAP管） 无味、无污染，符合国家饮用水标准；内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高
温、耐高压，适用于供暖及高压用管。
铝塑复合管
第03讲 电气材料的分类及应用
1.1.3 电气材料的分类及应用
1 . 导线的分类及应用
导线是用来传送电能和信号的。按其性能、结构和特点可分为裸导线、绝缘导线等。
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1 ）裸导线
裸导线没有绝缘层，散热好，可输送较大电流。常用的有圆单线、裸绞线和型线等。
（1）裸绞线
裸绞线主要用于架空线路，具有良好的导电性能和足够的机械强度。常用的有铝绞线和 钢芯铝绞线 。
钢芯铝绞线用于各种电压等级的长距离输电线路，抗拉强度大。铝绞线一般用于短距离电力线路。
例如：LGJ－4×70，表示为钢芯铝绞线4根，载面积为70mm2。
（2）型线
型线有铜母线、铝母线和扁钢等。矩形硬铜母线（TMY型）和硬铝母线（LMY型）用于变配电系统中
的汇流排装置和车间低压架空母线等。扁钢用于接地线和接闪线，扁钢规格有25×4、40×4等。
例如，TMY－100×10，表示为硬铜母线，宽100mm、厚10mm。
2 ）绝缘导线
绝缘导线按绝缘层材料来分有聚氯乙烯绝缘导线、橡胶绝缘导线等。在建筑工程中多采用聚氯乙烯
绝缘铜导线。绝缘导线的线芯材料有铜芯和铝芯（很少采用），机电工程中常用的导线截面有1.5mm2、
2.5mm2、4mm2……240mm2等。
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例如：BV－0.5kV－1.5mm2，表示塑料铜芯线，额定电压为500V，截面积为1.5mm2。BVV－0.5kV－
2×1.5mm2，表示塑料护套铜芯线，额定电压为500V，2芯，截面积为1.5mm2。
2 . 电缆的分类及应用
电缆按用途分有电力电缆、通信电缆、控制电缆和信号电缆等；按线芯材质分有铜芯和铝芯电缆；
按绝缘材料分有纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆等；电缆还分为阻燃电缆和耐火电缆。电缆
的结构主要有三个部分，即线芯、绝缘层和保护层，保护层又分为内保护层和外保护层。
1 ）电力电缆
电力电缆是用以传输和分配电能的产品。主要用在输变电线路中，工作电流在几十安至几千安，额
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定电压在220V～500kV及以上。
（1）塑料绝缘电力电缆
塑料绝缘电力电缆中，应用最广泛的是交联聚乙烯绝缘电力电缆。
补充：
电线电缆符号含义：
K表示电缆用途，为控制电缆；
B表示布电线，R表示软线；
绝缘材料：X为橡胶绝缘，Y为聚乙烯绝缘，V为聚氯乙烯绝缘，YJ交联聚乙烯，Z油浸纸绝缘，YJF
辐照交联聚乙烯；
护套屏蔽类型：V为聚氯乙烯护套，Q为铅套，Y为聚乙烯护套，E为聚烯烃，P为编织屏蔽；
后面两位数字中的第一位中的2为钢带铠装、3为细圆钢丝铠装，4为粗钢丝铠装，铜芯符号省略。
例如，YJY－26/35－3×240，表示交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套铜芯电力电缆，额定电压26/35kV， 3
芯，240mm2。
（2）阻燃电缆
阻燃电缆是指残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。根据电缆阻燃材料的不同，阻燃电缆分
为含卤阻燃电缆及无卤低烟阻燃电缆。无卤低烟阻燃电缆燃烧时产生的烟尘较少，且不会发出有毒烟雾，
燃烧时的腐蚀性较低，因此对环境产生的危害很小。
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阻燃电缆分为A、B、C三个类别，A类最高。
无卤低烟的聚烯烃材料主要采用氢氧化物作为阻燃剂，容易吸收空气中的水分（潮解）。潮解的结
果是绝缘层的体积电阻系数大幅下降，由原来的17MΩ/km 可降至0.1MΩ/km。
ZA（B、C）－YJV、WDZA（B、C）－YJFE（温度较高）
（3）耐火电缆
耐火电缆是指在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运 行的电缆。分A（950～1000℃）、B（750
～800℃）两种类别，能持续供电90min。耐火电缆广泛应用于高层建筑、地铁、地下商场、大型电站及
重要的工矿企业等有关场所。
耐火电缆在建筑物燃烧时，伴随着水喷淋的情况下，电缆仍可保持线路完整运行。
例如：WDN（A、B）－YJFE，表示无卤低烟（A、B）类耐火辐照交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套铜芯电力
电缆，可敷设在对无卤低烟且有耐火要求的室内、隧道中。
当耐火电缆用于电缆密集的电缆隧道、电缆夹层中，或位于油管、油库附近等易燃场所时，应首先
选用 A 类耐火电缆 。耐火电缆大多用作应急电源的供电回路，要求火灾时正常工作。
耐火电缆不能当作耐高温电缆使用。
（4）氧化镁电缆
氧化镁电缆是由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成的。氧化镁电缆的材料是无机物，铜和氧
化镁的熔点分别为1038℃和2800℃，防火性能特佳； 耐高温（电缆允许长期工作温度达 25 0 ℃） 、 防爆 、
载流量大、防水性能好、机械强度高、寿命长、接地性能良好等优点，但价格贵、工艺复杂、施工难度
大。在油灌区、重要木结构公共建筑、高温场所等耐火要求高的场合，可采用氧化镁电缆。由于氧化镁
电缆原材料及工艺的特殊性，截面为25mm2以上的多芯电缆均由单芯电缆组成。
氧化镁电缆
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（5）分支电缆
分支电缆常用的有YJY型、WDZN－YJFE型等类型电缆。
订购分支电缆时，应根据建筑电气设计图确定各配电柜位置，提供主电缆的型号、规格及总有效长
度；各分支电缆的型号、规格及各段有效长度；各分支接头在主电缆上的位置（尺寸）；安装方式（垂
直沿墙敷设、水平架空敷设等）；所需分支电缆吊头、横梁吊挂等附件型号、规格和数量。
（6）铝合金电缆
电缆的结构形式主要有非铠装和铠装的，带PVC护套和不带PVC护套的，其芯线则采用高强度、抗蠕
变、高导电率的铝合金材料。
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在满足相同导电性能的前提下，铝合金线缆的重量是同样载流量的铜缆的一半，合金铝导体比铜柔
韧得多，弯曲性能好，安装时有更小的弯曲半径，更容易进行端子连接。非嵌装铝合金电力电缆适用于
室内、隧道、电缆沟等场所的敷设，不能承受机械外力；嵌装铝合金电力电缆适用于隧道、电缆沟、竖
井或埋地敷设，能承受机械较大的机械外力和拉力。
2 ）控制电缆
控制电缆按其绝缘层材质，分为聚氯乙烯、聚乙烯和橡胶。其中以聚乙烯电性能最好，可应用于高
频线路。控制电缆一般用于电气控制系统和配电装置的二次系统。二次电路的电流较小，因此芯线截面
通常在10mm2以下，控制电缆的线芯多采用铜导体，其芯线组合有同心式和对绞式。
常用的控制电缆有KVV、KVVP等，主要用于交流500V、直流1000V及以下的控制、信号、保护及测
量线路。
【例题】（2020）无卤低烟阻燃电缆在消防灭火时的缺点是（ ）。
A.发出有毒烟雾
B.产生烟尘较多
C.腐蚀性能较高
D.绝缘电阻下降
『正确答案』D
『答案解析』无卤低烟阻燃电缆是指不含卤素（F、Cl、Br、I、At）、不含铅、镉、铬、
汞等物质的胶料制成，燃烧时产生的烟尘较少，且不会发出有毒烟雾，燃烧时的腐蚀性较低，
因此对环境产生危害很小。
3 . 母线槽的分类及应用
母线槽是由金属外壳（钢板或铝板）、导电排、绝缘材料及有关附件组成的。具有体积小、容量大、
装拆方便、安全可靠、使用寿命长等优点，适用于高层建筑、标准厂房等场所。
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1 ）母线槽的分类
（1）空气型母线槽
母线之间接头用铜片软接过渡，接头之间体积过大，占用了一定空间，应用较少。因存在烟囱效应，
空气型母线槽不能用于垂直安装。
（2）紧密型母线槽
紧密型母线槽具有体积小、结构紧凑、运行可靠、传输电流大、便于分接馈电、维护方便等优点，
可用于树干式供电系统，在高层建筑中得到广泛应用。
母线的相间气隙小，母线通过大电流时，产生较大的电动力，使磁振荡频率形成叠加状态，可能产
生较大的噪声。紧密型母线槽防潮性能较差，在施工时容易受潮，造成相间绝缘电阻下降。
（3）高强度母线槽
高强度母线槽外壳做成瓦沟形式，使母线槽机械强度增加，解决了大跨度安装无法支撑吊装的问题。
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母线线间有一定的空隙，使导线的温升下降，提高了过载能力，减少了磁振荡噪声，但它产生的杂散电
流及感抗要比紧密式母线槽大得多，相对紧密式母线槽，其防潮和散热功能有明显的提高。
（4）耐火型母线槽
耐火型母线槽外壳防火材料的耐高温应不低于1100℃，隔热层绝缘材料的耐高温应不低于300℃，
耐火时间有60min、90min、120min、180min，满负荷运行可达8h以上。耐火型母线槽除应通过CCC认证
外，还应有国家认可的检测机构出具的型式检验报告。
2 ）母线槽应用
高层建筑的垂直输配电应选用紧密型母线槽，其导体应选用长期工作温度不低于130℃的阻燃材料包
覆。楼层之间应设阻火隔断。应急电源应选用耐火型母线槽。母线槽容易受潮，对于不同的安装场所，
应选用不同外壳防护等级的母线槽。一般室内正常环境可选用防护等级为IP40的母线槽，消防喷淋区域
应选用防护等级为IP54或IP66的母线槽。母线槽不能直接和有显著摇动和冲击振动的设备连接，应采用
软接头加以连接。
4 . 绝缘材料的分类及应用
包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘气体、绝缘油、绝缘制品。
3 ）绝缘气体
常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫（SF）等。在电气设备中除可作为绝缘材
6
料外，还具有灭弧、冷却和保护等作用。
口诀：二流空弹
4 ）绝缘油
在电气设备中，通过绝缘油的浸渍和填充，消除了空气和间隙，提高了绝缘介质的击穿强度，并改
善了设备的散热条件。常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油等。在变压器、油断路器、电
容器等设备中广泛使用绝缘油来冷却和绝缘。
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第04讲 通用设备的类型和性能
1.2 机电工程常用设备★
1.2.1 通用设备的类型和性能
1.2.2 专用设备的类型和性能
1.2.3 电气设备的类型和性能
2024 2023 2022
1 2 2
考查形式：选择。
1.2.1 通用设备的类型和性能
机电工程通用设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备。常用的有：泵、风机、压缩机、输送设
备。
1 . 泵
1 ）泵的类型
（2）按泵的工作原理和结构形式分类：
① 容积式泵。按运动部件运动方式的不同分为往复泵和回转泵两类，往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔
膜泵等，回转泵有齿轮泵、螺杆泵和叶片泵等。
② 叶轮式泵。按泵的叶轮和流道结构的特点不同分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。
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（3）按泵轴位置可分为：立式泵、卧式泵。
（4）按吸口数目可分为：单吸泵、双吸泵。
（5）按驱动泵的原动机可分为：电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵等。
2 ）泵的性能
泵的性能参数：主要有流量和扬程，还有轴功率、转速、效率和必需汽蚀余量。
口诀：杨工逼小刘转
第22页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
对于动力式泵，随着液体黏度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将黏度大的液
体加热使黏性变小，以提高输送效率。
【例题】（2022）下列泵类设备中属于往复泵的有（ ）。
A.活塞泵
B.柱塞泵
C.隔膜泵
D.齿轮泵
E.叶片泵
『正确答案』ABC
『答案解析』往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等。
2 . 风机
1 ）风机的类型
（2）按气体在旋转叶轮内部流动方向分为：离心式风机、轴流式风机、混流式风机。
（3）按结构形式分为：单级风机、多级风机。
（4）按排气压强的不同分为：通风机、鼓风机、压气机。
2 ）风机的性能
风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速，另外，噪声和振动的大小也是风机的指标。
（2） 压力（风压）。是指气体在风机内压力升高值。压力有静压、动压和全压之分。
（3） 轴功率。是指风机的输入功率。
（4） 效率。是指风机有效功率与轴功率之比。风机全压效率可达90%。
3 . 压缩机
压缩机是一种压缩气体体积并提高气体压力或输送气体的机器。
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1 ）压缩机的类型
（3）按照压缩气体方式分类，包括容积式压缩机和动力式压缩机两大类。容积式压缩机可分为往复
式压缩机、回转式压缩机；动力式压缩机可分为轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。
2 ）压缩机的性能
压缩机的性能参数，主要包括容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率、输入功率、输出功率、
性能系数等。
4 . 输送设备
1 ）输送设备的类型
（1）有挠性牵引件的输送设备有：带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、小车输
送机、悬挂输送机、斗式提升机、气力输送设备等。
（2）无挠性牵引件的输送设备：螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机、（振动输送机）等。
口诀：罗滚真气
斗式提升机
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螺旋输送机
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辊子输送机
【例题】（2021一级）下列输送机中，具有挠性牵引件的有（ ）。
A.带式输送机
B.刮板输送机
C.悬挂输送机
D.小车输送机
E.螺旋输送机
『正确答案』ABCD
『答案解析』具有挠性牵引件的输送设备有带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮
板输送机、小车输送机、悬挂输送机、斗式提升机、气力输送设备等。
第05讲 专用设备的类型和性能
1.2.2 专用设备的类型和性能
1 . 电力工程设备
1 ）火力发电设备
火力发电设备主要由锅炉、汽轮机、汽轮发电机等设备组成。
（1）锅炉的类型
①按照特种设备目录分：承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉。
②按照用途分：电站锅炉、工业锅炉、船用锅炉。
第26页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
③按锅炉出口工质压力分：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临
界压力锅炉、超超临界压力锅炉。
④按所用燃料分：固体燃料锅炉、液体燃料锅炉、气体燃料锅炉、余热锅炉。
（3）锅炉的主要参数
锅炉的主要参数有蒸发量（t/h）、压力（MPa）、温度（℃）、锅炉受热面蒸发率 [kg/（m2 ·
h）]、锅炉受热面发热率[kJ/（m2 · h）]、锅炉热效率（η）。
例如：锅炉受热面蒸发率或发热率是反映锅炉工作强度的指标，其数值越大，表示传热效果越好。
（3）汽轮机的类型
① 按工作原理分：冲动式汽轮机，反动式汽轮机，冲动、反动联合汽轮机等。
② 按热力过程分：凝汽式、背压式、抽气式、抽气背压式和中间再热式汽轮机等。
③ 按蒸汽压力分：低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机、超
临界压力汽轮机、超超临界压力汽轮机等。
④ 按蒸汽流动方向分：轴流式汽轮机、辐流式汽轮机等。
（5）汽轮发电机组成
定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。转子主要由转子锻件、励磁绕组、护环、
中心环和风扇等组成。
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2 ）核能发电设备
（1）核岛设备：包括反应堆堆芯、燃料转运装置、反应堆压力容器、堆内构件、控制棒驱动机构、
蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和稳压器等。核岛设备是承担热核反应的主要部分。
（2）常规岛设备：包括汽轮机、发电机、除氧器、凝汽器、汽水分离再热器、高低压加热器、主给
水泵、凝结水泵、主变压器和循环水泵等。
（3）辅助系统设备：包括核蒸汽供应系统之外的部分，即化学制水、制氧、压缩空气站等。
3 ）风力发电设备
① 直驱式风电机组：主要由塔筒（支撑塔）、机舱总成、发电机、叶轮总成、测风系统、电控系
统和防雷保护系统组成。 （ 202 2 ）
发电机位于机舱与轮毂之间。直驱机具有结构筒单、可靠性强、效率高、维护成本低等优点，降低
了风机机械故障率。由于直驱式发电机永磁材料在振动、冲击、高温情况下容易出现失磁现象，无法在
现场条件下检修，所以一旦出现问题只有返厂维修。
② 双馈式风电机组
第28页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
双馈式风电机组是在叶轮与发电机之间增加了变速箱，避免了发电机直接与叶轮直接连接而增加叶
片的冲击载荷，并且将其直接传递到发电机上，降低了发电机的故障率。
（2）风力发电机组的性能参数
风力发电机组的性能参数很多，其中额定功率和叶轮直径是风力发电机组最重要的参数。
4 ）光伏发电设备
（1）光伏发电系统的分类
① 独立光伏发电系统
② 并网光伏发电系统
③ 分布式光伏发电系统
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（2）光伏发电系统的性能参数
光伏发电系统的主要性能参数是光伏发电厂发电功率（kW）。
5 ）光热发电设备
（1）光热发电的类型：槽式光热发电、塔式光热发电、蝶式光热发电和菲涅尔式光热发电，目前国
内常见的是槽式光热发电和塔式光热发电。
第30页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
（2）槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。
（3）塔式光热发电设备有定日镜和塔顶吸热器。
2 . 石油化工设备
1 ）石油化工设备的类型及性能
（1）石油化工设备的分类
① 按设计压力分：
P＜0时，为真空设备。
常压设备，P<0.1MPa；
低压设备，0.1MPa≤P＜1.6MPa；
中压设备，1.6MPa≤P＜10MPa；
高压设备，10MPa≤P＜100MPa；
超高压设备，P≥100MPa；
对比记忆：工业管道按设计压力分类
口诀：管右
管道类别 设计压力P（MPa）（表压） 管道类别 设计压力P（MPa）（表压）
真空管道 P＜0 高压管道 10＜P≤100
低压管道 0≤P≤1.6 超高压管道 P＞100
中压管道 1.6＜P≤10
② 按生产工艺原理分：容器、反应器、塔设备、换热器、储罐等。
第31页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
2 ）反应器
反应器主要有：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器。按石油化工生产产品的
不同可以分为：加氢反应器、裂化反应器、重整反应器、歧化反应器、异构化反应器等。
3 ）塔设备
塔设备可使气（汽）液或液液之间进行充分接触，达到传热及传质的目的。
（1）按操作压力分：加压塔、常压塔及减压塔。
（2）按单元操作分：精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等。
（3）按内件结构分：板式塔、填料塔。
第32页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
4 ）储罐
储罐也是一种容器，在石化领域，把常压、大型容器专称为储罐。
（5）按储罐结构分为：固定顶储罐、无力矩顶储罐、浮顶储罐等。浮顶储罐可分为外浮顶储罐、内
浮顶储罐（带盖内浮顶储罐）。
5 ）换热器
第33页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。在石化生产中换热器可作为加
热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
8 ）分离设备
分离设备包括沉降式离心机、压滤机、叶滤机、转筒真空式连续过滤机、离心过滤机等。
经典例题
【例题】（2023）下列塔设备中，属于按单元操作分类的有（ ）。
A.加压塔
B.解吸塔
C.填料塔
D.精馏塔
E.反应塔
『正确答案』BDE
『答案解析』（1）按操作压力分：加压塔、常压塔及减压塔。（2）按单元操作分：精馏
塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等。（3）按内件结构分：板式塔、填料塔。
第06讲 电气设备的类型和性能
1.2. 3 电气设备的类型和性能
1 . 发电设备
（1）发电设备是指用于将机械能转化为电能的设备，建筑机电工程中常用柴油发电机组作为应急或
备用电源，柴油发电机组是一种小型的发电设备。
（2）柴油发电机组的性能参数有：功率输出、电压、频率、电流、冷却量及冷却方式、燃烧空气量、
排风量、允许排气背压等。
第34页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
2 . 变电设备
变电设备是将高压转换为低压或将交流电转换为直流电的设备，包括变压器、整流器、逆变器等。
（1）按用途分：电力变压器、电炉变压器、整流变压器、工频试验变压器、矿用变压器、电抗器、
调压变压器、互感器、其他特种变压器等。
（2）按相数分：单相变压器和三相变压器。
（3）按绕组数量分：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。
（4）按冷却介质分：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器等。
油浸式变压器
第35页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
干式变压器
充气式变压器
（5）按容量分：中小型变压器（电压在35kV 以下，容量为630～6300kVA）、大型变压器（电压为
63～110kV，容量为8000～63000kVA）、特大型变压器（电压在220kV 以上，容量在90000kVA以上）。
2 ）变压器的主要技术参数
变压器的主要技术参数有额定容量、工作频率、额定电压、电压比、效率、空载电流、空载损耗等。
3 . 配电设备
配电设备将电能分配到各个用电设备，常见有的开关柜、配电柜、断路器、负荷开关、隔离开关、
接地开关等。
第36页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
3 ）断路器
（1）断路器类型：断路器可分为 空气断路器、 S F 气体断路器、真空断路器等不同类型。
6
（2）断路器重要性能参数：包括额定电流、额定电压、短路开断能力、操作特性等。具有控制、保
护和安全隔离作用；具有灭弧特性。
例如：高压油断路器以密封的绝缘油作为开断故障的灭弧介质，高压真空断路器利用高真空作为绝
缘和灭弧介质，六氟化硫断路器是利用六氟化硫（SF）气体作为灭弧和绝缘介质。
6
断路器
4 ）负荷开关
用于控制电路中的负荷，实现负载的接通和断开。
5 ）隔离开关
（1）隔离开关类型：常见的隔离开关包括刀闸、负荷开关、接地刀闸等。
（2）隔离开关性能特点：额定电压、额定电流、接通能力、断开能力等。
6 ）接地开关
用于在电路出现故障时接地，确保人员和设备的安全。
第37页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
隔离开关
4 . 电动机
直流 直流电动机具有较大的启动转矩和良好的启、制动性能，在较宽范围内实现平滑调速
电动 的优越性能，以及较强的过载性能，广泛应用于机床、轧钢机、电力机车和需要经常
机 启动并调速的电气传动装置中。
交流
异步 交流异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。它具有结构简单、制
电动 造容易、价格低廉、运行可靠、使用维护方便、坚固耐用、重量轻等优点。
机
交流
同步 交流同步电动机具有转速和电源频率保持严格同步的特性，即只要电源频率保持恒
电动 定，交流同步电动机的转速就绝对不变。
机
有控制电压时转子立即旋转，无控制电压时转子立即停转。转轴转向和转速是由控制
伺服
电压的方向和大小决定的。目前广泛应用于机械制造、自动化设备、机器人等领域，
电动
它通过内置的反馈系统，能够根据控制信号实时调整输出力矩和转速，从而实现精确
机
的运动控制。
第38页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
交流异步电动机
5 . 控制设备
3 ）互感器
（1）互感器类型：分为电压互感器和电流互感器。电压互感器可在高压电力系统中用于电压和功率
的测量等。电流互感器可用在电流测量、功率测量和线路保护等。
（2）互感器性能特点：将高电压、大电流变换成低电压、小电流；与测量仪表配合，可以测量电压、
电流、电能，与控制设备配合能确保操作人员和设备的安全。
6 . 电力电子设备
第39页一级建造师《机电工程》 第1篇 机电工程技术——第1章 机电工程常用材料与设备
变频器 变频器是一种改变交流电源频率的电器。
逆变器 逆变器是一种电源转换装置，可以将直流电源转换为交流电源。
整流器 整流器是一种将交流电转换为直流电的装置或元件。
软启动器 软启动器是电动机在不调速拖动控制中使用的一种性能优异的拖动设备。
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