تابلو برق چیست؟

 این وسیله یک محفظه برای سیم‌کشی و نصب تجهیزات الکتریکی است که لوازمی مثل کلیدها، فیوزها، رله‌ها، کنترلرها، قطع کننده‌ها، ترانسفورماتورهای جریان پتانسیل و همچنین نمایشگرهای مختلف روی آن نصب می‌شود این جعبه ممکن است هم با اهداف کاربردی و هم برای زیبایی طراحی‌شده باشد.. کلیه کابل‌های برق و کنترل به این محفظه وارد و هدایت می‌شوند. به‌منظور کنترل خطوط ورودی و خروجی برق و برق اضطراری و نیز مانیتور کردن جریان و ولتاژ خطوط استفاده از تابلو برق الزامی است.

طراحی و ساخت بی‌کیفیت تابلوهای برق می‌تواند عواقب بدی مانند آتش‌سوزی، قطع جریان، داغ کردن تجهیزات، … در پی داشته باشد و ازآنجایی‌که در اتاق‌های سرور مکان‌های بسیار حساسی می‌باشند می‌بایست در طراحی و ساخت آن‌ها از تجهیزات باکیفیت برندهای معروف استفاده کرد.

البته ازجمله عوامل دیگری که ضرورت و اهمیت تابلو برق را به ما یادآور می‌شود این است که تمامی قسمت‌های برق‌دار در دسترس اپراتور قرار می‌گرفتند، پس سازندگان و متخصصان را بر آن داشت تا درصدد افزایش ایمنی باشند. ازاین‌رو آن‌ها تابلو برق را به شکل یک محفظه بسته طراحی کردند تا تجهیزات داخل آن غیرقابل‌دسترس باشند.  امروزه برای هدایت و مدیریت برق یک اتاق سرور از تابلوهای برق استفاده می‌شود.

انواع تابلو برق

تابلوهای برق ازلحاظ جنس می‌تواند به چند دسته تقسیم شوند. تابلوهایی با جنس فولاد کربن و فولاد ضدزنگ که هر دو به دلیل دوام زیاد و مقاومت در برابر خوردگی در ساخت تابلو برق صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

همچنین تابلو برق آلومینیومی که وزن سبک، هزینه کم و مقاومت در برابر خوردگی از دلایل اصلی انتخاب جنس آلومینیوم برای آن هستند. این تابلو در محیط‌های نامساعد عملکرد خوبی دارد و از استحکام بالایی برخوردار است.

نوع دیگری از جنس‌های تابلو برق پلی کربنات است. پلی کربنات قوی اما سبک، غیر رسانا و غیر مغناطیسی است و در برابر خوردگی مقاوم است.

فایبرگلاس هم نوع دیگری از تابلو برق‌ها است. محفظه‌های فایبرگلاس در برابر مواد شیمیایی مقاومت می‌کنند. این ماده محدوده دمایی ندارد و می‌تواند در محیط‌هایی که دائماً مرطوب هستند نیز نصب شود.

انواع تابلو برق‌ها ازنظر کارایی و سطح ولتاژ نیز به سه دسته تقسیم می‌شوند

تابلو برق LV (فشار ضعیف):

ولتاژ تابلو برق‌های فشار ضعیف (Low Voltage)، کمتر از ۱۰۰۰ ولت دارند. تابلو برق‌های ساختمان‌های معمولی در این دسته جای می‌گیرند.  تابلوی فشار ضعیف ترکیبی است از یک یا چند وسیله قطع و وصل (Switching Device) فشار ضعیف همراه با تجهیزات اندازه‌گیری و کنترلی و نشانگر، حفاظتی، تنظیم‌کننده.

تابلوهای LV یا فشار ضعیف ازنظر نوع استفاده به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

تابلوهای اصلی یا main اکثراً بعد از ترانس قرار می‌گیرند و تغذیه اصلی کل سیستم از آن‌ها است

تابلوهای زیردستی یا SUB از فیدرهای تابلوهای اصلی تغذیه شده و کار توزیع انرژی را به قسمت‌های مختلف انجام می‌دهند.

تابلوهای DB شامل روشنایی و دفاتر که معمولاً دیواری می‌باشند.

تابلوهای کنترلی یا واسطه‌ای مثل MARSHALING – تابلوهای PLC یا DCS در سیستم‌هایی استفاده می‌شود که از حساسیت بالایی برخوردار است و خط تولید به‌صورت پیوسته است؛ مانند کارخانه‌ها فولادسازی، شیشه‌سازی و… که سیستم باید دائم تحت کنترل باشد.

 تابلوهای خازنی که در صنایع استفاده می‌شود که به علت اختلاف زاویه ولتاژ و جریان نمی‌توانند حداکثر توان اکتیو را مصرف نمایند و مقداری توان تلف‌شده در سیستم به وجود می‌آید.

تابلوهای Motor Control Center)MCC) در تمام صنایع، شرکت‌ها و در برخی دفاتر وجود دارند.

تابلوهای کشویی که به‌صورت کشویی هستند و  از قیمت بالاتری نسبت به تابلوهای ثابت برخوردارند. از مزایای این نوع تابلو می‌توان به دسترسی آسان به‌تمامی قسمت‌های کنترل موتور و مرکز قدرت اشاره کرد.

تابلو برق MV (فشار متوسط): ولتاژ تابلو برق‌های فشار متوسط (Medium Voltage)، بین ۱۰۰۰ تا ۳۶۰۰۰ ولت است. مثل برخی تابلو برق‌های صنعتی. یک تابلو فشار متوسط شامل کلید (دژنکتور) و بدنه و یا کنتاکتور فشار متوسط، رله، باسبار، ترانسفورماتور ولتاژ و جریان، لوازم اندازه‌گیری و تجهیزات کنترلی است.

تابلو برق HV(فشارقوی): تابلو برق‌های فشارقوی (High Voltage)، ولتاژ بالاتری نسبت به تابلو برق فشار متوسط دارند. مثل تابلو برق‌های اتاق کنترل.

انواع تابلو برق از جهت محل نصب

داخلی (Indoor)
تابلو برق‌های داخلی، تابلو برق‌هایی هستند که در فضای بسته مانند داخل سالن یا سوله نصب می‌شود و مورداستفاده قرار می‌گیرند تابلو برق توکار داخل دیوار قرار گفته و فقط درب آن بیرون است. در زمان ساخت ابنیه محل قرارگیری آن در دیوار خالی می‌ماند و تمامی کابل‌های برق به آنجا وارد می‌شود.

فضای باز (Outdoor)
تابلو برق‌های فضای باز یا روکار ، تابلو برق‌هایی هستند که در فضای باز نصب می‌شود. این تابلو بر روی دیوار نصب می‌شود. زمانی که در اتاق‌های ساخته‌شده قصد نصب داریم از این نوع استفاده می‌کنیم.

 در بعضی مواقع  ممکن است تابلو برقی  مدنظر ما، خارج از سایز استاندارد باشد و در چنین شرایطی می‌توانیم تابلوهای سفارشی با ابعاد موردنیاز بسازیم اما بهتر است با انواع تابلو برق صنعتی ازلحاظ ابعاد استاندارد آشنا بشویم و طبق استاندارد تابلو خود را انتخاب و مونتاژ کنیم.

انواع تابلو برق از جهت محل نصب

داخلی (Indoor)
تابلو برق‌های داخلی، تابلو برق‌هایی هستند که در فضای بسته مانند داخل سالن یا سوله نصب می‌شود و مورداستفاده قرار می‌گیرند تابلو برق توکار داخل دیوار قرار گفته و فقط درب آن بیرون است. در زمان ساخت ابنیه محل قرارگیری آن در دیوار خالی می‌ماند و تمامی کابل‌های برق به آنجا وارد می‌شود.

فضای باز (Outdoor)
تابلو برق‌های فضای باز یا روکار ، تابلو برق‌هایی هستند که در فضای باز نصب می‌شود. این تابلو بر روی دیوار نصب می‌شود. زمانی که در اتاق‌های ساخته‌شده قصد نصب داریم از این نوع استفاده می‌کنیم.

در بعضی مواقع  ممکن است تابلو برقی  مدنظر ما، خارج از سایز استاندارد باشد و در چنین شرایطی می‌توانیم تابلوهای سفارشی با ابعاد موردنیاز بسازیم اما بهتر است با انواع تابلو برق صنعتی ازلحاظ ابعاد استاندارد آشنا بشویم و طبق استاندارد تابلو خود را انتخاب و مونتاژ کنیم.

مونتاژ تابلو برق

همان‌طور که اشاره کردیم، تابلوی برق، شامل قطعات بسیاری است و برای مونتاژ یا اسمبل کردن تابلو توزیع برق باید تمام این قطعات را شناخته و کاربرد آن را بدانید.  استفاده و مونتاژ تابلو برق شامل اصول دقیقی ازجمله شناخت کامل قطعات و تجهیزات به‌کاررفته در تابلو، شناخت دقیق انواع تابلو برق و کاربردهای آن، توانایی بازخوانی نقشه دقیق وایرینگ تابلو برق که در حقیقت همان سیم کشی‌های داخلی و خارجی آن است و همچنین شناخت دقیق از علم مهندسی و طراحی سیستم‌های برقی است.

همان سیم کشی‌های داخلی و خارجی آن است و همچنین شناخت دقیق از علم مهندسی و طراحی سیستم‌های برقی است.

قطعات تشکیل دهنده تابلو

در زیر به برخی تجهیزات تابلو برق اشاره می‌کنیم. در اینجا موارد عمومی تابلو برق اتاق سرور ذکرشده است. ممکن است از همگی موارد استفاده‌نشده یا برخی اقلام افزوده یا تغییر یابد.

برخی دیگر از تجهیزات بر اساس تابلو

• اجزاء تابلو برق ولتاژ پایین (فشار ضعیف)
• کلید کامپکت MCB، کلید مینیاتوری MCB  یا قطع کننده مدار (فشرده یا ثابت)
• دستگاه حفاظتی  اضافه‌بار (مغناطیسی حرارتی)
• میکروپروسسور
• چهارچوب یا محفظه
• ترانسفورماتور کنترل قدرت
• مبدل‌های جریان
• فریم داخلی و حائل پشت جعبه
• مقره، شینه
• فیوزهای محافظ برای مدارهای کنترل
• لوازم جانبی قطع کننده مدار، دستگاه‌های بالابرنده
• کلیدهای قطع و وصل‌کننده‌ی فیوز
• رله‌های کمکی و محافظ
• دستگاه‌های اندازه‌گیری و نمایشگرها شامل آمپرمتر، ولتاژ، واتترومتر. وات متر و بسته‌های بسته‌های اندازه‌گیری دیجیتال، D.M.P
• کلیدهای برق و چراغ‌های نشانگر

اجزا تابلو برق ولتاژ متوسط

• قطع کننده‌های مدار فشرده (نفت، جریان باد، SF6 و خلاء)
• دستگاه سوئیچ (قطع اتصال و شکست بار) با فیوز یا بدون فیوز (محدودیت جریان برق یا خروج برق) مبدل شاخص/فعال‌کننده فیوز یا بدون آن
• دستگاه‌های مبدل
• دستگاه خاموش‌کننده خازنی
• رله‌ها
• ابزارها و کنتورها
• گذرگاه اصلی
• دستگاه‌های نشانگر و کنترل، پرشی، آویزه‌های کابل، تکیه‌گاه‌های کابل و دیافراگم
• موانع و دیافراگم‌ها
• ابزارها و اجزاء
• تست کلیدهای برق و لوازم جانبی قطع کننده‌ها

در زیر برخی از این اجزا را بررسی کردیم

کنتاکتور

قطع و وصل جریان به الکتروموتور در تابلو برق توسط کنتاکتور انجام می‌شود. کنتاکتور قطعه‌ای است که به کمک آن فرمان قطع و وصل مدار از راه دور داده می‌شود و درواقع عامل قطع و وصل مدار فرمان از راه دور است.

بی متال

بی متال‌ها برای کنترل جریان در تابلو برق صنعتی کاربرد دارد.  به‌طورکلی از بی متال برای تبدیل تغییرات دما به جابجایی مکانیکی استفاده می‌شود. بی متال در تابلو برق صنعتی نقش حفاظتی موتور سه فاز در برابر اضافه‌بار در کاربردهای با ولتاژ پایین را دارد.

 کلید اتوماتیک MCB  و  MCCB

MCCB یا همان کلید کامپکت (Molded Case Circuit Breaker) نوعی دستگاه حفاظت الکتریکی است که می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از ولتاژ و فرکانس هر دو 50 هرتز و 60 هرتز در تابلو برق استفاده شود. در تابلو برق کلید اتوماتیک MCCB بر سر راه کابل‌های ورودی تغذیه دستگاه نصب می‌گردد و در صورت عبور بار اضافی و بیشتر از حد پیش‌بینی‌شده تغذیه دستگاه را به‌صورت کلی قطع می‌نماید همچنین از کلیدهای اتوماتیک MCB زمانی که یکی از موتورهای استفاده‌شده در دستگاه بجینگ توانی بیشتر از ۴۵ کیلو وات داشته باشد استفاده می‌شود . به‌عبارتی‌دیگر کلید کامپکت نوعی وسیله حفاظت الکتریکی است که معمولاً زمانی استفاده می‌شود که جریان بار بیش از توان کلید مینیاتوری باشد. جریان نامی آن 1000 آمپر است و عملکرد حرارتی یا حرارتی-مغناطیسی دارند.

وسایل اندازه‌گیری

قطعاتی که برای محاسبه پارامترهای متغیر مدار نصب می‌شوند؛ مانند آمپرمتر، ولت‌متر، وات متر، فرکانس متر و کسینوس فی مترمتر.

ترانس جریان یا ولتاژ

از این قطعات برای کاهش یا افزایش جریان یا ولتاژ استفاده می‌شود. معمولاً حداقل یک ترانس سی تی بر سر راه یکی از فازهای الکتروموتور میکسر قرار می گیرد تا اپراتور را از وضعیت و میزان بار داخل میکسر دستگاه بچینگ باخبر نماید.

فیوز

از فیوزها هم برای کنترل جریان‌های تک فاز استفاده می‌شود که در صورت عبور جریان بیش‌ازحد مجاز و یا رخ دادن اتصال کوتاه مدار را قطع می‌نماید. از فیوز برای قطع و وصل جریان در بخش‌های مختلف استفاده می‌شود.

شمش مسی (شینه)

برای انتقال جریان برق بسیار زیاد به‌جای کابل‌ها در تابلو از شینه یا شمش مسی استفاده می‌شود که
به دو صورت قرار داده می‌شوند. شینه مسی وظیفه توزیع بار را بر عهده دارد که در قسمت‌های مختلف توسط سیم و یا شینه مسی می توان از آن انشعاب گرفت و برق خروجی از کلید اتوماتیک اصلی تابلو برق به آن‌ها متصل می‌شود (سه فاز) و برای نول سیستم هم می‌توان آن را به شینه نول متصل نمود

سی تی (Current Transmitter)

برای کنترل جریان در بخش‌های مختلف تابلو برق استفاده می‌شود. این ترانس‌ها از جریان یا ولتاژ نمونه‌برداری نموده و در مقیاس مشخصی که بر روی بدنه آن‌ها این نسبت مشخص‌شده است جریان یا ولتاژ نمونه‌برداری شده را کاهش می‌دهند که از آن برای نمایش یا استفاده در سیستم کنترلی بهره می‌برند

سافت استارتر

وسیله‌ای برای نرم راه انداختن موتورهاست که در برخی از تابلوهای برق صنعتی مورداستفاده قرار می‌گیرد.

کلید حرارتی

کلید حرارتی قطعه‌ای است که هم کار فیوز را انجام می‌دهد و هم کار بی متال. درواقع وقتی اتصال کوتاهی در کارخانه اتفاق بیفتد این قطعه جریان برق را قطع می‌کند، کاری مانند فیوز. در حالتی دیگر که تجهیزات با بار بیش‌ازحد در حال فعالیت باشند و
شدت‌جریان بیشتر از حد نرمال که روی این کلید از قبل مشخص‌شده، باشد جریان قطع می‌شود.

کنتاکت کمکی

قطعه ای که روی کلیدهای حرارتی نصب می‌شود و در صورت قطع کلید حرارتی به اپراتور هشدار می‌دهد.

 ترمینال

دو نوع ترمینال در تابلو برق صنعتی کاربرد دارد

ترمینال فرمان

ترمینال پاور

ترمینال فرمان میکروسوئیچ ها و سنسورها را فعال می‌کند و اطلاعاتی را به تابلو برق انتقال می‌دهد.

ترمینال پاور به سمت دستگاه های مصرف‌کننده جریان را انتقال می‌دهد.

 اینورتر

اینورتر یکی از تجهیزات پرکاربرد است که از طریق فرکانس دور الکتروموتور را کنترل می‌کند.