تابلو و تجهیزات جانبی برق تابلو برق یکی از مهمترین بخشهای سیستمهای الکتریکی و صنعتی است که وظیفه توزیع، کنترل، حفاظت و مدیریت انرژی الکتریکی را بر عهده دارد. تقریباً در هر کارخانه، ساختمان تجاری، کارگاه، نیروگاه، تأسیسات صنعتی و خط تولید میتوان یک یا چند نوع تابلو برق را مشاهده کرد.
اما عملکرد مناسب یک تابلو برق تنها به محفظه فلزی یا پلاستیکی آن محدود نمیشود. مجموعهای از تجهیزات جانبی برق مانند کلیدهای حفاظتی، کنتاکتورها، رلهها، ترمینالها، شینهها، چراغهای سیگنال، فن و فیلتر، گلند، داکت و تجهیزات اندازهگیری درون یا اطراف تابلو نصب میشوند و هر کدام نقش مشخصی در عملکرد سیستم دارند.
در این مقاله با انواع تابلو برق، اجزای اصلی، تجهیزات جانبی برق، کاربرد آنها، نکات طراحی و انتخاب و عوامل مؤثر بر قیمت تابلو برق آشنا میشویم.
تابلو برق محفظهای است که تجهیزات الکتریکی و کنترلی در آن نصب میشوند تا توزیع انرژی، حفاظت مدارها، کنترل تجهیزات و مدیریت سیستم برق با نظم و ایمنی بیشتری انجام شود.
تابلو برق میتواند از یک جعبه کوچک برای کنترل یک دستگاه تا یک تابلو بزرگ صنعتی برای مدیریت بخشهای مختلف یک کارخانه باشد.
تجهیزات داخل تابلو بر اساس نوع کاربرد میتوانند شامل موارد زیر باشند:
تابلو برق در یک سیستم الکتریکی چند وظیفه مهم بر عهده دارد.
یکی از اصلیترین وظایف تابلو برق، دریافت انرژی الکتریکی و توزیع آن میان مدارها و مصرفکنندههای مختلف است.
تجهیزات حفاظتی موجود در تابلو میتوانند مدار را در شرایطی مانند اضافهجریان، اتصال کوتاه یا برخی خطاهای الکتریکی از مدار خارج کنند.
با استفاده از کنتاکتورها، رلهها، PLC و سایر تجهیزات کنترلی میتوان موتور، پمپ، فن، کمپرسور و ماشینآلات مختلف را کنترل کرد.
در تابلوهای مناسب میتوان پارامترهایی مانند ولتاژ، جریان، توان، فرکانس و انرژی مصرفی را اندازهگیری و نمایش داد.
قرار گرفتن تجهیزات در یک محفظه استاندارد باعث میشود سیمکشی منظمتر شده و دسترسی مستقیم به قسمتهای برقدار کاهش پیدا کند.
تابلوهای برق بر اساس کاربرد، سطح ولتاژ، محل نصب و ساختار به انواع مختلفی تقسیم میشوند.
تابلو برق صنعتی برای کنترل و توزیع انرژی در کارخانهها، خطوط تولید و ماشینآلات صنعتی استفاده میشود.
این تابلوها ممکن است شامل تجهیزات قدرت و کنترل متعددی باشند و طراحی آنها باید متناسب با شرایط کاری و بارهای متصل انجام شود.
تابلو توزیع برای تقسیم انرژی الکتریکی میان چند مدار یا مصرفکننده مورد استفاده قرار میگیرد.
این تابلوها ممکن است در ساختمانها، کارگاهها و تأسیسات صنعتی نصب شوند.
تابلو کنترل بیشتر برای مدیریت و کنترل عملکرد ماشینآلات و فرآیندهای صنعتی طراحی میشود.
در این تابلوها تجهیزاتی مانند:
کاربرد زیادی دارند.
تابلو Motor Control Center یا MCC برای کنترل و مدیریت چندین موتور الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد.
در صنایع بزرگ، MCC میتواند مجموعهای از فیدرهای موتور، کلیدها، کنتاکتورها، تجهیزات حفاظتی و تجهیزات کنترل را در خود جای دهد.
تابلوهای ایستاده معمولاً برای پروژههایی با تجهیزات متعدد و توان بالاتر استفاده میشوند.
این تابلوها فضای بیشتری برای نصب تجهیزات، سیمکشی و تعمیرات فراهم میکنند.
تابلو دیواری روی دیوار نصب میشود و برای سیستمهایی با حجم تجهیزات کمتر کاربرد دارد.
این تابلوها در پروژههای صنعتی، تجاری و ساختمانی بسیار رایج هستند.
تابلو برق از مجموعهای از تجهیزات مختلف تشکیل میشود که انتخاب آنها باید بر اساس نوع سیستم انجام شود.
کلید اصلی برای قطع و وصل ورودی تابلو و در برخی طراحیها برای جداسازی تابلو از منبع تغذیه استفاده میشود.
انتخاب کلید اصلی باید بر اساس جریان نامی، سطح ولتاژ و قدرت اتصال کوتاه مورد نیاز انجام شود.
کلید مینیاتوری یا MCB معمولاً برای حفاظت مدارهای با جریانهای پایینتر در برابر اضافهجریان و اتصال کوتاه مورد استفاده قرار میگیرد.
کلیدهای اتوماتیک مانند MCCB و در کاربردهای خاص ACB برای حفاظت و قطع مدارهای با جریان بالاتر استفاده میشوند.
انتخاب آنها به جریان نامی، ظرفیت قطع، تنظیمات حفاظتی و شرایط سیستم بستگی دارد.
فیوز با ذوب شدن عنصر داخلی خود در شرایط اضافهجریان، مدار را قطع میکند.
فیوزها در انواع مختلف برای کاربردهای متفاوت تولید میشوند.
کنتاکتور یک کلید الکترومکانیکی است که برای قطع و وصل بارهای الکتریکی، بهویژه موتورهای صنعتی، کاربرد دارد.
کنتاکتور به وسیله یک مدار فرمان کنترل میشود.
رله اضافهبار یا Overload Relay برای حفاظت موتور در برابر اضافهبار حرارتی مورد استفاده قرار میگیرد.
این تجهیز معمولاً در کنار کنتاکتور موتور نصب میشود.
رله کنترل فاز برای پایش شرایط شبکه سهفاز استفاده میشود و میتواند در برابر مشکلاتی مانند جابهجایی فاز، قطع فاز یا برخی شرایط نامناسب شبکه از تجهیزات محافظت کند.
PLC یا کنترلر منطقی برنامهپذیر، یکی از مهمترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی است.
PLC میتواند اطلاعات سنسورها را دریافت کرده و بر اساس برنامه، فرمان لازم را به عملگرها و تجهیزات مختلف ارسال کند.
اینورتر یا درایو فرکانس متغیر برای کنترل سرعت و برخی پارامترهای عملکرد موتورهای الکتریکی استفاده میشود.
در بسیاری از تابلوهای کنترل موتور، اینورتر نقش مهمی دارد.
علاوه بر تجهیزات اصلی، مجموعهای از تجهیزات جانبی برای تکمیل عملکرد تابلو مورد استفاده قرار میگیرند.
ترمینال ریلی برای اتصال منظم سیمها و کابلها به یکدیگر یا به تجهیزات داخل تابلو استفاده میشود.
این قطعات باعث نظم بیشتر سیمکشی و سادهتر شدن عملیات تعمیر و عیبیابی میشوند.
شینهها برای انتقال و توزیع جریان در داخل تابلو استفاده میشوند.
شینه مسی باید بر اساس جریان، شرایط حرارتی و ساختار تابلو انتخاب شود.
داکت برای عبور و سازماندهی سیمها داخل تابلو کاربرد دارد.
استفاده از داکت مناسب باعث افزایش نظم سیمکشی و سهولت تعمیرات میشود.
ریل DIN یکی از تجهیزات جانبی بسیار پرکاربرد است که برای نصب تجهیزاتی مانند ترمینال، رله، فیوز و برخی تجهیزات کنترلی استفاده میشود.
چراغهای سیگنال وضعیت مدار یا تجهیزات را به اپراتور نشان میدهند.
برای مثال میتوان از آنها برای نمایش:
استفاده کرد.
شستیها برای ارسال فرمان دستی به مدار کنترل استفاده میشوند.
شستی Start معمولاً برای راهاندازی و شستی Stop برای توقف تجهیز کاربرد دارد.
سلکتور سوئیچ امکان انتخاب حالتهای مختلف عملکرد را فراهم میکند.
برای مثال:
دستی / خاموش / اتوماتیک
یکی از کاربردهای رایج آن است.
تجهیزات الکتریکی هنگام کار گرما تولید میکنند. در تابلوهایی که دفع طبیعی گرما کافی نیست، استفاده از فن و فیلتر یا سیستمهای خنککننده مناسب ضروری است.
فیلتر نیز از ورود گردوغبار به داخل تابلو جلوگیری میکند.
در محیطهای مرطوب یا شرایطی که احتمال تشکیل میعان وجود دارد، هیتر تابلو میتواند برای کنترل رطوبت داخلی مورد استفاده قرار گیرد.
ترموستات میتواند دما را پایش کرده و برای کنترل فن، هیتر یا سیستم خنککننده مورد استفاده قرار گیرد.
گلند برای ورود کابل به داخل تابلو و ایجاد اتصال مکانیکی و در برخی مدلها آببندی مناسب استفاده میشود.
انتخاب گلند باید بر اساس قطر کابل، نوع کابل، شرایط محیطی و درجه حفاظت مورد نیاز انجام شود.
در برخی تابلوها و ماشینآلات برای اتصال سریع و مطمئن کابلها از کانکتورها و سوکتهای صنعتی استفاده میشود.
سرسیمها و وایرشوها برای ایجاد اتصال مناسب سیم به ترمینال و برخی تجهیزات مورد استفاده قرار میگیرند.
استفاده از آنها میتواند کیفیت اتصال و نظم سیمکشی را افزایش دهد.
برای پایش وضعیت سیستم برق میتوان از تجهیزات اندازهگیری مختلفی استفاده کرد.
برای اندازهگیری جریان مصرفی مدار کاربرد دارد.
برای اندازهگیری ولتاژ استفاده میشود.
برخی تجهیزات پنلی میتوانند چند پارامتر الکتریکی را نمایش دهند.
برای اندازهگیری انرژی مصرفی در سیستمهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
در سیستمهایی که جریان بالا است، CT میتواند جریان را به مقدار مناسب برای اندازهگیری و حفاظت تبدیل کند.
حفاظت یکی از مهمترین بخشهای طراحی تابلو برق است.
برخی تجهیزات حفاظتی عبارتاند از:
هر تجهیز باید بر اساس نوع خطا و سطح حفاظتی مورد نیاز انتخاب شود.
سرج ارستر یا SPD برای حفاظت در برابر اضافهولتاژهای گذرا مورد استفاده قرار میگیرد.
اضافهولتاژ میتواند در اثر صاعقه، کلیدزنی شبکه یا برخی فرآیندهای الکتریکی ایجاد شود.
SPD با محدود کردن این اضافهولتاژ و هدایت انرژی آن به مسیر حفاظتی مناسب، میتواند احتمال آسیب به تجهیزات حساس مانند PLC، درایو و منابع تغذیه را کاهش دهد.
اتصال زمین یکی از بخشهای مهم طراحی تابلو است.
بدنه فلزی تابلو و تجهیزات مرتبط باید مطابق طراحی سیستم به شبکه حفاظتی متصل شوند.
همچنین در سیستمهایی که SPD یا تجهیزات حفاظتی مشابه نصب شدهاند، کیفیت مسیر حفاظتی اهمیت ویژهای دارد.
اتصال زمین نامناسب میتواند سطح ایمنی و عملکرد برخی تجهیزات حفاظتی را کاهش دهد.
یکی از پارامترهای مهم تابلو، درجه حفاظت یا IP است.
کد IP میزان حفاظت محفظه در برابر ورود اجسام جامد و آب را مشخص میکند.
انتخاب IP مناسب به محل نصب بستگی دارد.
برای مثال، تابلو نصبشده در یک محیط داخلی تمیز ممکن است به سطح حفاظتی متفاوتی نسبت به تابلوی نصبشده در محیط بیرونی، مرطوب یا پرگردوغبار نیاز داشته باشد.
بنابراین انتخاب درجه IP باید بر اساس شرایط واقعی محل نصب انجام شود.
سیمکشی مناسب تأثیر زیادی بر ایمنی و قابلیت تعمیر تابلو دارد.
شمارهگذاری سیمها عیبیابی را سادهتر میکند.
در بسیاری از طراحیها بهتر است مسیر مدارهای قدرت و فرمان با نظم مناسب از یکدیگر جدا شوند تا سیمکشی منظمتر و تداخلات احتمالی کمتر شود.
سطح مقطع سیم باید با جریان، روش نصب، دمای محیط و سایر شرایط کاری سازگار باشد.
ترمینالها باید متناسب با سطح مقطع سیم و جریان مدار انتخاب شوند.
در کابلهای مختلف باید حداقل شعاع خمش توصیهشده توسط سازنده رعایت شود.
برای انتخاب تجهیزات تابلو برق باید ابتدا نیازهای سیستم مشخص شوند.
ولتاژ، تعداد فاز، فرکانس و جریان ورودی باید مشخص شود.
باید مشخص شود بار شامل چه تجهیزاتی است:
جریان هر مدار باید محاسبه یا از مشخصات تجهیزات استخراج شود.
تجهیزات حفاظتی باید بر اساس جریان، نوع بار و سطح اتصال کوتاه مورد انتظار انتخاب شوند.
در صورت وجود موتور و ماشینآلات، مدار فرمان باید متناسب با روش کنترل مورد نیاز طراحی شود.
دما، رطوبت، گردوغبار، مواد شیمیایی و فضای نصب باید در نظر گرفته شوند.
برخی اشتباهات میتوانند باعث کاهش ایمنی یا افزایش هزینههای تعمیر شوند.
قیمت پایین نباید جایگزین کیفیت و طراحی مناسب شود.
فضای داخلی باید برای نصب تجهیزات و سیمکشی کافی باشد.
کلید یا فیوز باید متناسب با بار و شرایط مدار انتخاب شود.
افزایش دما میتواند عمر تجهیزات الکتریکی را کاهش دهد.
سیمکشی نامناسب عیبیابی و تعمیرات را دشوار میکند.
اتصال زمین صحیح برای ایمنی و عملکرد برخی تجهیزات حفاظتی ضروری است.
بازرسی دورهای میتواند از بسیاری از خرابیهای ناگهانی جلوگیری کند.
مواردی که باید به صورت دورهای بررسی شوند عبارتاند از:
در پروژههای صنعتی، برنامه نگهداری باید متناسب با اهمیت و شرایط کاری تجهیزات تنظیم شود.
برخی علائم میتوانند نشاندهنده وجود مشکل در تابلو باشند:
در صورت مشاهده علائم غیرعادی، بررسی تابلو باید توسط فرد متخصص انجام شود.
قیمت یک تابلو برق به مجموعهای از عوامل وابسته است، از جمله:
به همین دلیل نمیتوان قیمت تابلو برق را صرفاً بر اساس ابعاد محفظه تعیین کرد.
هنگام خرید یا سفارش تابلو برق بهتر است موارد زیر مشخص شوند:
تابلو برق یکی از مهمترین اجزای سیستمهای الکتریکی است که وظیفه توزیع، کنترل، حفاظت و پایش انرژی الکتریکی را بر عهده دارد. عملکرد صحیح تابلو به انتخاب درست محفظه و تجهیزات داخلی و جانبی آن وابسته است.
تجهیزاتی مانند کلیدهای حفاظتی، کنتاکتور، رله، PLC، اینورتر، ترمینال، شینه، ریل DIN، داکت، گلند، فن، فیلتر، چراغ سیگنال، تجهیزات اندازهگیری و سرج ارستر هر کدام نقش مشخصی در یک تابلو برق دارند.
برای انتخاب تابلو مناسب باید عواملی مانند نوع بار، جریان، ولتاژ، شرایط محیطی، درجه حفاظت، فضای نصب، سطح اتصال کوتاه و نیازهای کنترلی در نظر گرفته شوند.
همچنین نگهداری دورهای، بررسی اتصالات، کنترل دما، تمیزکاری و بررسی تجهیزات حفاظتی میتواند به افزایش ایمنی و طول عمر تابلو برق کمک کند.
تابلو برق محفظهای برای نصب تجهیزات الکتریکی است که برای توزیع، کنترل، حفاظت و پایش سیستم برق استفاده میشود.
کلید اصلی، فیوز، MCB، MCCB، کنتاکتور، رله اضافهبار، PLC، اینورتر، ترمینال، شینه و تجهیزات اندازهگیری از تجهیزات مهم تابلو هستند.
ریل DIN، داکت، ترمینال، گلند، فن، فیلتر، هیتر، ترموستات، چراغ سیگنال، شستی، سلکتور، سرسیم و تجهیزات اتصال از تجهیزات جانبی رایج هستند.
تابلو برق میتواند برای توزیع و حفاظت انرژی طراحی شود، در حالی که تابلو کنترل بیشتر روی کنترل و اتوماسیون فرآیند یا ماشینآلات تمرکز دارد. البته در بسیاری از پروژهها این دو عملکرد میتوانند در یک تابلو ترکیب شوند.
وقتی گرمای تولیدشده توسط تجهیزات با تهویه طبیعی به اندازه کافی دفع نشود، فن و سیستم تهویه برای کنترل دمای داخل تابلو مورد استفاده قرار میگیرند.
سرج ارستر برای محدود کردن اضافهولتاژهای گذرا و کاهش احتمال آسیب به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی استفاده میشود.
نوع کاربرد، ولتاژ، جریان، نوع بار، تعداد فیدرها، تجهیزات حفاظتی و کنترلی، ابعاد، درجه حفاظت، شرایط محیطی و امکان توسعه آینده باید بررسی شوند.