اجزای تابلو برق

استفاده از تابلو برق امروزه به عضو حیاتی هر سیستم الکتریکی تبدیل شده است. تابلو برق را می‌توان قلب یک ساختمان یا کارخانه دانست، چراکه جریان برق مورد نیاز هر سیستم الکتریکی از کوچک تا بزرگ از تابلو عبور کرده و به تجهیزات مختلف می‌رسد. تابلو برق نیز وظیفه توزیع برق و محافظت از افراد و تجهیزات در برابر خطرات برق‌گرفتگی و نشتی جریان را برعهده دارد. در این مقاله با بررسی اجزای تابلو برق‌ها آشنا شده و اهمیت وجود و وظایف هر قطعه را توضیح می‌دهیم.

نقشه تابلو برق

تابلو برق محفظه‌ای است که مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی در آن نصب می‌شود تا وظایفی مانند توزیع انرژی، کنترل، حفاظت، سازمان‌دهی و پایش جریان برق را بر عهده گیرند. این تابلوها بسته به نوع کاربرد، محل نصب و سطح ولتاژ در ابعاد و طراحی‌های گوناگون ساخته می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با عملکرد و دسته‌بندی این سیستم‌ها، مطالعه مقاله آشنایی با انواع تابلو برق توصیه می‌شود. با وجود تنوع در مدل‌ها و کاربری‌ها، اجزایی همچون فیوزها، کنتاکتورها، ترمینال‌ها و سایر تجهیزات مشابه تقریباً در تمامی تابلوهای برق به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

قطعات تابلو برق

همانطور که اشاره نمودیم، کنترل و توزیع جریان‌های ورودی به محصولات برق صنعتی و یا تجهیزات خانگی، برعهده تابلو برق می‌باشد. درنتیجه عملکرد کارآمد خطوط تولید و یا تاسیسات الکتریکی وابستگی مستقیم با مدارها و اجزای تابلو برق‌ها دارد. در ادامه به معرفی ضروری‌ترین قطعات نصبی در تابلو برق می‌پردازیم.

معرفی انواع کلید و کاربرد آن در تابلو برق

مهم‌ترین اجزای تابلو برق مربوط به قطعات مسئول قطع و وصل مدارها می‌باشد. در این بخش به معرفی انواع این کلیدها و کاربردشان می‌پردازیم.

کلید اصلی

نخستین تجهیز در تابلو برق، کلید اصلی است که وظیفه اتصال یا قطع جریان ورودی را بر عهده دارد. این کلید با امکان قطع کامل برق، نقش مهمی در حفاظت کلی تابلو و ایجاد ایمنی لازم هنگام انجام عملیات تعمیرات تابلو برق، ایفا می‌کند.

کلید مینیاتوری

کلید MCB از مدار در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کند. این قطعه در زمان بروز مشکل به صورت خودکار عمل کرده و مدار را قطع می‌کند.

کلید اتوماتیک

عملکرد کلید MCCB را می‌توان مانند کلید مینیاتوری دانست، اما جهت استفاده در تابلوهایی با جریان عبوری بالا کاربرد دارد. در نتیجه در تابلوهای صنعتی و کارخانه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فیوز

قطعه‌ای الکتریکی ساده که در زمان افزایش ناگهانی جریان، رشته فلزی داخل آن ذوب می‌شود و مدار قطع می‌شود. با توجه توضیح داده شده، این قطعه برخلاف کلیدهای قبلی، پس از هر عملکرد خود نیاز به تعویض دارد.

تجهیزات حفاظتی

این دسته از قطعات تابلو برق، وظیفه محافظت از انسان‌ها و دستگاه‌ها در برابر خطرات برقی مانند اتصال کوتاه، اضافه‌ولتاژ و نشتی جریان را دارند.

محافظ جان

دستگاه محافظ جان و یا RCCB وظیفه مهمی در حفاظت جان متخصصان برق مشغول در کارخانجات دارد. این قطعه توانایی تشخیص نشتی جریان و احتمال حرکت آن به سمت بدن انسان و یا زمین را دارد، درنتیجه بلافاصله مدار را قطع کرده و از برق‌گرفتگی جلوگیری می‌کند.

رله‌های حفاظتی

دستگاه‌های هوشمندی هستند که قابلیت تشخیص شرایط غیرعادی مانند اضافه‌جریان، افت ولتاژ و یا افزایش دما را  دارند و توانایی فرمان قطع به کلیدها را دارند.

ترانس جریان CT

زمانیکه جریان یک مدار خیلی زیاد باشد، نمی‌توان آن را مستقیم بوسیله دستگاه‌های اندازه‌گیری یا رله‌ای کنترل کرد. ترانس جریان در چنین شرایطی مانند یک مبدل عمل می‌کند و جریان زیاد را به جریان کوچکتر تبدیل کرده تا قابل حفاظت و اندازه‌گیری باشد.

ترانس ولتاژ VT

زمانیکه ولتاژ عبوری از یک مدار بسیار بالا باشد و نتوان آن را بوسیله رله و یا ولت‌متر کنترل نمود. با استفاده از ترانس ولتاژ می‌توان ولتاژ بالا را به ولتاژ پایین‌تری رساند.

تجهیزات فرمان و کنترل

از مهم‌ترین اجزا یک سیستم الکتریکی، مدار فرمان و کنترل آن می‌باشد. تجهیزات مصرفی در این مدار‌ها وظیفه تامین قدرت راه‌اندازی و کنترل تجهیزات مصرفی در سیستم را برعهده دارند.

رله

رله‌ها در انواع مختلفی با کارکردهای متنوعی ساخته و استفاده می‌شوند. رله درواقع یک کلید الکتریکی است که با تحریک بوبین (سیم‌پیچ)، تغیه‌های آن باز یا بسته می‌شوند و در مواقع خطرناک از عبور جریان زیاد جلوگیری می‌کند. رله‌ها را می‌توان در دسته‌های زیر تقسیم‌بندی نمود.

• رله حرارتی: جهت محافظت از موتور در برابر اضافه‌بار استفاده می‌شود.
• رله زمانی: برای ایجاد تاخیر در روشن یا خاموش شدن مدار کاربرد دارد.
• رله حفاظتی: قابلیت تشخیص شرایط غیرعادی مانند اضافه‌جریان، افت ولتاژ و غیره را دارد و می‌تواند فرمان قطع جریان ارسال کند.

کنتاکتور

کنتاکتور را می‌توان یک کلید الکترومکانیکی پرقدرت دانست که جهت قطع و وصل بارهای بزرگ مانند موتور، پمپ و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. تفاوت کنتاکتورها با رله‌ها در قابلیت کنترل جریان می‌باشد، این تجهیز به طور تخصصی جهت استفاده در صنایع طراحی شده و قدرت کنترل جریان‌های زیاد را دارد.

تایمر

در تابلوهای صنعتی که کنترل موتور مصرفی بسیار مهم است، استفاده از تایمر ضروری می‌باشد. این دستگاه قابلیت تنظیم کنترل زمان پردازش سیگنال‌ها تعیین نمود. این تجهیز در سیستم‌های اتوماسیون و راه‌اندازی موتور به ترتیب زمانی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شستی‌ها

نوعی کلید فشاری که جهت ارسال فرمان روشن یا خاموش در مدارهای تابلو مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین به دلیل طراحی ساده و قیمت ارزان آن‌ها، در دستگاه‌ها و سیستم‌های الکتریکی بسیار کاربرد دارند.

چراغ سیگنال

برخلاف تجهیزات تنظیم کننده جریان در تابلو برق‌ها، دستگاهی جهت نشان دادن وضعیت سیستم نیز نیاز  داریم. چراغ سیگنال را می‌توان تجهیز هشدار دهنده دانست که نمایش هر یک از رنگ‌های آن مشخص کننده مفهوم متفاوتی مانند خطا، روشن و یا آمده‌ به کار بودن سیستم الکتریکی، می‌باشد.

سیستم کنترل و یا PLC

دستگاه PLC یک کامپیوتر صنعتی کوچک است می‌توان آن را یکی از مهم‌ترین محصولات اتوماسیون صنعتی دانست و علاوه بر سیستم‌های صنعتی، در تابلو برق‌ها نیز بسیار کاربرد دارد. این دستگاه جهت کنترل ماشین‌آلات و فرآیندهای صنعتی طراحی شده و برخلاف کامپیوترهای معمولی، بسیار مقاوم است و می‌تواند در محیط‌های پرگردوغبار، مرطوب، نویز الکتریکی بالا و حتی لرزش شدید عملکرد خوبی داشته باشد. در تابلو برق‌های صنعتی حضور پی ال سی به عنوان اجرا کننده برنامه‌های کنترلی و مدیریت تجیهزات عملگرا، بسیار حیاتی است.

اتصالات تابلو برق

سیستم برق‌کشی و نصب تجهیزات در تابلو برق‌ها یکی از اجزای مهم در این سیستم‌ها می‌باشد. اجرا صحیح اتصالات تابلو نیاز به طراحی دقیق با توجه به استانداردهای بین‌المللی و استفاده از عناصر و رابط‌های الکتریکی تخصصی دارد.

انواع شینه

شینه یک میله یا نوار فلزی است که برای انتقال و توزیع جریان برق در داخل تابلو برق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. شینه‌ تابلو در سه نوع فاز، نول و ارت تقسیم بندی می‌شود که هر یک جهت انتقال جریان متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در تابلوها شینه را می‌توان جایگزین کابل‌های ضخیم نمود و همه تجهیزات را به آن متصل شود. از جمله وظایف شینه می‌توان به انتقال جریان زیاد، توزیع برق و نظم‌دهی به سیم‌کشی تابلوها اشاره نمود.

ترمینال فرمان

از مهم‌ترین بخش‌های تابلو برق که حفظ نظم و ایمنی را در سیستم تضمین می‌کنند، ترمینال‌های فرمان هستند. به کمک ترمینال‌ها می‌توان سیم‌های برق را محکم به یکدیگر اتصال و سازماندهی نمود و از احتمال جدا شدن آن‌ها و بروز خطرات جدی جلوگیری کرد.

ریل

ریل‌ها جهت نصب محکم و منظم تجهیزات در تابلو برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. با استفاده از ریل، تجهیزات بدون لغزش و جابه‌جایی به تابلو متصل می‌شوند.

تجهیزات اندازه‌گیری

نگهداری و نظارت بر عملکرد صحیح هر بخش از تابلو برق‌ها بسیار مهم است. با استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری می‌توان بر جریان، ولتاژ و فرکانس اجزای تابلو برق نظارت کرد و به کنترل بهره‌وری و مدیریت مصرف انرژی پرداخت. با ایتفاده از این تجهیزات، تشخیص خطاهای احتمالی بسیار سریع‌تر بوده و می‌توان ایمنی تجهیزات مصرفی در تابلو را افزایش دهند.

آمپرمتر

جهت اندازه‌گیری مقدار جریان الکتریکی در مدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در تابلو برق‌ها معمولا روی درب نصب می‌شود تا اپراتور به راحتی مقدار جریان را مشاهده کند. با استفاده از این قطعه می‌توان خطا اضافه‌بار را به سرعت تشخیص داد و بررسی نمود که عملکرد تجهیزات مصرف‌کننده در محدوده مجاز می‌باشد.

ولت‌متر

ولت‌مترها جهت اندازه‌گیری مقدار ولتاژ بین دو نقطه مدار مورد استفاده قرار می‌گیرند. با استفاده از این تجهیز می‌توان به بررسی سلامت تغذیه برق پرداخت تا دچار افت ولتاژ و یا قطع فاز نشده باشد. همچنین می‌توان کیفیت برق ورودی به تجهیزات را بررسی نمود.

فرکانس‌متر

بسیاری از تجهیزات الکتریکی نسبت به تغییر فرکانس برق شبکه حساس هستند. چراکه اگر فرکانس ورودی پایین بیاید، موتور داغ و یا توانش کم می‌شود، اگر هم فرکانس بالا برود سرعت موتور بیش از حد زیاد می‌شود که احتمال آسیب بسیار بالا می‌رود. استفاده از فرکانس‌متر در تابلو برق‌های صنعتی، نیروگاه‌ها و سیستم‌های حساس که کیفیت برق بسیار اهمیت داردا، کاربرد دارد.

اهمیت اجزای تابلو برق‌ها

تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده در مونتاژ تابلو برق ساختاری محافظتی و عملیاتی ایجاد می‌کنند که تضمین‌کننده عملکرد صحیح و ایمن تابلو است. اهمیت قطعات تابلو برق مصرفی را براساس کارکرد آن‌های می‌توان در موارد زیر شرح داد.

1. حفاظت از افراد و تجهیزات: استفاده از فیوزها و کلید محافظ جان از نشتی برق و اتصال کوتاه جلوگیری می‌شود.
2. توزیع منظم و ایمن برق: با کمک سیم‌کشی، ترمینال‌ها و کلیدها می‌توان برق را به طور منظم و ایمن به تجهیزات رساند.
3. کنترل و مدیریت سیستم‌ها: با استفاده از تجهیزاتی مانند رله‌ها، کنتاکتورها، تابلوهای کنترل را می‌توان مدیریت نمود.
4. مانتورینگ: با استفاده از نمایشگر و سنسورها می‌توان وضعیت جریان، ولتاژ و شرایط محیطی را مدیریت نمود.
5. ایمنی و سازماندهی سیم‌کشی: ترمینال‌ها و کابل‌های تابلو می‌توانند سیم‌کشی مرتب و ایمن را ایجاد کنند.
6. افزایش طول عمر تجهیزات: با حفاظت درست و توزیع منظم برق، تجهیزات کمتر دچار خرابی و آسیب می‌شوند.