تابلو برق صنعتی چیست + انواع و تجهیزات تابلو برق صنعتی
تابلوهای برق صنعتی شامل محفظه ای فلزی هستند که تجهیزات و قطعات مربوط به کنترل برق درون آن ها نصب می شود. این تجهیزات و قطعات داخلی، بنا به کاربرد تابلو برق می توانند متفاوت باشند همچنین از دیگر کاربردهای تابلو برق، محافظت افراد در مقابل برق گرفتگی است.
تابلو برق، تجهیزات الکتریکی یا الکترونیکی مثل سوئیچ ها، دستگیره ها و نمایشگرها را در ردیف های عایق بندی شده و به صورت منظم قرار می دهد تا کنترل، تعویض و تعمیر آن ها توسط اپراتور به آسانی انجام شود، البته ممکن است لازم باشد که برخی از تابلو برق های الکترونیکی ویژگی های خاصی از جمله تهویه مناسب برای کاهش دما، محافظت از اختلال فرکانس های رادیویی، یا قابلیت محافظت از تخلیه الکترواستاتیکی، را دارا باشند.
بیشتر بخوانید: انواع سیم و کابل آلومینیوم
انواع تابلو برق صنعتی
• تابلو فشار ضعیف LV
• تابلو فشار متوسط MV
• تابلو فشار قوی HV
تابلو برق فشار متوسط
تابلوهای برق که در صنایع گوناگون با مقیاس متوسط و بزرگ، به شکل گسترده ای استفاده می شود، تابلو فشار متوسط است. این دستگاه توانایی کار در ولتاژ های بالا هزار ولت را دارد. این سیستم نیز قابلیت طراحی و اجرا به دو صورت ثابت و متحرک دارد. از کاربردهای تابلو MV می توان به کنترل و پایش انرژی الکتریکی در نیروگاه ها، میادین نفت و گاز، صنایع تولیدی، پتروشیمی ها، سدسازی و عمران و مجتمع های مسکونی بزرگ مقیاس دارد.
انواع تابلو برق فشار متوسط
این دستگاه در انواع متال کلد Metal Clad ، متال انکلوزد Metal Enclosed ، تابلو برق پد شده، تابلو فشار متوسط زیرسطحی و غیره وجود دارند. از طرفی معمولاً در تابلو های MV از انواع عایق استفاده می کنند. از جمله این دستگاه ها می توان به تابلو برق عایق گاز و تابلو برق عایق هوا یا تابلو AIS اشاره نمود. در تابلو GIS از گاز SF6 به عنوان عایق استفاده می کنند.
تجهیزات تابلو برق صنعتی
کنترل وسایل برقی کارخانه های صنعتی به طرز عملکرد تجهیزات الکتریکی و مدارها بستگی دارد. تأمین انرژی این وسایل و بهره برداری آسان، مطمئن و بدون وقفه از دستگاه های الکتریکی، حتما از تجهیزات ایمن و مرغوب استفاده شود.
کنتاکتور
کنتاکتور در تابلو برق صنعتی وظیفه ی قطع و وصل جریان به الکتروموتور را انجام می دهد، برای اینکه بتوانیم یک موتور سه فاز را از راه دور کنترل کنیم، به یک رله با کلید اتصال قوی نیاز داریم تا بتواند فشار جریان موتور را در حالت ایمن هدایت کند رله های الکترومکانیکی که قدرت بالایی دارند و با عنوان کنتاکتور شناخته می شوند، برای همین منظور ساخته شده اند.
در صورت به وجود آمدن ایراداتی مثل افت ولتاژ، جابهجایی فاز، عدم تقارن ولتاژ سه فاز و یا قطع بودن یکی از فازها، کنترل فاز اجازه ی روشن شدن به تابلو برق را نمی دهد و به همین دلیل، می توان از تیغه ی باز آن در مدار، جهت استارت نمودن تابلو استفاده کرد معمولاً یک کنتاکت بسته نیز بر روی آن وجود دارد که می توانید آن را به یک بیزر متصل کنید تا دلیل خاموش شدن یا روشن نشدن تابلو برق را به تکنسین اعلام نماید.
بی متال
باتوجه به اینکه حفاظت از موتورها اهمیت بالایی دارد، اگر عملکرد غیرعادی آن ها به موقع تشخیص داده نشود و از ادامه کار آن جلوگیری نشود، خسارات سنگینی به بار خواهد آورد به همین منظور، و برای جلوگیری از بروز ایراد الکتریکی و یا صدمه مکانیکی به موتور، لازم است که عملکرد غیرعادی آن ها از طریق رله های حفاظتی اضافه بار حرارتی یا الکتریکی تشخیص داده شود در تابلو برق، بی متال نقش حفاظتی موتور سه فاز در مقابل اضافه بار در کاربردهای ولتاژ پایین دارد. از بی متال برای تبدیل کردن تغییرات دما به جابهجایی مکانیکی استفاده می شود.
قطعه ی اصلی در بی متال ترکیبی از دو فلز با جنس های مختلف است و براساس اختلاف ضریب انبساط طولی دو فلز عمل میکند. اگر در مدار گرمای بیش از حدی ایجاد شود، ضریب انبساط طولی باعث میشود که یکی از فلزها بیشتر خم شده و درنتیجه جریان در تابلو برق قطع شود.
فیوز
فیوزها از مهم ترین تجهیزات تابلو برق صنعتی، تابلو برق استخری محسوب می شود. آن ها وظیفه ی حفاظت از مدار در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه را برعهده دارند فیوزها زمانی که جریان بیش از حد مجاز باشد، مدار را قطع می کنند. فیوز از یک رشته سیم تشکیل شده است که در زمان اضافه بار ذوب می شود و جریان را قطع می کند.
کلید مینیاتوری MCB
زمان بروز اتفاق غیرطبیعی در شبکه، مانند اتصال کوتاه، اضافه بار یا عبور جریان غیرمجاز، کلید مینیاتوری به صورت خودکار مدار الکتریکی را قطع می کند کلیدهای مینیاتوری نسبت به فیوزها از حساسیت بالاتری برخوردار هستند و مطمئن تر از آن ها عمل می کنند. در کلیدهای مینیاتوری جریان نامی بیشتر از ۱۰۰ آمپر نیست و عملکردی حرارتی یا حرارتی-مغناطیسی دارند.
کلید حرارتی MPCB
MPCB یا محافظ قطع کننده ی موتور الکتریکی، برای حفاظت از موتور الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. وظیفه ی این کلید در مدار، هم شامل حفاظت درمقابل اضافه بار (حرارتی یا الکترونیکی) و هم شامل حفاظت درمقابل خطا (مغناطیسی) است موتورهای الکتریکی کاربردهای زیادی در صنعت دارند و بهمنظور کنترل سرعت قطعات مکانیکی مورد استفاده قرار میگیرند. به همین دلیل، محافظت از آن ها اهمیت بسیار زیادی دارد.
MPCBها وظایف مختلفی در تابلو برق ایفا می کنند تا منبع الکتریسیته امنی برای موتورها فراهم کنند. از جمله ی آن ها می توان به این موارد اشاره کرد:
• حفاظت درمقابل اضافه بار
• حفاظت در مقابل خطای الکترونیکی شامل اتصال کوتاه، مشکلات خط اتصال به زمین و مشکلات خط به خط
• حفاظت درمقابل عدم تعادل فاز و افت فاز
• ایجاد تأخیر حرارتی برای جلوگیری از بازگشت سریع موتور بعد از اضافه بار
• نمایش هشدار خطا بهوسیله چراغ LED
• اتصال مجدد خودکار
کلید کامپکت MCCB
کلید کامپکت یا همان Molded Case Circuit Breaker = MCCB جزو وسایل حفاظت الکتریکی در تابلو برق صنعتی است که برای طیف گستردهای از ولتاژها و فرکانسهای ۵۰ هرتز و ۶۰ هرتز مورد استفاده قرار میگیرد تفاوت اصلی آن با کلیدهای مینیاتوری در این است که می تواند جریان نامی تا ۲۵۰۰ آمپر داشته باشد و درعین حال قابلیت تنظیم شدن را نیز دارد. تفاوت دیگر این است که MCCB ها از MCB ها بسیار بزرگتر هستند.
کلید کامپکت به عنوان یک قطعهی محافظت کننده دارای سه نقش اصلی در تابلو برق است. این موارد از این قرار هستند:
• حفاظت درمقابل اضافه بار
• حفاظت درمقال خطاهای الکتریکی مانند خطای خط یا اتصال کوتاه
• روشن و خاموش کردن
در حقیقت کلید کامپکت معمولاً زمانی مورد استفاده قرار میگیرد که جریان بار بیشتر از توان کلید مینیاتوری باشد. عملکرد آن حرارتی یا حرارتی-مغناطیسی است و جریان نامی آن ۱۰۰۰ آمپر است.
کلید RCD یا کلید محافظ جان
کلید RCD که مخفف Residual Current Device است وظیفه ی محافظت از جان را دارد و درمقابل شوک الکتریکی که در صورت لمس سیم بدون روکش پدید می آید، عکس العمل نشان می دهد در تابلو برق، هر دو سیم فاز و نول از طریق این کلید به هم متصل شده اند. زمانی که در جریان نشتی وجود داشته باشد، این کلید مدار را قطع می کند تا از خطرات ناشی از برق گرفتگی و آتش سوزی جلوگیری کند، کلید RCD مداوماً جریان برق را کنترل می کند و اگر مقدار جریان جاری در فاز به نول برنگردد، عدم انطباق بین دو جریان فاز و نول را شناسایی کرده و بلافاصله مدار را قطع میکند.
پوش باتن یا شستی فرمان
با استفاده از پوش باتن یا شستی فرمان در تابلو برق صنعتی، می توان باعث تغییر در جریان الکتریکی شد. پوش باتن ها می توانند خروجی الکتریکی یا مکانیکی داشته باشند و برای کاربردهایی مانند راه اندازی، توقف، ایجاد تغییر، رفع خطا و مواردی دیگر در مدارهای فرمان استفاده می شوند آن ها از جنس سختی مانند فلز یا پلاستیک فشرده ساخته می شوند و بر اساس رنگ کُدبندی می شوند. به این صورت که برای هر عملکرد یک رنگ اختصاص داده شده است تا اپراتور در حین انجام کار دکمه ای را به اشتباهی فشار ندهد.
رنگ های مورد استفاده معمولاً قرمز، سبز، زرد، آبی، سفید و مشکی هستند. مثلا، رنگ قرمز برای متوقف کردن و سبز برای روشن کردن یک دستگاه یا شروع کردن یک فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد.
چراغ سیگنال
چراغ های سیگنال هشدار دهنده هستند. موارد استفاده از آن شامل نمایش وجود یا عدم وجود ولتاژ در تابلو برق، روشن یا خاموش بودن کلید، وارد شدن خازن به مدار، نمایش تریپ و نمایش خطا است زمانی که هرکدام از چراغ های سیگنال بر روی درب تابلو برق روشن شوند، بیانگر علامت یا اخطاری برای اپراتور هستند. چراغ سیگنال دارای رنگهای قرمز، زرد، سبز، سفید و آبی است.
• رنگ قرمز بیانگر یک عملکرد غیرعادی در سیستم است. مثلاً در وضعیتی که یک وسیلهی حفاظتی اضافه بار ماشین را متوقف کرده باشد. یا درخواست از اپراتور برای متوقف کردن یک دستگاه در حالت اضافه بار.
• رنگ زرد بیانگر احتیاط است. مثلاً زمانی که جریان یا درجه حرارت به میزان مشخصی رسیده باشد.
• رنگ سبز بیانگر حالت نرمال است. مثلاً زمانی که یک دستگاه آمادهی راهاندازی است.
• رنگ سفید بیانگر این است که سیستم دارای ولتاژ نرمال است. مثلاً دستگاه در حالت کار است و یا روند کار در وضعیت نرمال است.
• رنگ آبی برای کاربردهای خاص استفاده میشود. میتوان از این رنگ برای هر نوع عملکردی که در یکی از حالات بالا نمیگنجد استفاده کرد.
چراغ هشدار
از چراغ های هشدار برای دیدن وضعیت عملکرد دستگاه یا اعلام خطر از فاصله ی دور استفاده می شود. این چراغ ها در خط تولید یا روی پنل ها و ماشین آلات نصب می شوند. آن ها در رنگ های قرمز، سبز، آبی و بنفش موجود هستند و هر رنگ یک وضعیت خاص از دستگاه را نمایش می دهد این چراغ ها می توانند به سیستم آلارم شنیداری نیز مجهز شوند. استفاده از آن ها در تابلو برق صنعتی و این مزیت را به اپراتور میدهد که وضعیت دستگاه را از راه دور مشاهده کند.
تایمرهای تابلو برق صنعتی
تایمر شامل یک مجموعه کلید است که از کنتاکت های باز و بسته تشکیل شده اند. عملکرد تایمر به صورتی است که با وصل شدن جریان برق به منبع تغذیه ی آن، طبق تنظیمی که بر روی آن انجام شده و بعد از مدت زمان مشخص شده عمل کرده و کنتاکت های داخلی آن تغییر وضعیت می دهند.
کنتاکت های باز آن بسته می شوند یا کنتاکت های بسته ی آن باز می شوند. شما می توانید با زمان دادن به آن ها، بعد از فرارسیدن زمان موردنظر سیگنال را به سمت خروجی راهنمایی کنید تایمرها در تابلو برق برای راه اندازی خودکار دستگاه ها و تجهیزات یا شروع و راه اندازی یک پروسه و فرآیند صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
تایمرها در دو گروه آنالوگ و دیجیتال تقسیم بندی میشوند:
تایمر آنالوگ: این نوع تایمر زمان سپری شده را نمایش نمی دهد، فقط از طریق یک نشانگر، وضعیت تایمر را مشخص می کند.
تایمر دیجیتال: در این نوع تایمر امکان مشاهده ی زمان تنظیم شده و زمان در حال سپری شدن وجود دارد. تایمرهای دیجیتال نسبت به تایمرهای آنالوگ دقت بیشتری دارند.
بیشتر بخوانید: انواع سیم و کابل مسی
انواع تایمرهای صنعتی:
تایمر چپ گرد/راست گرد: از این نوع برای چپ گرد/راست گرد کردن موتورها استفاده می شود. با استفاده از رله ی خروجی آن می توانید یک کنترل خودکار بر روی حرکت چپگرد/راستگرد موتور داشته باشید. زمانی که شما تایمر را فعال می کنید، موتور در مدت زمان مشخص شده در یک جهت می چرخد، و سپس با یک تأخیر، در جهت مخالف می چرخد و این سیکل تکرار می شود.
تایمر استارت مجدد: از این تایمر به عنوان محافظ استفاده می شود و به صورت ترکیبی در حالت تأخیر در وصل و حالت وقفه عمل می کند. این تایمر بعد از سپری شدن مدت زمان تنظیم شده وصل می گردد و تنها به مدت کمی در حد چند ثانیه فعال خواهد بود و سپس غیرفعال می شود. پس باید خروجی تایمر به مدار خودنگهدار تابلو وصل شود.
تایمر ستاره مثلث: از این مدل تایمر برای راه اندازی موتورها و تبدیل حالت ستاره به مثلث استفاده می شود.
تایمر ساعت فرمان: از این تایمر برای انجام کارهای یکسان در فواصل زمانی مختلف استفاده می شود. این تایمر در مدل های ساعت فرمان روزانه، ساعت فرمان هفتگی و ساعت فرمان ماهانه تولید می شود.
تایمرهای همه کاره: برای وضعیت های عمومی دیگری که تایمرهای بالا جوابگو نیستند، از این نوع تایمر استفاده می شود.
ترمینال
وظیفه ی اصلی ترمینال یا کانکتور در تابلو برق صنعتی، اتصال سیمها در حالت استاندارد است. زمانی که شما اتصال سیم ها را با نوارچسب انجام بدهید، جریان برق باعث گرم شدن محل اتصال خواهد شد که خطراتی مانند برق گرفتگی و آتش سوزی را درپی خواهد داشت.
اما وقتی شما از ترمینال برای اتصال سیم ها استفاده کنید، با چنین مشکلی مواجه نخواهید شد. مهمترین و پرکاربردترین انواع آن شامل ترمینال ریلی، ترمینال شاخه ای و ترمینال پیچی می شود.
شینه و مقره
از شینه که به صورت یک نوار فلزی در تابلو برق قرار می گیرد، برای اتصال تجهیزات با ولتاژ بالا و تجهیزات ولتاژ پایین در مخازن باتری استفاده می شود. از شینه برای توزیع فاز در تابلو برق استفاده می شود و انواع آن شامل شینه ارت و شینه نول است. از شینه ارت برای توزیع و تقسیم مدارات و از شینه نول هم برای توزیع نول استفاده میشود.
از مقره نیز برای عایق کردن قسمت های مختلف قطعات و هادی ها و همچنین ثابت نمودن شینه و جلوگیری از اتصال آن به بدنه استفاده می شود از خصوصیات مقره می توان به استقامت الکتریکی و مکانیکی بالا، نداشتن ناخالصی و حفره های داخلی و مقاوم بودن در مقابل عوامل خارجی نام برد. مقره ها معمولاً از جنس چینی ساخته می شوند.
عیب یابی تابلو برق صنعتی
عیب یابی تابلو برق یکی از مسائل مهم می باشد و داشتن دانش عیب یابی آن از الزامات است معیوب شدن تابلو برق در یک کارخانه یا واحد صنعتی می تواند باعث توقف خط تولید شده و ضررهای سنگینی به مجموعه وارد کند. به همین دلیل، ضروری است که مهندسین و اپراتورهای تابلو برق دانش کافی از عیب یابی تابلو برق را داشته باشند.
درصورت بروز مشکل در تابلو برق، قبل از اینکه به سایر موارد توجه کنید، ابتدا بهتر است که کلید اصلی تابلو برق را بررسی کنید. اگر متوجه شدید که زبانهی کلید اتوماتیک MCCB در وسط قرار گرفته است، معنی آن این است که کلید اصلی در حالت فالت قرار گرفته است برای رفع حالت فالت، ابتدا باید ببینید که حالت فالت از چه طریقی بوجود آمده است. مواردی که ممکن است باعث بوجود آمدن حالت فالت شده باشند از این قرار هستند:
• از طریق اتصال کوتاه
• از طریق آسیبدیدن کلید
• از طریق اضافه بار
• از طریق تیغههای کمکی داخل کلید
در حالت فالت شما نباید بدون رعایت موارد ایمنی کلید را وصل کنید. شما باید ابتدا کلیدها و فیوزها را قطع کنید تا بار از روی کلیدها برداشته شود، سپس مراحل زیر را انجام دهید.
• برای اطمینال از اینکه فیوزها و کلید اتصال صحیحی دارند، اتصالات باس بار را بررسی کنید.
• سالم بودن کلید اصلی را بررسی کنید. برای این منظور، با استفاده از مولتیمتر اختلاف بین تمامی فازها در ورودی کلید را اندازهگیری کنید. در حالت نرمال تمامی آنها باید برابر باشند.
• تمام اتصالات ورودی و خروجی کلید را بررسی کنید. این بررسی شامل اتصالات داخلی و خارجی نیز میشود.
وقتی که تمامی موارد گفته شده در بالا را بررسی کردید، ضمن رعایت تمام نکات ایمنی (پوشش مناسب لباس، کفش و دستکشهای عایق) و در وضعیت قطع کامل کلید و فیوز، اقدام به اتصال کلید کنید.
در مراحل بعد، صحت عملکرد کلیدهای فرعی و فیوزها را بررسی کنید. این مرحله بسیار حساس و مهم است و اگر فرد متخصص بی احتیاطی کند، احتمال بروز خطرات جانی زیاد است. اگر کلیدهای فرعی و فیوزها عملکرد درستی داشتند که مشکلی نیست.
اما اگر در عملکرد یک فیوز با اختلال مواجه شدید، بایستی که اتصالات خروجی را بررسی کنید و علتی که باعث اضافه جریان شده است را سریع پیدا کنید از ضروریات اولیه ی عیب یابی این است که شناخت کاملی از تمامی اجزای تابلو برق و روش اسمبل کردن و همچنین روش عملکرد آنها داشته باشید.
بسیار مهم است که اگر در یک تابلو برق از چندین کنتاکتور یا… استفاده شده است بتوانید تشخیص دهید که هرکدام از آن ها برای چه عملکردی مورد استفاده قرار گرفته است کنترل فاز یکی از اجزاء ضروری در تابلوهای برق است که گاهی اوقات شاهد نبود آن هستیم. بررسی کنترل فاز را در اولویت قرار دارد.
حتما بررسی کنید که فالت رخ نداده باشد. معمولاً بروز حالت فالت در اثر اضافه جریان، جابجایی فازها و یا حتی دو فاز شدن اتفاق می افتد سپس سایر تجهیزات اندازه گیری را بررسی کنید. بهطور مثال، کنترل بارها را بررسی کنید که میتوانند از طریق CT3 اضافه جریان را در مدار تشخیص داده و مدار هم با رفتن به حالت فالت باعث قطع شدن جریان میشود.
در صورتی که هیچگونه فالتی رخ نداده ولی مدار فرمان از کار افتاده است، لازم است که منبع تغذیه ی فیوز مدار فرمان را بررسی کنید که دچار آسیب دیدگی یا سوختگی نشده باشد همچنین ضروری است که مواردی مانند شستی استاپ و استارت، استاپ قارچی، سلکتورها، تیغه های کمکی کنتاکتورها و تغذیه ی صحیح کنتاکتورها نیز بررسی شوند.
گاهی اوقات ایراد از تابلو برق نیست و مشکل را جای دیگری باید جست و جو کرد. مثلا، اگر در تابلو برق به این صورت برنامه ریزی کرده اید که بعد از استارت، فیوز وارد عمل شود و در این بین موتور توسط مدار قطع شده باشد، بایستی به سراغ موتور بروید و از آنجا عیب یابی کنید.
ابتدا کابل های موتور را از ترمینال خروجی خارج کرده و تابلو برق را بدون وجود موتور استارت کنید. در صورتی که تابلو برق بدون هیچ مشکلی استارت می شود و در حالت اتصال باقی می ماند، متوجه می شوید که ایراد از موتور است و این امکان وجود دارد که دچار قفل شدن رتور شده باشد. این روند را برای سایر موارد نیز در نظر بگیرید.
قیمت تابلو برق صنعتی
عوامل مختلفی در هزینه ی تابلو برق موثر هستند. عواملی همانند جنس محفظه، که می تواند فلزی و یا پلاستیکی باشد نوع فلزی آن می تواند از جنس آهن و یا از جنس استیل باشد و نوع پلاستیکی آن هم از دو جنس ساده و شفاف موجود است. البته مساحت و حجم محفظه را نیز باید در نظر داشت.
همچنین تجهیزات و لوازمی که در تابلو برق استفاده میشوند و اینکه در ساخت آن از تجهیزات کدام برند استفاده شود و با چه کیفیت و ولتاژی طراحی شود. هر کدام از اینها قیمتهای متفاوتی دارند که در قیمت نهایی تأثیرگذار هستند.