Vida bağlantılı klemenslerle yapılan kablo eklerinin sonlu elemanlar metodu kullanılarak elektrik-ısıl-mekanik analizi
Electric-thermal-mechanical analysis of cable connection with screw-connected terminal strips using finite element method
Yazar: HÜSEYİN AKSOY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA TOSUN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik enerjisi, üretimden kullanım alanına gelinceye kadar birçok aşamadan geçmekte ve bu aşamalarda birçok elektriksel bağlantı gerçekleşmektedir. Elektriksel bağlantıların uygun olarak yapılması hem sistemin güvenliği hem de elektrik enerjisi kalitesi açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, vida bağlantılı klemensler ile yapılan kablo eklerinde, vidaya uygulanan torka bağlı olarak kablodaki akım- sıcaklık ilişkisi araştırılmıştır. 
Problemin sayısal çözümlemesinde Sonlu Elemanlar Yöntemine dayalı olarak çalışan Comsol Multiphysics programı kullanılmıştır. İlk olarak uygulanan tork değerine bağlı olarak vida-iletken teması incelenmiş, daha sonra bu geometri üzerinde elektrik-ısıl analiz gerçekleştirilmiştir. 
Sayısal modelin doğruluğunu göstermek için deneysel çalışmalar yapılmış ve bu çalışmalarda ev tesisatlarında kullanılan iletken ve vida bağlantılı klemensler dikkate alınmıştır. Vida bağlantılı bu klemenslerde vidaya uygulanan torka bağlı olarak iletkendeki ezilme (deformasyon) miktarı ve bu durumun iletkenin akım taşıma kapasitesine etkileri incelenmiştir.  
Yapılan çalışmalar teorik ve deneysel sonuçların uyum içerisinde olduğu göstermiştir. Sonuçlar elektriksel kontağın, elektrik enerji sisteminin önemli bir parçası olduğunu göstermektedir. Elektriksel bağlantılarda eğer insan faktörü varsa, doğru bağlantıyı gerçekleştirmek insan ve sistem güvenliği kadar ekonomik açıdan da dikkate alınması gereken bir konu olduğu sonucuna varılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: COMSOL Multiphysics, Elektriksel Analiz,  Isıl Analiz, İletken Ekleri, Kablo,  Sonlu Elemanlar Yöntemi, Vida bağlantılı klemensler.

Abstract:
Electric energy passes through many stages from the production to the usage, and many electrical connections take place at these stages. Electrical connections are quite important for system safety and electrical energy quality. In this study, the current-temperature relationship in the cable was investigated in the cable joints made with the screw connection terminals, depending on the torque being applied to the screw.
In the numerical solution of the problem, Comsol Multiphysics program based on Finite Element Method was used. First, the screw-conductor interface was investigated based on the applied torque, and then electrical-thermal analysis was performed on this geometry.
Experimental studies have been carried out to demonstrate the accuracy of the digital model and the conductors and terminals being used in household installations have been taken into account in these studies. The amount of deformation of the conductors depending on the torque applied to the screw and its effect to the current carrying capacity of these terminals having screw connection have been investigated.
It has been seen that experimental and numerical studies are in harmony. The results show that the electrical contacts are an important part of the electrical energy system. Especially if there is a human factor on the case of electrical connections. It has been concluded that it is quite important to have the right connections from the point of both human and system security and economically.

Key Words: Cable, COMSOL Multiphysics, Conductor junction, Electrical Analysis, Finite Element Method, Screw-connection terminal strips, Thermal Analysis.