تابلو برق (Electrical Enclosure) چیست

تابلو برق (Electrical Enclosure) چیست

تابلو برق را در تمام صنایع، کارخانه، نیروگاه و حتی منازل مسکونی می‌توانید مشاهده نمایید. با توجه به حفاظت‌های بسیار خوب تابلو برق امروزه استفاده از این پنل‌ها به یک ضرورت تبدیل شده است.

آنچه که در این نوشتار خواهید خواند:

  • تعریف تابلو برق
  • اجزاء تابلو برق
  • انواع تابلو برق
  • کاربرد تابلو برق
  • استاندارد تابلو برق
  • تابلو برق ایزوله
  • ساخت و مونتاژ تابلو برق
  • سؤالات متداول
  • سخن پایانی
  • منابع

در کنار هم می‌خواهیم در ابتدا به تعریف تابلو برق بپردازیم و به این سوال بنیادی که چرا باید از تابلو برق استفاده شود پاسخ دهیم. سپس به سراغ اجزاء سازنده تابلو خواهیم رفت و همه آنها بخصوص المان‌های قدرت را برخواهیم شمرد.

مهم‌ترین بخش این پست انواع تابلو برق می‌باشد چراکه شما را با انواع تابلو از منظرهای مختلفی همچون؛ ساختار طراحی، نحوه نصب، مکان نصب، جنس، نوع کاربرد و سطح ولتاژ آشنا خواهیم ساخت. با اینکه در این بخش به‌صورت غیر مستقیم به کاربرد تابلو برق اشاره خواهد شد ولی در بخشی مجزا به این مقوله به شکلی دقیق خواهیم پرداخت.

ساخت تابلو برق ملزم رعایت استانداردهای مهمی می‌باشد پس نگاهی به استانداردهای بین‌المللی، ایالات متحده و ایران خواهیم داشت و شما را با نحوه دریافت استانداردهای به‌روز آشنا خواهیم ساخت.

یکی از مهم‌ترین تابلوها، تابلو برق ایزوله می‌باشد که سبب شده حفاظت فردی به درجه بسیار بالایی از ایمنی برسد و مانع از برق‌گرفتگی‌های عمده در سرتاسر دنیا شود. به دلیل ماهیت متفاوت این مدل خاص از تابلو، آن را در بخش پایانی مورد بررسی قرار داده‌ایم.

در پایان نیز برای علاقه‌مندان به یادگیری مونتاژ تابلو بخشی با عنوان ساخت و مونتاژ تابلو برق در نظر گرفته‌ایم که در آن به‌صورت خلاصه و به همراه یک کلیپ کوتاه فرآیندهای اصولی آن را برخواهیم شمرد.

قبل از ورود به بررسی اجازه دهید کار را با دیدن یک کلیپ کوتاه در مورد معرفی تابلو برق شروع نماییم

(فیلم به‌زودی)

تعریف تابلو برق

تابلو برق Electrical Enclosure مکانی (فلزی یا غیرفلزی، امکان دسترسی یا بدون امکان دسترسی) است که برای مدیریت ساده‌تر و البته امن‌تر (جلوگیری از وارد شدن شوک الکتریکی به اپراتور و حفاظت تجهیزات در برابر عوامل محیطی) تجهیزات الکتریکی یا الکترونیکی نظیر؛ کلیدها، قطعات کنترلی، حفاظتی، لوازم نمایشگر (ولتاژ، جریان، فرکانس، توان، کسینوس فی)، سوئیچ‌ها، کلیدهای فیوز، ترانسفورماتورها، کنتاکتورها، رله، بی متال، تایمر، ترمینال و … فراهم می‌کند.

مشکلات ناشی از نصب تجهیزات و خطرات ناشی از عوامل محیطی و پدیده‌هایی مانند اتصال کوتاه که در تجهیزات الکتریکی روی می‌داد و در دسترس بودن تمام قسمت‌های برق‌دار از سوی اپراتور، سازندگان را بر آن داشت تا ایمنی بیشتری را تامین کنند، ازاین‌رو تابلو را عمدتاً به شکل محفظه بسته طراحی می‌کنند تا تجهیزات داخل آن به‌صورت عادی غیرقابل‌دسترس باشند.

از تابلو برق با هدف کنترل و همچنین توزیع انرژی الکتریکی استفاده می‌نماییم و به دلایل مسائل ایمنی و امنیتی عمدتاً در مکان‌های مشخص در ساختمان و کارخانه نصب می‌شود.

به زبان ساده؛ استفاده از تابلو برق امکان کنترل و حفاظت مطمئن‌تری را فراهم می‌کند، هزینه سیستم را کاهش می‌دهد، تعمیر و نگهداری آن ساده‌تر است و ایمنی افراد را در برابر اتفاقاتی چون برق‌گرفتگی بالاتر می‌برد.

طراحی تابلوی برق باید توسط شرکت‌های مهندسی برق و طبق استانداردهای جهانی و یا داخلی صورت بگیرد. به طور معمول از این دستگاه در ورودی ساختمان و کارخانه استفاده شده و دستگاه در مسیر جریان اصلی نصب می‌شود.

البته گاهی ممکن است به دلیل مسائل کنترلی تابلو برق صنعتی در مکان‌های دیگری به جز ورودی نصب شود.

اجزاء تابلو برق

برای اینکه این بخش ساده‌تر و البته اصولی‌تر باشد ما اجزاء تابلو برق صنعتی را به ۴ دسته کلی تقسیم می‌کنیم:

  • محفظه و نگه‌دارنده (بدنه)
  • المان‌های قدرت
  • المان‌های الکترونیکی
  • سیم‌ها و کابل‌ها

محفظه و نگه‌دارنده تابلو برق

تجهیزات مختلف تابلو برق در داخل یا روی بدنه تابلو نصب می‌شوند و بدنه تابلو علاوه بر محلی برای استقرار تجهیزات، از آن‌ها در برابر ضربات، گردوغبار، شرایط آب‌وهوایی و… محافظت می‌کند. جنس بدنه تابلو برق از پلاستیک، آهن یا مواد کامپوزیتی است. عواملی مانند محل قرارگیری تابلو، محل ورود و خروج هادی‌ها، ساختمان تابلو، نوع دسترسی به اجزای آن و … در ضخامت ورق تابلو مؤثر هستند.

تابلو برق صنعتی

تابلو برق باید به‌گونه‌ای باشد که علاوه بر سهولت در دسترسی به تجهیزات، از آن‌ها در برابر خطرات ممکن جلوگیری کند. علاوه بر این، محل قرارگیری تجهیزات در سلول‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که در هنگام تعمیرات مشکلی ایجاد نکنند. سلول‌ها بخش‌هایی از تابلو هستند که به‌صورت قطعه‌های مختلف در تابلو از هم مجزا شده‌اند و تجهیزات در آن‌ها قرار می‌گیرند تا فاصله مناسبی از هم داشته باشند و از خطراتی مانند آتش‌سوزی جلوگیری شود.

در ادامه بخوانید  آموزش PLC زیمنس

یکی از مواردی که باید در بدنه تابلو تعبیه شود، دریچه‌ای برای گردش هوای تابلو است. تعبیه این دریچه در تابلوهای فشار متوسط معمول‌تر است و در سقف آن‌ها تعبیه می‌شود.

مورد دیگر که درباره بدنه تابلو برق باید به آن اشاره کرد، درجه حفاظت یا آی‌پی (IP) است. باتوجه‌به محل نصب، الزاماتی برای حفاظت در برابر گردوغبار و آب وجود دارد که در ساخت بدنه تابلو باید آن‌ها را در نظر گرفت.

درجه حفاظت به‌اختصار IP نامیده می‌شود و از حروف IP و یک عدد دو رقمی تشکیل می‌شود.

طبق استاندارد IEC 6529، آی‌پیِ یک محصول الکتریکی یا الکترونیکی، درجه حفاظت آن را در برابر ذرات جامد و مایع نشان می‌دهد. آی‌پی به‌صورت IPXY نمایش داده می‌شود.[1]

لیست آی‌پی‌های حفاظت تابلو

رقم اول (X)، درجه حفاظت را در برابر نفوذ ذرات جامد، مشخص می‌کند. این رقم از ۰ شروع می‌شود که نشان‌دهنده عدم وجود محافظت است و در ۶ پایان می‌یابد که مشخص می‌کند محصول در برابر ذرات جامد کاملاً محافظت شده است. رقم دوم در کد IP، از ۰ شروع می‌شود که به معنای عدم وجود هرگونه حفاظت در برابر آب و رطوبت است و بزرگ‌ترین رقمش ۸ است که مشخص می‌کند دستگاه در برابر غوطه‌وری در آب به مدت طولانی مقاومت می‌کند.

مشخصه عددی اول (x):

x=0: قسمت‌های برق‌دار و یا متحرک داخل محفظه دستگاه هیچ‌گونه حفاظتی نشده‌اند و همچنین هیچ‌گونه حفاظتی در برابر ورود اجسام خارجی به داخل دستگاه وجود ندارد.

x=1: در برابر تماس‌های اتفاقی یا غیرعمدی با قسمت‌های برق‌دار یا متحرک، دستگاه حفاظت شده ولی عمداً و با اراده می‌توان به قسمت‌های برق‌دار و یا متحرک دستگاه دست زد و به طور خلاصه دستگاه در برابر ورود اشیاء با قطر بزرگ‌تر از ۵۰ میلی‌متر حفاظت شده است.

x=2: قسمت‌های برق‌دار یا متحرک داخل دستگاه در برابر انگشت دست انسان محافظت شده و یا به عبارت دیگر دستگاه در برابر ورود اشیاء خارجی با قطر بزرگ‌تر از ۱۲ میلی‌متر حفاظت شده است.

x=3: قسمت‌های برق‌دار یا متحرک داخل دستگاه در برابر ورود ابزار، سیم و هر شیء دیگر با قطر بیش از ۲.۵ میلیمتر حفاظت شده و به طور کلی اشیاء با قطر بیش از ۲.۵ میلی‌متر نمی‌توانند وارد دستگاه شوند.

x=4: قسمت‌های برق‌دار و یا متحرک داخل دستگاه در برابر ورود اجسام خارجی بیش از یک میلی‌متر محافظت شده است.

x=5: حفاظت کامل در برابر تماس با قسمت‌های برق‌دار یا متحرک دستگاه؛ منفذهای ورود گردوغبار به داخل دستگاه، به طور کامل مسدود نشده ولی گردوغباری که وارد دستگاه می‌شود باعث اختلال در سیستم داخلی و عملکرد دستگاه نمی‌گردد.

x=6: قسمت‌های برق‌دار و یا متحرک داخل دستگاه به طور کامل در برابر تماس‌های خارجی حفاظت شده و مطلقاً منفذی جهت ورود گردوغبار به داخل دستگاه وجود ندارد.

مشخصه عددی دوم (y):

y=0: دستگاه هیچ‌گونه حفاظتی در برابر آب ندارد.

y=1: دستگاه در برابر قطرات متراکم شده که به طور قائم از بالا بروی قاب آن می‌چکد محافظت شده است.

y=2: دستگاه در برابر باران که به طور قائم یا با زاویه ۱۵ درجه نسبت به خط قائم به بدنه آن ببارد حفاظت شده است.

y=3: دستگاه در برابر باران که به طور قائم یا با زاویه ۶۰ درجه نسبت به خط قائم به بدنه آن ببارد حفاظت شده است.

y=4: دستگاه در برابر پاشش آب در هر جهت به بدنه آن حفاظت شده است.

y=5: دستگاه در برابر پاشش آب با فشار از هر جهت به بدنه آن در شرایط معین حفاظت شده و خطر جدی برای دستگاه ندارد.

y=6: دستگاه در برابر موقعیت خاص، عرشه کشتی و دریا (شرایط رطوبتی بالا) یا پاشش آب با فشار بسیار زیاد حفاظت شده و در این شرایط آب وارد دستگاه نمی‌شود.

y=7: دستگاه در برابر غوطه‌ور شدن در عمق پانزده سانتیمتری الی یک‌متری تا مدت‌زمان سی دقیقه حفاظت شده، وقتی دستگاه با شرایط ذکر شده در داخل آب غوطه‌ور باشد در فشار معین مایع و زمان عنوان شده، آب وارد دستگاه نمی‌شود.

y=8: دستگاه در برابر غوطه‌ور شدن در آب در زمان نامحدود حفاظت شده، وقتی دستگاه در عمق معین از آب قرار می‌گیرد برای زمان نامحدود آب وارد دستگاه نمی‌شود.

مثال: IP68

6: به معنی حفاظت کامل بدون نفوذ گردوغبار.

8: به معنی عدم نفوذ در برابر غوطه‌ور شدن دستگاه در آب در زمان نامحدود و در عمق معینی از آب.

در ادامه بخوانید  آموزش نقشه خوانی تابلوهای برق صنعتی LV و MV زیمنس

المان‌های قدرت

در این بخش مواردی همچون؛ کنتاکتور، بی‌متال، کلیدها، رله‌ها، تجهیزات اندازه‌گیری، ترانسفورماتور (ترانس جریان یا CT و ترانس ولتاژ یا PT)، اینترلاک (قفل داخلی)، حفاظت‌ها (سیستم اتصال به زمین)، مقره و … قرار می‌گیرند.

عناصر مدار فرمان
عناصر مدار فرمان

المان‌های الکترونیکی

چند نمونه از درایو VFD سه فاز
چند نمونه از درایو VFD سه فاز

ممکن است در یک تابلو برق کنترلی تجهیزات الکترونیک قدرت نظیر؛ درایو الکتریکی (مبدل DC به AC)، رکتیفایر (مبدل AC به DC)، اینورتر، AVR و … نیز نصب شده باشد.

سیم‌ها و کابل‌ها

برای اتصال و ارتباط الکتریکی تجهیزات تابلو، باید از هادی‌هایی استفاده کرد که معمولاً در دو فرم سیم و شینه هستند. جنس بیشتر این هادی‌ها مس است و در مواردی از آلومینیوم نیز استفاده می‌شود.

انواع تابلو برق

باتوجه‌به کاربرد بسیار زیاد تابلو برق در صنعت، شاهد انواع بسیار متنوعی از آن هستیم، درواقع به‌مرورزمان باتوجه‌به نیازی‌های مهندسین طراح، شکل‌های مختلفی از تابلو برق ایجاد شده به همین دلیل ماهم از منظرهای مختلفی آن را دسته‌بندی کرده‌ایم که عبارت‌اند از؛ ساختار طراحی، نحوه نصب، مکان نصب، جنس، نوع کاربرد و سطح ولتاژ.

در ادامه به زیرشاخه‌های هرکدام از موارد یاد شده خواهیم پرداخت.

ساختار طراحی تابلو برق

شاید مهم‌ترین دسته‌بندی در ابتدای کار که بر اساس مکان مورد بهره‌برداری و محدودیت‌های آن تعیین می‌گردد این بخش می‌باشد.

در این بخش تابلو برق به انواع؛ Metal Clad، Compartment Type، Metal Enclosed، کشویی (Withdrawable)، رک (Rack)، Swing، مدولار و … تقسیم‌بندی می‌گردد.

Metal Clad

تابلو برق Metal Clad
تابلو برق Metal Clad

در این شکل تجهیزات نصب شده بر روی تابلو برق در بخش‌های جداگانه‌ای نصب می‌شوند. این موضوع سبب می‌شود که اگر مشکلی برای بخشی از دستگاه پیش آمد، مشکل به کل آن اثر نکرده و آسیب دیگری به دستگاه نزند.

در این مدل تمام اجزاء در یک بسته شبیه به یک‌خانه سوار شده‌اند.

تابلو Metal Clad به چهاربخش تقسیم می‌شود.

  • محفظه باسبار
  • محفظه سر کابل
  • محفظه کلید
  • محفظه LV (کنترل) که تجهیزات اندازه‌گیری، حفاظتی و کنترلی در آن قرار می‌گیرند.

به‌عنوان‌مثال؛ در صورت انفجار قطعات یک بخش، قطعات بخش‌های دیگر سالم می‌مانند.

Compartment Type

Compartment Type نقطۀ مقابل دستۀ Metal Clad بوده و در این حالت تمامی بخش‌ها در یک محفظه قرار می‌گیرند.

Metal Enclosed

در این تابلو برق شاهد یک محفظه بسته هستیم که تمام قطعات در داخل آن قرار گرفته‌اند.

تابلو برق Metal Enclosed
تابلو برق Metal Enclosed

کشویی (Withdrawable)

مسلماً باتوجه‌به نام این دسته، این تابلو‌ها به‌صورت کشویی هستند. تابلو برق‌های قرار گرفته در این دسته، از قیمت بالاتری نسبت به تابلوهای ثابت برخوردارند. معمولاً این نوع تابلو برق‌ها در شرکت‌های بزرگ مورداستفاده قرار می‌گیرند و از مزایای آن می‌توان به امنیت بالا اشاره کرد.

تابلو برق کشویی
تابلو برق کشویی

عمدتاً تابلوهای MMC (Motor Control Center) و مرکز قدرت (Power Center) باتوجه‌به حساسیتی که دارند و باید از راه دور کنترل شوند از این دسته می‌باشند.

به‌صورت کلی هدف از ساخت تابلوهای کشویی صرفه‌جویی در فضا است. لازم به یادآوری است که تابلوهای کشویی بسیار گران‌قیمت هستند.

رک (Rack)

این تابلوها از قفسه‌های عمودی متعددی تشکیل شده‌اند که همگی آنها بروی یک رک افقی سوار شده‌اند، در این تابلوها معمولاً محفظه‌های اندازه‌گیری، الکترونیکی، کنترل، مخابراتی و … به چشم می‌خورد.

Swing

نوعی از تابلوهای Rack هستند با این تفاوت که در این نوع تابلوها، درب محفظه متحرک است.

جنس درب این تابلو‌ها شیشه‌ای است. در این نوع تابلوها، امکان دسترسی به پشت تجهیزات وجود دارد.

مدولار (Modular)

تابلوهای مدولار را می‌توان نوع پیشرفته تابلوهای فیکس ایستاده در نظر گرفت. هر فیدر به شکل یک مدول در تابلو نصب می‌شود و به‌وسیله یک صفحه فلزی از فیدر بالایی و فیدر پایینی خود جدا می‌شود. تابلوهای مدولار از لحاظ دسترسی به سر کابل به دو نوع کلی تقسیم می‌شوند:

  1. دسترسی از پشت
  2. دسترسی از جلو

در کنار درب اصلی تابلو درب کوچکی به نام درب کناری تعبیه شده است و کابل‌ها به فیدرها از طریق این درب متصل می‌شوند. این نوع سلول‌ها از لحاظ محل ورود سرکابل‌های ورودی و خروجی به ورود از بالا و ورود از پایین قابل تقسیم است.

نحوه نصب تابلو برق

این بخش نیز کاملاً به محیط بهره‌برداری از تابلو برق وابسته است و می‌تواند به؛ ایستایی (Self-Standing)، دیواری (Wall Mounted) و پیانویی تقسیم شود.

ایستایی (Self-Standing)

این مدل به‌صورت جداگانه طراحی شده و در محل نصب می‌شود. جنس بدنه معمولاً از استیل بوده و حالت ایستاده دارد.

دیواری (Wall Mounted)

مدل‌های دیواری خود به دو نوع:

  • روکاری (On Surface)
  • توکاری (Flush Mounting)

تقسیم می‌شوند.

تابلو برق دیواری روکار
تابلو برق دیواری روکار

اگر تابلوبرق در داخل دیوار نصب شود به اسم توکار شناخته خواهد شد و اگر بیرون از دیوار و با استفاده از تجهیزات دیگری نصب شود، آن را تابلوی روکار می‌نامند.

از این نوع معمولاً برای ابعاد کوچک‌تر، تجهیزات کمتر و فضای کوچک‌تر استفاده می‌شود و برای تأمین برق قسمتی از کارخانه یا منازل مسکونی مورداستفاده قرار می‌گیرد.

پیانویی

این دسته از تابلوهای برق صرفاً به دلیل طراحی ارگونومیک برای دسترسی آسان اپراتور به کلیدهای فرمان و پنل‌های کنترلی خطوط تولید و یا دستگاه‌ها ساخته می‌شوند.

تابلو برق پیانویی
تابلو برق پیانویی

این تابلوها دارای سه بخش به هم متصل است که در ادامه این سه بخش را بررسی خواهیم کرد.

قسمت پایین تابلو که اغلب قطعات اصلی مانند کلیدهای خودکار، مینیاتوری‌ها، کنتاکتورها، PLC و رله‌های مربوطه (باتوجه‌به کاربرد تابلو) نصب و مونتاژ می‌گردد.

صفحهٔ زیردست اپراتور یا صفحه افقی که انواع کلیدهای فرمان یا کنترلی مانند شستی‌های استاپ و استارت، استاپ‌های قارچی، کلیدهای دوطرفه، کلیدهای یک‌طرفه و … نصب می‌گردد.

قسمت بالایی تابلو که معمولاً قطعات کنترلی مانند انواع آمپرمترهای تابلویی، پنل‌های کنترلی یا پنل‌های PLC، انواع سیگنال‌ها، آژیرها و … که برای دید بهتر اپراتور نصب می‌گردد.

مکان نصب تابلو برق

این بخش نیز از محیط مورداستفاده تاثیر می‌پذیرد و به دو بخش کلی؛ داخلی (Indoor) بیرونی (Outdoor) تقسیم می‌شود.

داخلی (Indoor)

این نوع تابلوها باید در مکان‌های سرپوشیده قرار بگیرند و عمدتاً از دید حفاظت یا IP سطح متوسط هستند.

بیرونی (Outdoor)

معمولاً زمانی ما به سمت تابلوهای بیرونی می‌رویم که نتوانیم مکان داخلی را فراهم نماییم، چراکه قیمت تمام شده این تابلوها به دلیل داشتن حفاظت بیشتر (IP بالاتر) از قیمت بالاتری نیز برخوردار هستند، در این تابلوها معمولاً برای کاهش اثرپذیری باران بروی آن یک کلاهک بارانی قرار می‌دهند.

تابلو برق بارانی
تابلو برق بارانی

جنس تابلو برق

در ابتدا عمده تابلو برق‌ها از یک جنس یعنی فولاد ضدزنگ می‌بودند ولی به‌مرورزمان تابلو برق‌های آلومینیومی، پلی‌کربنات و حتی فایبرگلاس هم تولید شدند. اجازه دهید نگاهی داشته باشیم به این تابلوبرق‌ها:

فولاد ضدزنگ

فولاد کربن و فولاد ضدزنگ هر دو به دلیل دوام زیاد و مقاومت در برابر خوردگی در ساخت تابلو برق صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این مواد هم چنین در برابر رطوبت، مواد شیمیایی، باکتری و قارچ مقاوم هستند و به همین دلیل در صنایع مختلفی آنها را مشاهده می‌کنیم.

تابلو برق آلومینیومی

وزن سبک، استقامت خوب، هزینه کم و مقاومت در برابر خوردگی از دلایل اصلی انتخاب آلومینیوم هستند.

از دیگر ویژگی‌های آن می‌توان به؛

  • عملکرد خوب در محیط‌های صنعتی
  • قدرت انعطاف‌پذیری بالا
  • عدم تاثیر پذیری از تداخلات الکترومغناطیسی
  • و …

اشاره کرد.

پلی‌کربنات

پلی‌کربنات؛ مقاوم، سبک، غیر رسانا و غیرمغناطیسی است. هم چنین در برابر خوردگی و برخی از محیط‌های اسیدی مقاوم است. تنها مشکل آن حساسیت به مواد پاک‌کننده و شوینده است.

فایبرگلاس

اگر نیاز است تابلوبرق در محیط‌های مرطوب مورد بهره‌برداری قرار گیرد بدون شک بهترین انتخاب تابلوهای فایبرگلاس می‌باشند.

این ماده علاوه بر اینکه با تغییرات دمایی مشکلی ندارد می‌تواند در برابر مواد شیمیایی نیز به‌خوبی مقاومت نشان دهد.

سطح ولتاژ تابلو برق

یکی از دسته‌بندی‌های مرسوم در صنعت برق سطح ولتاژ می‌باشد چراکه میزان عایق و اصولاً حفاظت باتوجه‌به سطح ولتاژ کاری به‌راحتی تعیین می‌گردد.

تابلوها از دید سطح ولتاژ به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  • تابلو فشار ضعیف (LV)
  • تابلو فشار متوسط (MV)
  • تابلو فشار قوی (HV)

تابلو برق فشار ضعیف

اصولاً به تابلوهایی با سطح ولتاژ کاری کمتر از ۱۰۰۰ ولت، تابلو فشار ضعیف گفته می‌شود.

مطابق IEC 60439-1 تابلوی فشار ضعیف ترکیبی است از یک یا چند وسیله قطع و وصل (Switching Device) فشار ضعیف همراه با تجهیزات؛ کنترلی، اندازه‌گیری، نشانگر، حفاظتی، تنظیم‌کننده و … با کلیه Interconnection‌ها و اتصالات الکتریکی و مکانیکی داخلی و قطعات ساختمانی.

این تابلوها معمولاً در کاربردهایی مانند؛ راه‌انداز یا استارتر موتور الکتریکی، مرکز کنترل موتور، سوئیچینگ مدار ورودی، باس کوپلر، تغذیه مصرف‌کننده‌ها، حفاظت و… مورداستفاده قرار می‌گیرند.

دانلود فیلم معرفی تابلو برق فشار ضعیف – Full HD | با حجم ۱۰۴ مگابايت

از تابلوهای فشار ضعیف در کاربردهای متنوعی استفاده می‌شود که سعی می‌کنیم به مهم‌ترین آنها اشاره‌ای داشته باشیم:

تابلوهای اصلی

تابلوهای اصلی نقش منبع کل سیستم را دارند و اکثراً بعد از ترانسفورماتور قرار می‌گیرند. معمولاً تابلوهایی اصلی را به‌صورت یک ورودی یا دو ورودی طراحی می‌کنند که یکی از ورودی‌ها می‌تواند از ترانسفورماتور یا ژنراتور باشد. در این تابلوها معمولاً مدارات کنترلی و حفاظتی زیادی قرار می‌گیرد تا با این کار احتمال خطا را به حداقل برسانند. لازم به ذکر است که اکثر فیدرهای این تابلو از نوع کلیدهای هوایی می‌باشند.

تابلوهای زیردستی

منبع تغذیه تابلوهای زیردستی از فیدرهای تابلوهای اصلی نشئت می‌گیرد و کار توزیع انرژی به قسمت‌های مختلف را انجام می‌دهد. درواقع در این تابلوها ورودی‌ها و خروجی‌ها معمولاً با استفاده از کلیدهای کمپکت می‌باشد و حفاظت فیدرها توسط مکانیسم‌های داخلی کلید تأمین می‌گردد. همچنین لازم به ذکر است که این تابلوها نیازی به مدار فرمان خاصی ندارند.

تابلوی برق دی بی (DB)

اکثراً این تابلوها در دفاتر اداری استفاده می‌شوند و معمولاً به‌صورت دیواری ساخته می‌شوند تا حداقل فضای ممکن را اشغال نمایند. ورودی و خروجی این تابلوها نیز اکثراً با کلید مینیاتوری می‌باشد.

تابلوهای کنترلی یا واسطه‌ای

از تابلوهای کنترلی در جهت ارتباط و کنترل تابلوهای اصلی، MCC و در مواردی تابلوهای زیردستی استفاده می‌شود و باتوجه‌به نوع سیستم می‌تواند از کنترل تمام اتوماتیک تا نیمه اتوماتیک و دستی آن استفاده کرد. کاربرد این نوع از تابلوها در اکثر مواقع در سیستم‌هایی با حساسیت بالا مانند؛ کارخانه‌های فولادسازی، شیشه‌سازی و … دارند، می‌باشد. همچنین باید بدانید که این نوع از سیستم‌ها باید دائماً تحت کنترل باشند.

همچنین از دیگر مزایای این سیستم کم کردن حجم قطعات الکتریکی و مکانیکی مدارات و آسان نمودن عیب‌یابی، تعمیر و نگهداری و ردیابی ایراد به وجود آمده در سیستم است.

تابلو برق خازنی
تابلو برق خازنی
تابلو برق خازنی

همواره در صنایع از موتورهای القایی و بارهای سلفی استفاده می‌شود که این بارها به علت اختلاف زاویه ولتاژ و جریان نمی‌توانند حداکثر توان را مصرف نمایند، در چنین حالتی همواره مقداری توان تلف‌شده در سیستم وجود دارد. یکی از روش‌های حل این مشکل استفاده از خازن یا تابلوهای خازنی می‌باشد که باعث اصلاح ضریب قدرت و حذف اثر سلفی موتورها و سیستم‌های القایی می‌گردد. این تابلوها در اکثر موارد جزئی از تابلوهای اصلی می‌باشند و با استفاده از رله‌های میکروپروسسوری هوشمند، با نمونه جریان و ولتاژ تابلوهای اصلی، ضریب قدرت را اصلاح می‌کند.

تابلوهای MCC (Motor Control Center)

تابلوهای ام‌سی‌سی معمولاً در تمامی صنایع، شرکت‌ها و در برخی دفاتر وجود دارند. درواقع این تابلوها از تابلوهای اصلی تغذیه شده و بسته به نوع کنترل و حساسیتی که دارند، دارای کنترل‌ها و حفاظت مختلفی می‌باشند. همچنین در برخی از موارد مجهز به سیستم فرمان از راه دور یا PLC می‌باشند و بسته به نیاز می‌توانند به طرق مختلف با استفاده از استارترهای مختلف مثل؛ ستاره – مثلث، VFD یا سافت استارتر شروع به عمل نماید.

تابلو مارشالینگ

تابلوی مارشالینگ وظیفه ارتباط تجهیزات را با هم دارد به طوری که تمام اطلاعات حفاظتی اعم از ولتاژ و جریان و اطلاعات کنترلی اعم از وضعیت تجهیز و فرمان‌ها در این تابلو متمرکز شده و با تابلوهای حفاظت و کنترل داخل پست مرتبط می‌شوند. در بعضی از مارشال‌ها باتوجه‌به طراحی پست اطلاعات تله‌متری و اسکادا نیز در نظر گرفته می‌شود.

تابلو توزیع مسکونی

این نوع تابلو برق‌ها نیز برای توزیع جریان در یک واحد مسکونی ساخته می‌شوند، تغذیه مدارهای روشنایی و پریزهای هر واحد مسکونی از این تابلو فراهم می‌شود. تابلو برق مسکونی جایگزین جعبه‌های تقسیم پراکنده در ساختمان‌های قدیمی شده‌اند.

در این روش سیم‌کشی، سامانه‌های جریان ضعیف، تغذیه روشنایی و پریزهای برق کاملاً از هم مجزا هستند و مزیت آن این است که در صورت بروز اتصالی یا خطا در بخشی از ساختمان، تنها همان بخش از مدار خارج می‌شود. این تابلوها معمولاً در ورودی ساختمان یا آشپزخانه نصب می‌شوند.

تابلو برق فشار متوسط

اگر رنج ولتاژ کاری بین ۱۰۰۰ تا ۳۶۰۰۰ ولت باشد تابلو از نوع فشار متوسط می‌باشد.

اجزای اصلی یک تابلو فشار متوسط شامل؛ بدنه، کلید (دژنکتور)، کنتاکتور فشار متوسط، رله، باسبار، ترانسفورماتور ولتاژ و جریان، لوازم اندازه‌گیری و تجهیزات کنترلی می‌باشد.

این تابلوها معمولاً از خروجی ژنراتور یا ترانسفورماتور تغذیه می‌شوند و شامل تجهیزاتی از قبیل؛ بریکر، سکسیونر، تجهیزات اندازه‌گیری مانند ترانس جریان و ولتاژ، رله و … هستند.

تابلوهای فشار متوسط عمدتاً در پست‌های برق مورداستفاده قرار می‌گیرند.

تابلو برق فشار قوی

رنج ولتاژی ۳۶۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰۰ ولت را برق فشار قوی می‌نامند.

به دلیل اینکه سطح ولتاژ در این نوع تابلو بالا است، جرقه‌های ایجاد شده در جریان سوئیچینگ نیز بسیار زیاد است؛ بنابراین، در هنگام طراحی تابلوهای ولتاژ بالا، مراقبت‌های ویژه‌ای باید در نظر گرفته شود.

قطع‌کننده مدار ولتاژ بالا، جزء اصلی تابلو برق HV است، ازاین‌رو قطع‌کننده‌های مدار ولتاژ بالا باید دارای ویژگی‌های به خصوصی برای عملکرد ایمن و قابل‌اطمینان باشند.

عملکرد اشتباه در قطع و سوئیچینگ مدار ولتاژ بالا به‌ندرت اتفاق می‌افتد. اغلب قطع‌کننده‌های مدار در شرایط ON باقی می‌مانند و ممکن است حتی پس از مدت‌زمان طولانی نیز عمل کنند؛ بنابراین، CB‌ها باید به‌اندازه کافی قابل‌اطمینان باشند تا در صورت نیاز عملکرد ایمن را تضمین کنند.[2]

کاربرد تابلو برق

شاید مهم‌ترین کاربرد تابلو برق فراهم‌کردن محیطی ایمن و کاربردی برای تکنسین‌ها و اپراتورها باشد در کنار این مسئله تابلو برق امکان حفاظت از تجهیزات را در برابر؛ باد، باران، رطوبت، گرما، سرما، تنش مکانیکی و … به‌خوبی محافظت می‌کند.

یکی دیگر از نقش‌های تابلو برق‌ها اصلاح ضریب توان می‌باشد، عمده کارخانه‌ها از بارهای القایی یا سلفی استفاده می‌کنند چراکه همواره در صنعت مهم‌ترین المان کاری موتورهای الکتریکی می‌باشند برای حذف این بار حجیم راکتیو به‌راحتی می‌توانیم از یک تابلو برق خازنی استفاده نماییم.

در بحث حفاظت تجهیزات الکتریکی از دید تنش‌های الکتریکی نیز این تابلوها به‌خوبی عمل می‌کنند و می‌توانند مانع جریان نشتی، پاک‌سازی اتصال کوتاه، توزیع مساوی جریان و ولتاژ و … شوند.

در توزیع و تبدیل انرژی‌ها نقش مفیدی دارند و جز مهم‌ترین مراکز توزیع نیرو در کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها محسوب می‌شوند که می‌توانند با اطمینان و حفاظت بالا انرژی الکتریکی را برای تجهیزات پایین‌دست فراهم نمایند.

مورد دیگر، کنترل دستی یا اتوماتیک در مراکز صنعتی می‌باشد. این تابلوها کمک می‌کنند تا برای قطع و وصل نمودن برق بدون استفاده از انسان و در محیطی ایمن از تجهیزات جانبی مانند بریکرها استفاده نماییم.

از دیگر کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • ایجاد ارتباط و پل زدن میان دستگاه‌های مختلف
  • حفاظت‌های شیمیایی
  • جابه‌جایی راحت‌تر تجهیزات
  • کنترل از راه دور

استاندارد تابلو برق

برای تابلو برق می‌توانیم سه استاندارد کلی؛ بین‌المللی، ایالات متحده آمریکا و ایران را در نظر بگیریم، این استانداردها شاید در جزئیات باهم متفاوت باشند ولی به‌صورت کلی همه آنها به مواردی یکسان اشاره می‌کنند.

بین‌المللی

همان‌طور که در ابتدا اشاره شد، استاندارد آی‌ای‌سی ۶۰۵۲۹ در کشورهای عضو کمیسیون الکتروتکنیکی بین‌المللی برای طبقه‌بندی درجهٔ حفاظت تابلوها در برابر عوامل خارجی (کدهای آی‌پی) استفاده می‌شود.

آمریکا

در آمریکا انجمن ملی تولیدکنندگان برقی استانداردهای کلاس‌های مختلف تابلوهای برق را منتشر می‌کند. این استانداردها مقاومت به خوردگی، میزان حفاظت در برابر بارندگی و فرورفتن در زیر آب را نیز پوشش می‌دهند.

ایران

در ایران نیز شاهد قوانین و استانداردهایی هستیم که هدف از تدوین این مقررات، یکسان‌سازی در؛ طراحی، ساخت، نصب، تعیین روش اجرایی و کاربردی تابلوی برق مصارف عمومی ساختمان (تابلوی برق مشاعات) به‌منظور ارتقاء ایمنی افراد و تجهیزات می‌باشد.

در کنار موارد یاد شده تابلو برق باید از زیبایی و حفظ مبلمان محیط داخلی مجتمع، استحکام، قابلیت اطمینان، سهولت نصب و بهره‌برداری ایمن نیز برخوردار باشد.

برای دسترسی به این استانداردها می‌توانید به وب سایت سازمان ملی استاندارد مراجعه نمایید.[3]

تابلو برق ایزوله

نوع خاصی از تابلو برق‌ها به نام ایزوله نیز وجود دارد که با توجه به کاربردهای خاص آن در انتهای این پست به آن پرداخته‌ایم.

مهم‌ترین کاربرد تابلو برق‌های ایزوله حفاظت کاربران در مقابل شوک‌های احتمالی و یا برق‌گرفتگی کاربران است، بیشتر این‌گونه تابلوها در محیط‌های پررفت‌وآمد یا بیمارستان‌ها به خصوص در بخش‌های ویژه‌ای مثل اتاق عمل یا ICU استفاده می‌شوند.

کاربردهای دیگری چون جلوگیری از انتقال مؤلفه‌های DC، کاهش تاثیر اصابت صاعقه و … از جمله نقش‌های استفاده از تابلو برق ایزوله است.

دستگاه LIM برای تابلو برق ایزوله
دستگاه LIM برای تابلو برق ایزوله

در حقیقت جریان الکتریسیته ایزوله، عدم برق‌گرفتگی کاربران را در پی دارد، این به آن معناست که اگر شخصی به‌صورت اتفاقی با یکی از سیم‌های تغذیه‌ای تماس پیدا کند، جریان بسیار کمی از بدن فرد عبور می‌کند، قسمت‌های اصلی تابلو برق ایزوله؛ ترانس ایزوله، مانیتور LIM – Line Isolation Monitor و پنل فیوزها هستند.

مهم‌ترین بخش تابلوی ایزوله ترانس آن است، این ترانس ایزوله در حقیقت یک ترانسفورماتور از نوع یک‌به‌یک است که در آن تعداد دورهای سیم‌پیچ اولیه و ثانویه با هم برابر است، این به آن معناست که تغییر ولتاژ و جریان در آن وجود ندارد، در واقع هر ولتاژ و جریانی که در سمت اولیه ترانس وارد شود همان مقدار در سمت ثانویه تحویل می‌شود.

بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه تماس فیزیکی وجود ندارد و القای بار صورت می‌گیرد، کار اصلی ترانس یک‌به‌یک در این سیستم حذف ارتباط آن با زمین است، یعنی در قسمت ثانویه سیستم، فاز و نول وجود نخواهد داشت. در حقیقت باید گفت ترانس ایزوله با جداکردن نول از زمین باعث می‌شود در اثر عبور جریان نشتی، شوک الکتریکی به کاربر یا بیمار وارد نشود.

یکی از بخش‌های مهم دیگر تابلو برق ایزوله دستگاه LIM است، این دستگاه به‌صورت مداوم ایزولاسیون مدار را بررسی می‌کند، نحوه فعالیت آن هم به این صورت است که در صورت بروز خطا در سیستم، جریانی که در اتصال کوتاه از سیستم می‌گذرد را حساب کرده و اگر این جریان از حدنصابی که برای LIM تعریف شده است بیشتر باشد، به کاربر هشدار خواهد داد.

ساخت و مونتاژ تابلو برق

تابلوسازی نیز مانند سایر تخصص‌ها نیاز به مهارت دارد و با توجه به خطرات بالقوه آن باید حتماً به‌اندازه کافی تحت‌نظر یک استاد آموزش ببینید و سپس به سراغ مونتاژ و نصب تابلو برق بروید، مهارت‌های موردنیاز برای جمع‌کردن یک تابلو به شکلی خلاصه به موارد زیر منتهی می‌شود:

  • آشنایی با اصولی کلی و استانداردهای مربوط به تابلوهای برق
  • آشنایی با اصول تخصصی در مورد تابلوهای برق، مقادیر نامی و …
  • آشنایی با تجهیزات الکتریکی و عملکرد آنها و نحوۀ انتخاب صحیح آنها
  • آشنایی با تأسیسات الکتریکی و آشنا با محاسبات مربوطه
  • آشنایی با دروسی مانند رله و حفاظت سیستم‌ها، طراحی پست الکتریکی و …
  • آشنایی با طراحی مدارات فرمان، کنترل و لاجیک

طراحی تابلو برق

با فرض بر اینکه شما با موارد گفته شده به‌خوبی آشنایی دارید به سراغ مراحل طراحی تابلو برق خواهیم رفت:

۱. حتماً قبل از طراحی و مونتاژ تابلو برق، قطع بودن جریان اصلی برق را چک کنید.

۲. اندازه پنل و تابلو برق خود را برحسب نیاز انتخاب کنید.

۳. سوراخ‌های لازم برای سیم‌کشی را بر روی دیوار ایجاد کنید. برای این کار می‌توانید از دریل استفاده کنید.

۴. پنل را در مکان مناسب نصب کنید. دقت کنید که باید پَنل نزدیک ۱ الی ۲ متر از زمین فاصله داشته باشد. پوشش پنل را جدا کنید و ۴ سوراخ در دیوار ایجاد کنید و پَنل را به این سوراخ‌ها وصل کنید. اتصالات لازم را با توجه دفترچه راهنما و یا نمودارها انجام دهید. کنتاکتورها باید دارای پایداری کافی باشند و با افزایش درجه حرارت، گرمای آنها از یک دمای مشخص بالاتر نرود. ترمینال‌ها باید در سمت خط تغذیه واقع شوند و کلیدها باید دارای نشانگر On و Off باشند.

خازن‌ها را به‌صورت ایستاده و در پایین نصب کنید. ترانسفورماتورها باید در پایین‌ترین قسمت نصب شوند. مطمئن شوید که همهٔ اتصالات به منبع تغذیه وصل شده است. باید قطعات به‌گونه‌ای نصب شوند که بین آن‌ها فضای لازم (دو تا سه‌سانتی متر) برای عبور سیم‌ها باشد. قطعات مختلف در درون تابلو برق در مجاورت هم هستند و با افزایش دمای قطعات، ممکن است حرارت خود را به قطعات دیگر نیز انتقال دهند پس حتماً باید تا جای ممکن دارای عایق‌بندی باشند و فاصله استاندارد بین آن‌ها رعایت شود.

۵. پس از طراحی و مونتاژ تابلو برق، بررسی‌ها و تست‌های لازم را در جهت درست کارکردن سیستم انجام دهید.

۶. می‌توانید قبل و یا بعد از طراحی و مونتاژ تابلو برق پوشش فلزی آن را رنگ‌آمیزی کنید. با توجه به موقعیت مکانی و شرایطی که تابلو برق در آن قرار می‌گیرد شاید نیاز به رنگ‌آمیزی مجدد داشته باشد. معمولاً ضخامت رنگ بین ۲۰ تا ۵۰ میکرون متغیر است. مطمئن شوید که در تابلو برق به‌خوبی باز می‌شود و در موقع بسته شدن نیز به طور کامل بسته می‌شود.

توصیه‌هایی در طراحی تابلو برق

در ادامه نکاتی را بیان می‌کنیم که رعایت آنها در طراحی تابلو برق می‌تواند برای شما کمک‌کننده باشند:

  • مطمئن شوید که مکان نصب تابلو برق و اطراف آن خیس و یا مرطوب نباشد. از نصب تابلو برق در حمام به شدت خودداری کنید.
  • پوشش مناسب و عایق را هنگام طراحی و مونتاژ تابلو برق رعایت کنید.
  • اگر بار اولتان است که کار طراحی و مونتاژ تابلو برق را انجام می‌دهید بهتر است از فرد متخصصی نیز کمک بگیرید.
  • از نو بودن قطعات و عدم وجود زنگ‌زدگی در سیم‌ها مطمئن شوید چراکه ممکن است در کارکرد مشکل ایجاد کنند.
  • اگر در یک مکان عمومی طراحی و مونتاژ تابلو برق را انجام می‌دهید، ارتفاع تابلو برق را طوری در نظر بگیرید که برای همه مناسب و قابل‌دسترسی باشد.
  • هنگام طراحی و مونتاژ تابلو برق بهتر است در قراردادن قطعات نظم و ترتیب را رعایت کنید تا در صورت بروز مشکل بتوانید به‌راحتی به همه قطعات دسترسی لازم را داشته باشید.

در پایان برای آشنایی بیشتر شما فیلم اسمبل کردن یک تابلو برق از ۰ تا ۱۰۰ قرار داده شده است، این تابلو با توجه به قطعات نصب شده در آن از نوع کنترلی می‌باشد.

دانلود نگاهی کوتاه به مونتاژ تابلو برق | با حجم ۱۳۶ مگابايت

سؤالات متداول تابلو برق

تابلو برق به زبان ساده به چه معناست؟

محفظه برقی، کابینت یا جعبه‌ای است که از تجهیزات الکتریکی یا الکترونیکی در برابر شوک الکتریکی، رطوبت، گردوغبار و … جلوگیری می‌کند. در زمینه حفاظت الکتریکی نیز عمدتاً از؛ قطع‌کننده مدار، کنتاکتور، کلید و … درون آن استفاده می‌شود.

چه مدل‌هایی از تابلو برق موجود است؟

انواع مختلفی از تابلو برق نظیر؛ Metal Clad، Compartment Type، Metal Enclosed، کشویی (Withdrawable)، رک (Rack)، Swing، مدولار و … تاکنون تولید شده است.

هدف از داشتن تابلو برق برای PLC چیست؟

وظیفه اصلی تابلو برق PLC محافظت از تجهیزات داخل آن در برابر محیط اطراف است؛ بنابراین، شما باید بر اساس محیط مدنظر به این نتیجه برسید که آیا تابلو برق نیاز است یا خیر.

به‌صورت کلی چه مواردی در تابلو برق نصب می‌شود؟

در تابلو برق استاندارد مواردی نظیر؛ المان‌های قدرت، المان‌های الکترونیکی، سیم و کابل به چشم می‌خورند که تجهیزات هر بخش با توجه به نیاز کارفرما تعیین می‌شوند.

سخن پایانی

یادگیری طراحی و مونتاژ تابلو برق صرفاً یک دانش مشخص نیست بلکه مجموعه‌ای از آموزش‌های تخصصی در حوزه برق صنعتی می‌باشد که با در کنار هم قرارگرفتن آنها سبب شکل‌گیری یک تابلو برق می‌شود. با توجه به کاربرد بسیار خوب این بخش در صنعت، می‌تواند یکی از گزینه‌های جدی برای علاقه‌مندان در این حوزه باشد.

منابع

  1. ISO, “ISO 6529:2013: Protective clothing — Protection against chemicals — Determination of resistance of protective clothing materials to permeation by liquids and gases“, the International Organization for Standardization

  2. احسان پرهیزگار، “طراحی و اجرای تابلوهای برق (LOW VOLTAGE)”، انتشارات قدیس، ۱۳۹۵

  3. سازمان ملی استاندارد ایران، “فهرست استانداردهای ملی ایران ۱۳۹۷“، پرتال سازمان ملی استاندارد ایران

خوشحال خواهیم شد اگر شما نکته و یا تجربه‌ای در مورد تابلوهای برق صنعتی چه در زمینه ساخت و یا مونتاژ داشته‌اید با ما در بخش نظرات در میان بگذارید.

راستی! برای دريافت مطالب جديد در کانال تلگرام PowerEn و یا پیج اینستاگرم PowreEn عضو شويد.

تلگراماینستاگرام
مهندس سیاه تیری
گرایش مورد علاقه‌ام ماشین‌های الکتریکی، بخصوص نوع دایرکت درایوها هست - عاشق کار با نرم‌افزارهای تخصصی هستم - هدفم انتقال تمام دانش تخصصی هست که در طی سال‌ها فعالیت به‌صورت پروژه محور (برای شرکت‌ها و افراد) کسب کردم و واقعاً خوشحال می شم بتونم کمکتون کنم. تموم موفقیت‌های داشته و نداشتم رو مدیون کسی هستم که بدون هیچ چشم داشتی کنارم موند. دانش‌آموخته کارشناسی ارشد برق - قدرت (ماشین‌های الکتریکی و الکترونیک قدرت) - دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی
همراه ما باشید در کانال تلگرام مهندسی برق کانال تلگرام PowerEn
اطلاع رسانی با ایمیل
اطلاع از
guest
0 دیدگاه
Inline Feedbacks
View all comments