تابلو برق صنعتی و دانستنی های آن

تابلو برق صنعتی چیست؟

تابلوی برق در حقیقت یک محفظه می باشد که تجهیزات الکتریکی را در بر می گیرد و به طور کلی به دستگاه و سیستمی که برای تبدیل، کنترل و محافظت از مدارها و تجهیزات الکتریکی استفاده می شود تابلو برق صنعتی گفته می شود و کلیدها و قطعات کنترلی و حفاظتی و لوازم نمایشگر روی آن نصب می‌شوند. البته تابلو ها می توانند در برگیرنده تجهیزات پنیوماتیک نیز باشند مانند شیر های برقی ، کمپرسور و  ….

دستور کار یا وظیفه یک تابلوی برق عبارت است از:

کنترل دستی یا اتوماتیک یک فرآیند صنعتی

توزیع برق بین تجهیزات

اصلاح ضریب توان

مراحل ساخت یک تابلو برق

مراحل ساخت یک تابلو برق شامل مراحل جوشکاری، رنگ کاری، مونتاژ بدنه و اسکلت داخلی تابلو برق و مونتاژ الکتریکی است. برای ساخت تابلو برق ها مراحلی وجود دارد که باید آن ها را به ترتیب انجام داد تا بتوان تابلو برق مناسب و استاندارد را برای انواع کاربرد آن، با توجه به حساسیت آن ها تولید کرد.

بخش جوشکاری و فلز:

همه ورق ها با ضخامت های مختلف وارد بخش خم و برش می گردد، سپس با توجه به قطعات مورد نیاز؛ پانچ، خم کاری و مته کاری می شود؛ و بعد از طی این مراحل به مرحله جوشکاری وارد می شود و قطعات آماده شده، پس از متصل شدن، آماده فرز کاری و طی آخرین مرحله در بخش جوشکاری می می شود.

رنگ کاری:

بعد از طی کلیه مراحل جوشکاری وارد مرحله بعد یعنی رنگ کاری تابلو ها با کیفیت های مختلف می شویم. در این مرحله، از رنگ های ساده و چرمی استفاده می گردد. رنگ های چرمی برای محیط های بسته و رنگ های ساده برای محیط های باز مورد استفاده قرار می گیرند. در این مرحله عمل پاشش رنگ با دستگاه هایی که دارای ولتاژ های متغیر است صورت می پذیرد و پس از کامل شدن پاشش، قطعات نیمه خشک داخل کوره قرار گرفته و در درجه 180 در بازه زمانی 20 دقیقه حرارت دیده و رنگ کاری به پایان می رسد.

مونتاژ بدنه و اسکلت داخلی تابلو برق:

حال در این مرحله به تکمیل کردن بدنه تابلو و و مونتاژ آن می رسیم. پس از مونتاژ کامل تابلو در همین مرحله تابلو برق آماده بارگیری و نصب تجهیزات الکترونیک می باشد.

مونتاژ الکتریکی:

پس از مونتاژ کامل بدنه واسکلت تابلو، تابلو برق آماده بارگیری و نصب تجهیزات الکترونیک از قبیل : فیوز، کلید، کنتاکتور، رله، پریز، فتوسل، لامپ و شینه ها روی اسکلت داخلی تابلو می باشد. پس از نصب کلیه تجهیزات الکتریکی مورد نیاز تابلو، در مرحله آخر تکنسین، برق مدار و نحوه صحیح قرار گرفتن تجهیزات را مورد بررسی قرار می دهد و پس از تایید آن، تابلوها جهت ارایه به بازار یا مکان مورد نظر مهیا می گردد.

نکات قابل توجه در طراحی تابلوهای برق

• جريان مصرفي تابلو باید در حدود %۲۰ اضافه جريان داشته باشد.
• جریان لحظه ای مصرف کننده ها موتوری یک ملاک مهم در زمان انتخاب تجهیزات است.
• قدرت تحمل اتصال كوتاه يا پايداري تابلو در برابر جريان اتصال كوتاه لحاظ شود.
• درجه حرارت طراحي تابلو بر اساس استاندارد و طراحي سازنده تابلو در انتخاب باسبارهاي اصلي و انشعابي و همچنين در نظر گرفتن كليدها مؤثر مي باشد.
• لحاظ اقدامات ایمنی در برابر حفاظت تابلو در برابر در برابر نفوذ جامدات و مایعات
• نحوه دسترسي به كليدهاي اصلي و خروجي با توجه به مشخصات فني و نيازهاي بهره بردار تعيين مي گردد که معمولاٌ از رنج آمپري بالاتر از ۴۰۰۰A ، شمش ها بصورت ورودي از بالا در نظر گرفته مي شود.
• دسترسي به تابلو با توجه به مشخصات فني ، نحوه آرايش پست و فضاي در نظر گرفته شده، مشخص مي گردد و به دو نوع دسترسي از جلو و دسترسي از پشت، تقسيم مي گردد. عمده تفاوت هاي تابلوهاي دسترسي از پشت و جلو در عرض و عمق تابلو و نحوه دسترسي به محفظه ترمينال مي باشد.

اجزاء تشکیل دهنده تابلوهای برق

تجهیزات مختلف به کاررفته در تابلو برق ها اعم از تجهیزات الکتریکی، ارتباطی، اندازه گیری، برنامه ریزی، حفاظتی و پنوماتیک و …. می باشد که ما به معرفی بعضی از موارد پرمصرف آن می پردازیم. برخی از تجهیزات به کار رفته در تابلوهای برق به صورت معمول شامل موارد زیر است:

کنتاکتور:

کنتاکتور وسیله ای است که در آن با استفاده از خاصیت الکترومغناطیس، تعدادی کنتاکت به یکدیگر وصل یا از یکدیگر جدا می شوند. از این خاصیت جهت قطع و وصل و یا تغییر اتصال مدار استفاده می شود. هر کنتاکتور معمولاً دارای سه کنتاکت اصلی برای مدار می باشد.

ترانس جریان یا سی تی و ولتاژ یا پی تی:

جهت کاهش یا افزایش جریان یا ولتاژ در تابلوهای برق به کار می رود.

بدنه:

: قسمت فلزی که تجهیزات را محصور می‌کند و با ضخامت 1.5 و 2.5 سانت و با رنگ های مختلف جهت بارگیری تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرد.

بی متال:

برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در مقابل اضافه بار، از رله های حرارتی (بی متال) استفاده می شود.

انواع رله‌ها:

رله نوعی کلید الکتریکی سریع یا بی‌درنگ است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود. (از قبیل: رله ی کنترل فاز، رله ی کنترل بار، رله ی زمانی یا تایمر و …)

انواع کلید‌ها:

جهت قطع و وصل مدار از قبیل:

کلید اتوماتیک MCCB که دارای دو مدار حفاظت حرارتی و حفاظت مغناطیسی در خود است. و معمولا به عنوان کلید اصلی در تابلوهای برق استفاده می شود و بیشتر در جریانهای بالای 100 آمپر بکار می رود.

کلید اتوماتیک MCB که دارای دو مدار حفاظت حرارتی و حفاظت مغناطیسی در خود است و معمولا به عنوان کلیدفرعی در تابلوهای برق استفاده می شود و بیشتر در جریانهای زیر 100 آمپر بکار می رود.

کلید های نشتی جریان که در دو نوع تک فاز و سه فاز ساخته می شود و وظیفه آن حفاظت مدار در برابر جریان های نشتی (مانند اتصال فاز به بدنه) است.

کلید های MPCB که مانندکلیدهای MCCB بوده ولی مخصوص حفاظت موتورهای سه فاز بوده و جایگزین مناسبی برای بی متال و در بعضی از مدلها جایگزین کنتاکتور است.

کلید فیوز که هم کلید هست و هم فیوز  و داخل آن فیوزهای کاردی نصب می شوند.

کلید های گردان جهت قطع و وصل سه فاز، چپ گرد و راستگرد موتور به صورت دستی و یا ستاره و مثلث کردن موتور استفاده می شوند.

و سایر کلیدهای دیگر اعم از کلید‌های ولتمتر، سلکتوری، غلتکی، بوش باتون، میکروسوئیچ، فلوتر سوئیچ و … .

فیوزها:

فیوز وسیله ای برای حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه است. دارای انواع مختلف می باشد که می توان به فیوزهای کاردی،فشنگی و HRC اشاره کرد.

ترمینال:

ارتباط تابلو با تجهیزات بیرون تابلو از طریق ترمینالها صورت می گیرد.

شینه(باس بار):

برای توزیع فاز در تابلو های برق از شینه استفاده می شود.

شینه ارت و نول:

برای توزیع ارت یا نول در تابلو از این شینه استفاده می شود.

ریل:

جهت نصب قطعات تابلو روی سینی تابلو استفاده می شود.

داکت:

عبور سیمهای داخل تابلو از طریق این کنالهای پلاستیکی انجام می شود.

مقره:

برای عایق کردن شینه ها نسبت به بدنه تابلو و همچنین نگه داشتن شینه ها از مقره های اتکایی استفاده می کنیم.

وایرشو و کابلشو:

برای اتصال سر سیم ها و سر کابلها به ترمینال ادوات تابلو یا به شینه ها از کابلشو و وایرشو استفاده می کنیم.

لامپ سیگنال:

جهت نمایش وجود یا عدم وجود فاز در تابلو یا نمایش روشن یا خاموش بودن موتور های سه فاز از لامپ سیگنال استفاده می کنیم .

Plc یا همان کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی:

از جمله تجهیزاتی است که امروزه در تابلوهای برق زیاد استفاده می شود.این وسیله جهت کنترل فرایندهای صنعتی کاربرد دارد.

تایمرها:

برای ایجاد زمان بندی بین قطع و وصل شدن ادواتی مثل کنتاکتور ها از تایمر های الکترونیکی استفاده می کنیم.

درایوها:

جهت کنترل دور و گشتاور موتورهای الکتریکی به خصوص موتورهای سه فاز روتور قفسه ای استفاده می شود.

کنتاکتور خازنی:

در تابلوهای خازنی جهت وارد کردن خازنها به مدار شبکه از این کنتاکتورهای مخصوص استفاده می کنیم. کنتاکتور خازنی دارای یک مقاومت جهت محدود کردن جریان های هجومی ناشی از اتصال خازنها به مدار است.

خازن:

خازن های اصلاح ضریب در شبکه برق کارگاه ها و کارخانه ها قرار می گیرند تا ضریب توان مورد نظر حاصل شود.

رگولاتور خازنی:

از جمله تجهیزات تابلوی بانک خازنی رگولاتور است. این دستگاه بر اساس ضریب توان شبکه تشخیص می دهد چه مقدار خازن باید به مدار وصل شود تا ضریب توان مطلوب به دست آید.

انواع دسته بندی تابلوهای برق

تابلو برق ها را از نظرهای مختلف دسته بندی می کنند که از همه این تقسیم بندی هایی که انجام می­شود تقسیم بندی هایی که بر اساس ولتاژ هستند مهم تر می باشد اما اکثر دسته بندی های ساختاری در قالب موارد ذیل می باشد:

• انواع تابلو برق ها از نظر ولتاژ
• انواع تابلو برق ها از نظر عملکرد یا کاربرد
• انواع تابلو برق ها از نظر محل نصب
• انواع تابلو برق ها از نظر طرز قرار گیری
• انواع تابلو برق ها از نظر ساختار، ظاهر و شکل

انواع تابلو های برق از نظر ولتاژ

عموماً تابلوهای برق از لحاظ تقسیم بندی ولتاژ در سه سطح HV  (ولتاژ بالا)، MV (ولتاژ متوسط) و LV (ولتاژ ضعیف)  تعریف می شوند که دسته بندی تابلو های برق از ولتاژ های بالا تا ولتاژ های تبدیل شده برای دستگاه ها حاوی نکات زیر می باشد:

1. تابلو برق های فشار ضعیف یا LV تا 1KV رنج جریان را پوشش می دهند و معمولاً در دو نوع ایستاده ثابت(فیکس-Fix) یا ایستاده کشویی (Withdrawable) ساخته می شوند.
2. تابلو برق های فشار متوسط یا MV دارای رنج جریان، از1KV تا 36KV  می باشند. اجزای اصلی یک تابلو فشار متوسط شامل بدنه، کلید (دژنکتور) و یا کنتاکتور فشار متوسط، رله، باسبار، ترانسفورماتور ولتاژ و جریان، لوازم اندازه گیری و تجهیزات کنترلی می‌باشد و معمولاً به دو دسته تابلوهای فشار متوسط ثابت (Fix) و تابلوهای فشار متوسط کشویی (Withdrawable) تقسیم می شوند.

با توجه به اینکه بیشترین میزان کاربرد تابلوها، تابلوهای LV (فشار ضعیف)، هستند، لذا در ادامه این مطلب، بیشترین توجه و ارائه مطالب و دسته بندی ها بر اساس تابلوهای فشارضعیف می باشد.

انواع تابلو های برق از نظر عملکرد یا کاربرد

تابلو های PLC یا قابل برنامه ریزی که وظیفه ی اتوماسیون و کنترلی دستگاه ها را بر عهده دارد و از LOGO یا PLC به صورت متداول در آن ها استفاده می شود و برای مقاصد پیشرفته و بزرگ صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

تابلو های فرمان یا تابلوهای کنترل دور موتور یا کنترل روشنایی که در این تابلو ها به صورت متداول از مدارات متداول کنتاکتوری استفاده می شود و جهت کنترل موتورهای AC یا DC استفاده می شوند که معمولا شامل درایوها، مدارهای فرمان کنتاکتوری، SOFT STRATER ها یا مدارهای راه اندازی موتور به صورت ستاره مثلث نیز می­شوند. این تابوها عموماً مانند موتورهای الکتریکی، سه فاز هستند.

تابلو برق های خازنی (یا بانک خازنی) که وظیفه ی اصلاح ضریب قدرت/توان در برق کارخانه ها را دارد.

تابلو برق های توزیع صنعتی که جهت توزیع برق و در واقع توزیع جریان بین تجهیزات مختلف صنعتی و یا واحد های صنعتی استفاده می­شوند.

تابلوهای مسکونی برای انتقال جریان در یک ساختمان مسکونی استفاده می شود.

تابلو های مارشالینگ (MARSHALING)یا واسطه ای که درواقع پل ارتباطی بین تابلو های برق و سیستم کنترل مرکزی یا DNS را فراهم می­کند.

ممکن است از انواع تابلوهای مورد اشاره در فوق، به صورت ترکیبی در یک تابلو استفاده شود.

انواع تابلو برق ها از نظر محل نصب

داخلي (نصب در داخل-Indoor):  تابلو در فضاي بسته مانند داخل سالن يا سوله نصب مي شود.

فضاي باز (نصب در خارج-Outdoor): تابلو در فضاي باز و بدون سقف نصب مي شود.

انواع تابلو برق ها از نظر طرز قرار گیری

ايستاده (Self-Standing): تابلو حالت خود ايستا دارد نياز به مهار آن توسط سازه ي ديگري نيست و يا به چیز ديگري تکيه ندارد.

ايستاده چند منظوره (Multi-Purpose) :اين تابلوها به صورت ايستاده قرار مي گيرند و تابلوهاي چند منظوره مي­باشند وداخل آن­ها مي توان تجهيزات کنترل، قدرت، پنوماتيک و… نصب کرد.

تابلوهاي مدولار: نوع پيشرفته تابلوهاي فيکس (ثابت) ايستاده است. هر فيدر به شکل يک مدول در تابلو نصب شده و به وسيله يک صفحه فلزي از فيدر بالايي و فيدر پاييني خود جدا مي شوند و از لحاظ دسترسي به سر کابل به دو نوع کلي “دسترسي از پشت” و “دسترسي از جلو”، تقسيم مي شوند. در حالت “دسترسی از جلو” معمولا در کنار درب اصلي تابلو درب کوچکي به نام درب کناري تعبيه شده و اتصالات کابل ها به فيدرها از طريق اين درب انجام مي شود اين نوع سلول ها را از لحاظ محل ورود سر کابل هاي ورودي وخروجي ميتوان به ورود از بالا و ورود از پايين تقسيم نمود.

 ديواری(Wall-Mounted): تابلو هايي که روي ديوار نصب مي شوند. اين تابلوها اگر روي سطح ديوار نصب شوند، روکار، و اگر داخل ديوار جاسازي شوند، توکار، ناميده مي شوند.

قفسه دار(RACK) :تابلو هايي هستند که حالت قفسه قفسه دارند و محفظه هاي اندازه گيري، الکترونيکي، کنترل ومخابراتي و… روي آنها نصب مي شود.  هم چنین تابلویی تحت عنوان تابلوهای Swing داریم که نوعی از تابلوهای Rack هستند که دارای در متحرک می‌باشد و مزیت آن این است که پشت تجهیزات آن قابل رویت است و دسترسی به پشت تجهیزات فراهم است. این مدل بسیار گران است و درب آن هم شیشه‌ای است.

انواع تابلو های برق ها از نظر ساختار، ظاهر و شکل

تابلوهای Metal Enclosed که به صورت محفظه تمام بسته هستند که تمام تجهیزات الکتریکی اعم از کلیدها، ترانسهای جریان و ولتاژ، لوازم اندازه گیری، شینه‌ها و … در داخل آن نصب می شوند و دارای دو مدل زیر هستند:

– metal clad: در این تابلو محفظه های مختلف کلید، باس بار، سر کابل و LV از هم جدا شده اند تا اگر خطایی در یکی از محفظه‌ها روی دهد، این خطا به محفظه‌های دیگر انتقال پیدا نکند و سایر محفظه‌ها نیز تحت تأثیر آن آسیب نبیند و محفوظ بماند

– Compartment Type: در این نوع تابلو ها محفظه های مختلف از هم جدا نیستند.

تابلوهاي کشويي (Withdrawable) مرکز قدرت (Power Center) : اين تابلوها براي تغذيه تابلوهاي MCC استفاده مي شوند و یک تابلوی توزیع است که می تواند چند تابلوی MCC را تغذیه کند. در این تابلو‌ها کلید‌ها بیشتر از نوع هوایی هستند و بعد از پست اصلی استفاده می‌شوند.

تابلو هاي کشویی (Withdrawable) کنترل موتورها (Motor Control Center (MCC)): اين تابلو ها بصورت کشويي ساخته مي شود و براي کنترل موتورها ساخته مي شود.