پروژه بررسی و مقایسه کاربرد شینهای آلومینیومی بجای شینهای مسی

اختصاصی از اینو دیدی پروژه بررسی و مقایسه کاربرد شینهای آلومینیومی بجای شینهای مسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه55

فهرست 

• مقدمه
• بررسی و مقایسه خواص هادیهای مس و آلومینیوم
• مقایسه فرمولی خواص هادیهای مس و آلومینیوم

      1 -3-1- از نظر مشخصات الکتریکی

      1 -3-2- از نظر مشخصات مکانیکی

فصل دوم

                              محاسبات اتصال کوتاه در سیستم

2-1-تعیین سطح مقطع شینها

2-2- مطالعه اثرات اتصال کوتاه

       2-2-1-اثر حرارتی

      2 -2-2-اثر مکانیکی

 2-3-محاسبه شبکه از نظر استقامت مکانیکی

         2-3-1-نیروی وارده به شین و تکیه گاهها در اثر عبور جریان اتصال کوتاه

          2-3-2-استقامت مکانیکی در اتصال کوتاه

          2-3-3-محاسبه نیروی وارده بر تکیه گاه

2-4-استقامت حرارتی شینها در مقابل جریانهای اتصال کوتاه

         2-4-1-روش اول ،استفاده از فرمول تجربی

         2-4-2- روش دوم ،استفاده از منحنی

فصل سوم

                                     محاسبات الکتریکی ، مکانیکی و برودتی

                                       یک شبکه فرضی و یک شبکه واقعی

3-1-مطالعات الکتریکی ، مکانیکی و حرارتی بر روی یک شبکه فرضی

     3-1-1- مقایسه الکتریکی شین CU و AL باهم

     3-1-2-مقایسه وزنی CU با  AL

     3-1-3- مقایسه استقامت مکانیکی CU با AL

              3-1-3-1-حالت نصب عمودی شینها

              3-1-3-2-حالت نصب افقی شینها

     3-1-4-محاسبه سطح مقطع بر اساس استقامت حرارتی در مقابل جریانهای اتصال کوتاه

     3-1-5-نتیجه گیری

3-2-مطالعات الکتریکی ، مکانیکی و حرارتی بر روی یک شبکه نمونه واقعی

       3-2-1-محاسبات الکتریکی

              3-2-1-1-محاسبه سطح مقطع بر اساس جریان مجاز

              3-2-1-2-محاسبه مقاومت الکتریکی شینها

      3-2-2-محاسبه وزن شینها

     3-2-3-محاسبه مکانیکی

              3-2-3-1-محاسبه برای شین آلومینیومی

              3-2-3-2-محاسبه برای شین آلومینیومی

    3-2-4-محاسبات حرارتی

فصل چهارم

                                                نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات

فصل اول

تحلیل ، بررسی و مقایسه خواص هادیهای مس و آلومینیوم

   

1-1- مقدمه

    شینها معمولا" از مس( e-al) ساخته می شوند. در حال حاضر در سطوح ولتاژ kv20 33kv , و 0.4kv اغلب از شینهای مس استفاده میشود.از آنجائیکه در جداول استاندارد ارائه شده در استانداردهای مختلف هم برای هادیهای مسی هم برای هادیهای آلومینیومی مقاطع استاندارد ارائه شده است بنابراین لازم است که مطالعه و بررسی جهت مقایسه خواص الکتریکی  مکانیکی و حرارتی مس و آلومینیوم انجام شودتا بتوان در صورت امکان و اقتصادی بودن از شینهای آلومینیومی بجای شینهای مسی استفاده کرد.

     در این پروژه تحقیقاتی- اجرایی در ابتدا مهمترین خواص عمومی مواد این هادیها را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهیم آنگاه فرمولهایی جهت مقایسه خواص دو هادی استخراج کرده سپس پارامترهای مؤثر در باردهی شین را بیان می کنیم.و در ادامه اثرات اتصال کوتاه را مورد مطالعه قرار میدهیم و در پایان محسبات الکتریکی مکانیکی و حرارتی را بر روی یک سیستم فرضی و یک سیستم واقعی برای دو حالت استفاده از شین مسی و استفاده از شی آلومینیومی انجام می دهیم.

1-2-بررسی و مقایسهء خواص هادیهای مس و آلومینیوم   

     در جدول(1-1) و(1-2) خواص عمومی هادیهای مس و آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم بصورت کامل آمده است در جدول (1-3) اثرات حرارت روی استحکام آلومینیوم آورده شده است و در جدول (1-4) مهمترین

خواص هادیهای مس و آلومینیوم بیان گردیده است و در جدول (1-5) مس و آلومینیم در شرایط مختلف با هم مقایسه شده اند.                                

خصوصیت

مس

(E-CU  )

آلومینیوم خالص

(E-AL)

آلیاژ

(E-AL Mg si 0/5)

چگالی   kg/dm3                                     

1. 9
2. 7
3. 7

  

ضریب هدایت درm/20  c mm2 Ω

56

35

30

ضریب هدایت در c 60                             Ωmm2 m/

48

30

26

چگالی /ضریب هدایت                       Ωmm2/m

1. 3.6

13

11

مقاومت مخصوص در20c              Ωmm2/m     

1. 0178
2. 0286
3. 0333

  

ضریب حرارت مقاومت الکتریکی بینc 1 تا c 100                                   k

1. 0038
2. 004
3. 0036

  

نقطه ذوب                                                            c                            

1083

658

630

گرمای ذوب                    /g          ws

1. 28
2. 86
3. 81

  

متوسط گرمای مخصوص بین c 1 تا c 100               /kg               ws

1. 393
2. 92
3. 92

  

ضریب هدایت حرارتی بین c 1 تا c 100                               ws/cm.s.k

1. 85
2. 2
3. 9

  

متوسط ضریب انبساط بین c 1 تا c 100                                mm/m.k

0/017

0/024

0/023

مدل یانگ(ضریب انبساط)         N/mm2

11000

65000

70000

شدت جریان حد حرارتی                             N/mm2

154

102

89

شدت جریان ذوب                                         N/mm2

3060

1910

1690

جدول (1-1)مهمترین خاص عمومی مواد هادیهای AL وCU

هادی

استقامت کششی

rm

n/mm2

ضریب الاستیسیته

e

n/mm2

حد ریزش

rp .2  rp .2

min      max

n/mm2

ضریب سختی

n/mm2

ضریب هدایت در c  c ْ20

dmm2 m/

minimum

مس

E-CU F 20

200

104*11

120   .    -

450…700

57

E-CU F 25

250

104*11

290               200

700…950

56

E-CU F 30

300

104*11

360               250

800…1050

56

E-CU F 37

370

104*11

400               330

950…1150

55

آلومینیوم

E-CU F  6

1. 70

104*6.5

80                    25

200…300

1. 4

E-AL F  8

80

104*6.5

100                  50

220…320

1. 2

E-AL F 10

100

104*6.5

120                  70

280…380

1. 8

E-AL F 13

130

104*6.5

160                  90

320…420

1. 5

E-AL F 10

100

104*6.5

 -                       70 

280…300

34

آلیاژ آلومینیوم

e-al mg si .5f 17

170

104*7

180               120

450…650

32

e-al mg si .5f 22

220

104*7

240               160

650…900

30

آلومینیوم با روکش مس

130

104*8

130               100

  -

1. 5

جدول (1-2(

حرارت

20

100

160

250

مقاومت کششی

90…130

90…120

80…110

30…70

حد کشش

80…120

80…110

70…100

30…60

جدول(1-3) اثر حرارت روی استحکام آلومینیوم

مشخصات

مس(e-cu)

آلومینیوم  (E-AL)

آلیاژ آلومینیوم

(E-AL Mg si 0/5)

وزن مخصوص kg/dm3

قابلیت هدات الکتریکی در c  ْ20          Ωmm2 m/

قابلیت هدات الکتریکی در c  ْ60          Ωmm2 m/

مقاومت مخصوص در    c ْ20             m  / Ωmm2   

قابلیت هدایت حرارتی بین 1 تا c  ْ100  

ضریب ازدیاد طول بین 1 تا   c  ْ100،         mm/m

استقامت کششی متوسط   N/mm2

1. 9

56

48

1. 0.0178

1. 92

1. 017

300

1. 7

35

30

1. 0.0286

1. 55

1. 022

100

1. 7

30

26

1. 0.0333

1. 45

1. 023

200

جدول(1-4)

• آلومینیوم در برابر مقایسه با مس دارای خواص به شرح زیر می باشد.

AL                                                                                                               CU

سطح مقطع در افت اختلاف سطح برابر

سطح مقطع در ازدیاد حرارت برابر ناشی از عبور جریان

ازدیا طول 10 متر شین مستقیم د ر     60 = ᇫt      

سطح مقطع در استقامت خمشی برابر

وزن در ازدیاد حرارت برابر ناشی از عبور جریان                                                                                                       

فاصله شین ها و پایه ها                                                                                           

1. 6 1
2. 4         1

15mm                    10mm

1. 2-1.9 1

1. 42 1

1                                          1

جدول(1-5)

با توجه به جداول فوق و مقایسهء آنها با هم میتوان به نتایج زیر دست یافت.

• استقامت استاتیکی آلومینیوم زیادتر از مس است زیرا در ضمن اینکه مقطع آن نسبت به مس بزرگتر

      است وزن آن کمتر می باشد.

• تحمل دینامیکی آلومینیوم و مس با هم برابر است زیرا اگر چه استقامت آلومینیوم کمتر است ولی

      در عوض سطح مقطع آن بزرگتر است.

• ازدیاد درجه حرارت توسط ازدیاد شدت جریان و یا جریان اتصال کوتاه در آلومینیوم کمتر است

      زیرا جریان مخصوص آلومینیوم کمتر از مس است و تشعشعات حرارتی و تبادل  حرارتی آن بهتر

      است.

• آلومینیوم در موقع جرقه زدن و سوختن ایجاد خاکستر زیاد نمی کند و چون جسم باقیمانده هادی

     الکتریسیته نمی باشد به مقره ها و پایه های عایق شین آسیب نمی رساند.

• مس در مقابل بخار گوگرد خیلی حساس است . مس و گوگرد در هوای آزاد با هم ترکیب می

     شوند و سپس ایجاد اکسید مس(cu2o) می کند که دارای قابلیت هدایت بسیار کمی است و با-

     عث می شود که بخصوص در کنتاکها اگر دائماً قطع و وصل نشود عمل کنتاکت دهی وهدایت

     جریان را مختل می کند.

• آلومینیوم گر چه در مقابل اسید کلرید ریک و اسید سولفوریک و آمونیاک با ثبات است ولی بعلت

      ناپایدار بودن درمقابل بخار کلر و جیوه و بسیاری از مواد شیمیایی دیگر باید در موقع بکار بردن  

     شین های مسی و یا آلومینیومی در تابلوهای برق رسانی کارخانجات شیمیایی وقت و  مطالعه کافی

      انجام گیرد.

• آلومینیوم نسبت به مس شکل پذیرتر می باشد، بنابر این خم کردن وتغییر شکل آلومینیوم آسانتر از

      مس می باشد.

-  معایب مهم آلومینیوم عبارتند از:

   1-  اکسیداسیون سطحی

         2- فرو رفتن در اثر فشار و اثر الکترولیتی شدید .

1-3- مقایسه فرمولی خواص هادیهای مس و آلومینیوم

 1-3-1- از نظر مشخصات الکتریکی :

        در دو هادی با مقاومت الکتریکی یکسان ،وزن هادیهای بکار رفته از رابطه زیر تبعیت میکند   :                                                                  

A                                        B

       دو هادی با مقاومت مساوی می خواهیم بین A وB وصل نماییم:

            R2 =  R1                                                                                  

          L:طول هادی                     S : سطح مقطع هادی

   (1)                                                                                                                               

                                                                                                                               &nbs