Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
NME-3-306-s
Name:
Materials for electrical power engineering
Faculty of:
Non-Ferrous Metals
Study level:
Third-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Metallurgy
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż, prof. AGH Smyrak Beata (smyrak@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż, prof. AGH Smyrak Beata (smyrak@agh.edu.pl)
Module summary

opis

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować własności nowoczesnych materiałów wykorzystywanych w elementach przewodzących, nośnych i izolacyjnych Activity during classes,
Presentation,
Project,
Participation in a discussion
M_U002 Student potrafi dokonać identyfikacji własności elektrycznych i mechanicznych podstawowych materiałów stosowanych w elektroenergetyce. Activity during classes,
Participation in a discussion
M_U003 Student potrafi zaplanować program oraz metodykę badan umożliwiających ocenę własności eksploatacyjnych materiałów stosowanych w elektroenergetyce. Activity during classes,
Participation in a discussion
Knowledge
M_W001 Student posiada specjalistyczną wiedzę w zakresie materiałów stosowanych w obszarze elektroenergetyki. Examination,
Participation in a discussion
M_W002 Student zna trendy w rozwoju najnowszych i zaawansowanych materiałów wykorzystywanych w aplikacjach elektrycznych Examination,
Participation in a discussion
M_W003 Student posiada specjalistyczną wiedzę na temat zasad doboru materiałów w aplikacjach z obszaru elektroenergetyki Examination,
Participation in a discussion
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować własności nowoczesnych materiałów wykorzystywanych w elementach przewodzących, nośnych i izolacyjnych + - - - - + - - - - -
M_U002 Student potrafi dokonać identyfikacji własności elektrycznych i mechanicznych podstawowych materiałów stosowanych w elektroenergetyce. - - - - - + - - - - -
M_U003 Student potrafi zaplanować program oraz metodykę badan umożliwiających ocenę własności eksploatacyjnych materiałów stosowanych w elektroenergetyce. - - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada specjalistyczną wiedzę w zakresie materiałów stosowanych w obszarze elektroenergetyki. + - - - - + - - - - -
M_W002 Student zna trendy w rozwoju najnowszych i zaawansowanych materiałów wykorzystywanych w aplikacjach elektrycznych + - - - - + - - - - -
M_W003 Student posiada specjalistyczną wiedzę na temat zasad doboru materiałów w aplikacjach z obszaru elektroenergetyki + - - - - + - - - - -
Module content
Lectures:

1.Charakterystyka systemów elektroenergetycznych, budowa elementów systemu, omówienie warunków pracy wybranych elementów systemów elektroenergetycznych, szczegółowa charakterystyka elementów sytemu (kabli, przewodów, elementów połączeń, izolatorów, osłon itp.).
2. Charakterystyka wymagań własności nowoczesnych i zaawansowanych materiałów wykorzystywanych w elektroenergetyce:
Klasyfikacja nowoczesnych materiałów przewodzących, nośnych i izolacyjnych. Identyfikacja własności materiałów stosowanych w elektroenergetyce. Analiza wymagań własności fizycznych, elektrycznych, mechanicznych oraz eksploatacyjnych (odporność cieplna, odporność reologiczna, odporność zmęczeniowa) materiałów. Analiza wymagań własności materiałów wykorzystywanych w elektroenergetyce z punktu widzenia normalizacji krajowej i światowej. Omówienie metodyki badań własności materiałów.
3. Zaawansowane materiały stosowane na elementy przewodzące w elektroenergetyce:
Charakterystyka własności nowoczesnych materiałów na bazie miedzi i stopów miedzi stosowanych na kable i przewody, na elementy osprzętu sieciowego. Charakterystyka własności aluminium i stopów aluminium wykorzystywanych w kablach i przewodach wysokich, średnich i niskich napięć (Al, AlMgSi, AlFe, AlFeCu, AlFeMg, AlZr, AlSc). Charakterystyka aluminium i stopów aluminium wykorzystywanych w osprzęcie napowietrznych linii przewodach elektroenergetycznych. Analiza normalizacji krajowej i światowej pod kątem materiałów przewodzących wykorzystywanych w elektroenergetyce.
4. Nowoczesne materiały stosowane na elementy nośne w elektroenergetyce:
Charakterystyka materiałów stosowanych na rdzenie nośne w elektroenergetycznych przewodach bimateriałowych (stal, inwar, kompozyty). Omówienie własności materiałów wykorzystywanych na elementy nośne w systemach elektroenergetycznych z punktu widzenia wymagań norm krajowych i światowych.
5. Nowoczesne materiały stosowane na elementy izolacyjne w systemach elektroenergetycznych: Charakterystyka materiałów izolacyjnych wykorzystywanych na powłoki izolacyjne w kablach i przewodach elektroenergetycznych (polwinit, polietylen, polietylen usieciowany, papier kablowy, gumy izolacyjne, syciwa, oleje, tworzywa termoplastyczne). Charakterystyka własności materiałów stosowanych na izolatory w systemach elektroenergetycznych (porcelana elektrotechniczna, szkła krzemowo-wapniowe, szkła krzemowo-borowe, szkła kwarcowe). Charakterystyka wymagań materiałów stosowanych w osprzęcie kablowym (mufy, głowice połączeniowe). Materiały stosowane na izolacje transformatorów energetycznych (oleje, mineralne, oleje syntetyczne). Analiza wymagań własności tworzyw izolacyjnych wg normalizacji krajowej i światowej.
6. Analizaekonomiczna wykorzystania materiałów w elektroenergetyce vs gospodarka światowa.
Analiza czynnikowa kosztów materiałów stosowanych na elementy systemów elektroenergetycznych. Analiza historyczna cen materiałów. Omówienie rynku producentów materiałów przewodzących , nośnych i izolacyjnych wykorzystywanych w elektroenergetyce.

Seminar classes:

Przygotowanie prezentacji na tematy związane z rozwojem materiałów wykorzystywanych w elektroenergetyce napowietrznej.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 50 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Realization of independently performed tasks 14 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Contact hours 9 h
Participation in seminar classes 10 h
Participation in lectures 4 h
Examination or Final test 3 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa stanowi ocena z ćwiczeń
seminaryjnych

Prerequisites and additional requirements:

elementarna wiedza z fizyki, elementarna wiedza z elektrotechniki, elementarna wiedza z
chemii, elementarna wiedza z metaloznawstwa, wiedza z zakresu
materiałoznawstwa materiałów przewodzących, kompozytów oraz polimerów

Recommended literature and teaching resources:

1. T. Knych: Energetyczne przewody napowietrzne. Teoria, materiały, aplikacje, Wyd. AGH, 2010
2. K. Żmuda: Elektroenergetyczne układy przesyłowe i rozdzielcze. Wybrane zagadnienia z
przykładami, Wyd. Politechniki Śląskiej, 2011
3. A. Mamala: Model wielodrutowych monomateriałowych elektroenergetycznych przewodów
napowietrznych, Wyd. Nauk. AKAPIT, 2012
4. B.Florkowska, J.Furgał, M.Szczerbiński, R.Włodek, Materiały elektrotechniczne.Podstawy
teoretyczne i zastosowania, Wydawnictwo AGH, 2011
5. T.Skarżyński, H.Kończykowski, Z.Koteras, Przewody elektryczne, WNT 1973
6.H.Mościcka-Madej, Inżynieria wysokich napięć w elektroenergetyce, Wydawnictwo Politechniki
Poznańskiej, 1996
7.S.Stryszowski, Materiałoznawstwo elektryczne, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej,
1999.
8. Z.Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Oficyna wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, 2005
9.Z.Rdzawski, Miedź stopowa, Wydawnictwo Politechniki Sląskiej, 2005
10.Przewody elektroenergetyczne, Wydawnictwo przemysłowe WEMA, 1998,
11.L.Mondolfo; Aluminum alloys : structure and properties, London, Boston : Butterworths, 1976
12.J.R.Davis, ASM Speciality Handbook: Aluminium and aluminium alloys, ASM International,
1993
13.J.R.Davis, ASM Speciality Handbook: Copper and copper alloys, ASM International, 1993
14.H.Pops, Nonferrous wire book, The Wire Assocition International, 1995
15. R.Bartnikas, K.D.Srivasteva, Power and communication cables, theory and applications, A
John Wiley & Sons, 1999
16.F.Cverna, electrical and magnetic properties of metals,ASM International, 2001
17. M.Ashby, D.R.H.Jones, Materiały inzynierskie-właściwości i zastosowania, WNT1980
18.M.F.Ashby, Dobór Materiałów w projektowaniu inzynierskim,WNT,1992
19.Dybiec H., Submikrostrukturalne stopy aluminium, Wydawnictwo AGH, 2008
20.PN-EN 50183, Przewody do linii napowietrznych – Przewody gołe ze stopu aluminium
zawierającego magnez i krzem, grudzień 2002
21.PN EN 50189:2002: Przewody do linii napowietrznych – Przewody stalowe ocynkowane
22. PN-EN 61232:2002(U): Druty stalowe aluminiowane do zastosowań elektrycznych.
23.ASTM 941-05: Heat resistant aluminium-zirconium alloy wire for electrical purposes
24.IEC 62004: Thermal resistant aluminium alloy wire for overhead line conductors
25.PN EN 1715-2: Walcówka okrągła ze stopu aluminium EN AW 6101
26.PN-IEC 1089:1991: Przewody gołe okrągłe o skręcie regularnym do linii napowietrznych
27.PN-74/E-90080: Elektroenergetyczne przewody gołe. Ogólne wymagania i badania
28.PN-74/E–90082: Elektroenergetyczne przewody gołe. Przewody aluminiowe
29.PN-74/E-90083:Elektroenergetyczne przewody gołe. Przewody stalowo-aluminiowe
30.IEC 104:1987: Aluminium-magnesium-silicon alloy wire for overhead line conductors
31.ASTM B 398: Standard Specification for Aluminum-Alloy 6201-T81 Wire for Electrical
Purposes
32.SS 424 08 13: Aluminium alloy wire for stranded conductors for overhead lines – Al59 wire
33.PN-EN 1715-2:2008 (U): Aluminium i stopy aluminium. Materiał wyjściowy do ciągnienia.
Część 2: Specyficzne wymagania do zastosowań elektrycznych.
Karta modułu – Materiały dla elektroenergetyki 5 / 6
34.ASTM B524 / B524M – 99 (2005): Standard Specification for Concentric-Lay-Stranded
Aluminum Conductors, Aluminum-Alloy Reinforced. ACAR, 1350/6201
35.PN-EN 573-3: Aluminium i stopy aluminium. Skład chemiczny i rodzaje wyrobów
przerobionych plastycznie. Część 3: Skład chemiczny. 2005

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. T.Knych, Elektroenergetyczne Przewody Napowietrzne. Teoria-Materiały-Aplikacje, Wyd. AGH 2010, ISBN 978-83-7464-250-7,
2. A.Mamala, Model wielodrutowych monomateriałowych elektroenergetycznych przewodów napowietrznych – seria monografie, Wyd. Akapit, 2012, ISBN 978-83-60958-94-0,
3. B.Smyrak, Procesy reologiczne przewodowych stopów Al-Mg-Si w ujęciu fenomenologicznym, Wydawnictwo Impuls, Kraków, 2013, ISBN 978-83-7850-449-8
4. A. Kawecki, “Wysokowytrzymałe stopy Cu-Ag o wysokiej przewodności elektrycznej”, Wydawnictwo Wzorek, 2013, ISBN 978-83-937325-2-4
5. T. Knych, “Elektroenergetyczne Przewody Napowietrzne. Teoria-Materiały-Aplikacje”, Wyd. AGH 2010, ISBN 978-83-7464-250-7
6. Knych T., Smyrak B., Walkowicz M.: Research of oxygen free of Upcast® technology for electric and electronic uses, World of Metallurgy, Erzmetall, Internationale Fachzeitschrift für Metallurgie ISSN 1613-2394, 2011 vol. 64 no. 1 str. 16–25
7. Knych T. Smyrak B.. Walkowicz M., The characterization of the oxygen free-copper technology production applications for electrical uses, Electrical Review, ISSN 0033-2097, 2011 R. 87 No. 2 str. 195–200 (IF – 0,196)
8. Knych T., Mamala A., Smyrak B., Walkowicz M.: Research on the influence of the structural state of Cu-ETP wire rod on the annealing susceptibility of wires, Wire Journal International ISSN 0277-4275, 10, str. 60–67
9. Knych T., Mamala A., Smyrak B.: Phenomenology of the creep process of a precipitation-hardenable AlMgSi alloy wires for overhead power lines. Experimental tests. Simulation, Mechanics of Time-Dependent Materials, 13, 2009, str. 163-181 (IF- 1,051)

Additional information:

None