تابلو برق چیست و شامل چه تجهیزاتی می‌شود؟

اولین تابلو برق چه زمانی اختراع شد؟ آیا از همان ابتدا تابلوهای برق وجود داشتند؟ در واقع خطرات ناشی از عوامل محیطی و مشکلات ناشی از نصب تجهيزات الکتريکی، شرایطی را ایجاد کرد که ضرورت افزایش ایمنی بیش از پیش احساس می‌شد و بدین ترتیب تابلو برق (Distribution board) طراحی و به بازار عرضه شد.

تابلو برق را می‌توان همان کنتور برقی دانست که در منزل وجود دارد. کنتور برق در کارخانه‌ها و کارگاه‌ها برای تامین برق کافی نیست و به همین دلیل جهت مدیریت، ارتقاء و کنترل و حفاظت از تابلو برق استفاده می‌شود. سیستم‌های برق رسانی، شبکه‌هایی بزرگ و گسترده هستند. این سیستم دربرگیرنده تمامی سیم‌ها و کابل‌های داخل و بیرون از ساختمان مسکونی، نیروگاه‌ها، کارخانجات، انواع پروژه‌های صنعتی و عمرانی و… است. سیستم‌های برق برای توزیع و انتقال علاوه ‌بر سیم‌کشی به تجهیزات مختلفی هم نیاز دارند که این تجهیزات و سیم‌کشی درون محفظه‌ای به نام تابلو برق قرار می‌گیرند. برای آشنایی بیشتر با تابلو برق، انواع آن و کاربردهای این محفظه در ادامه همراه ما باشید.

تابلو برق چیست؟

پیش از اینکه استفاده از تابلو برق رایج شود، حوادثی مثل اتصال کوتاه، باعث آسیب جانی و مالی به افراد می‌شد؛ چرا که این سیستم‌ها به‌راحتی قابل دسترس بودند و هیچ محافظی نداشتند. تابلوهای برق با توجه به کیفیت و نوع ساخت‌شان، علاوه‌ بر جلوگیری از تحمیل ضرر اقتصادی، باعث حفظ سلامتی کاربران نیز می‌شوند.

تابلو برق به محفظه‌ای گفته می‌شود که تجهیزات برقی درون آن قرار می‌گیرد. کنترل برق ساختمان یا دستگاه‌های صنعتی، وابستگی زیادی به عملکرد تجهیزات داخل تابلو دارد. در این تابلوها قطعات زیادی مثل فیوز، شینه، رله، تایمر، کنتاکتور، کلید برق و سوئیچ، ترانس، سیم و کابل و… وجود دارد که هر یک از این قطعات وظایف مخصوص به خود را انجام می‌دهند. وجود تابلوهای برق برای انتقال و توزیع ایمن انرژی الکتریکی ضروری است.

جنس این محفظه می‌تواند فلزی یا غیر فلزی باشد و در دو مدل روکار یا توکار در ساختمان‌ها و مراکز صنعتی یا تجاری نصب شود. قسمت‌های مختلف این محفظه با صفحات فلزی از یکدیگر مجزا شده‌اند تا در صورت وقوع حادثه در هر جزء، سایر قسمت‌ها در امان بمانند. هر تابلو برق دارای کلیدهای قطع و وصل جریان الکتریکی است که در مواقع لزوم عبور جریان را متوقف می‌سازند.

انواع تابلو برق از نظر سطح ولتاژ

تابلوهای برق‌ را می‌توان از نظر سطح ولتاژ به دو دسته فشار متوسط و فشار ضعیف تقسیم بندی کرد. در ادامه به معرفی این دو نوع تابلو برق خواهیم پرداخت.

1- تابلو برق فشار متوسط

این دسته از تابلوهای برق دارای جریان ولتاژ بین 1 تا 36 کیلو ولت هستند. معمولا تابلوهای فشار متوسط به شکل چند سلولی مونتاژ می‌شوند. این تابلوها تجهیزات مختلفی از جمله ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری جریان، باس بار، کلیدهای قدرت، رله، کلیدهای جداکننده زمین و… را دارند. تابلوهای برق فشار متوسط به طور کلی به 3 دسته زیر تقسیم می‌شوند:

• تابلو فشار متوسط سنتی
• تابلو فشار متوسط کشویی
• تابلو فشار متوسط کمپکت

2- تابلو برق فشار ضعیف

تابلو برق فشار ضعیف یکی از رایج‌ترین تابلوهای برق موجود در بازار است که برای ساختمان‌های مسکونی یا خانه‌های کوچک کاربرد دارد. با استفاده از این نوع تابلو برق، کیفیت تجهیزات حفظ شده و عمر آن‌ها افزایش پیدا می‌کند. علاوه بر این، تابلو برق فشار ضعیف باعث صرفه جویی در هزینه‌های شما نیز می‌شود.

روی این تابلو برق تجهیزات اندازه‌گیری، حفاظتی، کنترلی، تنظیم‌کننده، نشانگر و … قرار می‌گیرند. به این ترتیب این محفظه امکان کنترل کلیه اتصالات مکانیکی و الکتریکی ساختمان را دارد. سطح ولتاژ این دسته از تابلوها معمولاً کمتر از 1000 ولت است. تابلوهای برق فشار ضعیف به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه لیست شده‌اند:

• تابلو کنتوری
• تابلو دیماندی
• تابلو ترمینال
• تابلو چنج اور
• تابلو قدرت و توزیع
• تابلو مرکز کنترل موتور

انواع تابلو برق از نظر محل نصب

تابلوهای برق به دو روش بیرونی و درونی، قابل نصب هستند؛ در ادامه با این 2 روش نصب بیشتر آشنا خواهید شد.

1- تابلو برق بیرونی

این دسته از تابلوهای برق در محیط‌ها و فضاهای باز نصب می‌شوند، به همین خاطر باید مقاومت لازم در برابر عوامل مختلف محیطی را داشته باشند. ورقه استفاده شده در این نوع تابلوهای برق نباید کمتر از 2 میلی‌متر باشد. تابلوهای برق بیرونی معمولاً 120 سانتی‌متر ارتفاع و 40 سانتی‌متر عمق دارند. برای نصب مناسب آن‌ها، باید به نکات زیر توجه کنید:

1. برای درب تابلو قفل مناسب تهیه کنید.
2. به غیر از درب جلو تمامی درزها باید آب‌بندی شوند.
3. محفظه تابلو را روی سکویی با ارتفاع حداقل 20 سانتی‌متری قرار دهید.
4. از رنگ‌های ضدآفتاب برای تابلو استفاده کنید.

2- تابلو برق درونی

از این تابلوهای برق در محیط‌های سرپوشیده استفاده می‌شود. تابلو داخلی، وظیفه حفاظت از تجهیزات در برابر حوادث ناخواسته را دارند. تابلوهای درونی دارای ارتفاع 220، عرض 90 و عمق 60 سانتی‌متر هستند.

این دسته از تابلوهای برق به دو نوع ایستاده و دیواری تقسیم می‌شوند. در نوع ایستاده از ورقه 2 میلی‌متری استفاده می‌شود و باید اسکلت نگهدارنده پروفیل یا نبشی وجود داشته باشد. اما برای تابلو برق دیواری از ورقه‌ای به ضخامت 1.25 تا 1.50 میلی‌متر استفاده می‌شود.

انواع تابلو برق از نظر عملکرد

تابلوهای برق از نظر نحوه عملکرد به دو دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه با انواع آن‌ها آشنا خواهید شد.

1. تابلوهای برق توزیع: این تابلوهای برق که در ابعاد مختلفی ساخته می‌شوند، انرژی الکتریکی را جمع‌آوری و توزیع می‌کنند. تابلوهای توزیع دارای ورودی شبکه برق سراسری و خروجی مصرف‌کننده هستند. این دسته از تابلوها با ترمینال به خروجی و ورودی متصل می‌شود. تابلوهای توزیع وظیفه تقسیم بندی و انتقال جریان برق ورودی را برعهده دارند. از این نوع تابلوهای برق به عنوان منبع تغذیه دستگاه‌ها و تابلوهای دیگر یاد می‌کنند.
2. تابلوهای برق کنترل: این نوع تابلوها دارای تجهیزات متنوع برای سنجش وضعیت سیستم هستند. بعد از سنجیدن و نمایش وضعیت سیستم، تنظیمات اعمال‌شده توسط کاربر را انتقال می‌دهند.

انواع تابلو برق از نظر ساختاری

تابلوهای برق از نظر نوع ساخت و مواد به کار رفته در آن‌ها، به دو دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه به معرفی هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

1. تابلوهای متال انکلوزد: محفظه این تابلوها از جنس فلز بوده و در آن تمام تجهیزات الکتریکی لازم، مثل دستگاه‌های اندازه‌گیری، ترانس ولتاژ و جریان، انواع کلیدها، شینه‌ها و… وجود دارند.
2. تابلوهای متال کلد: این نوع تابلوهای برق نوعی از تابلوهای متال انکلوزد محسوب می‌شوند، با این تفاوت که محفظه‌های آن‌ها از یکدیگر جدا شده‌اند تا از انتقال خطاهای انسانی جلوگیری شود. در این نوع تابلوها اگر خطایی در محفظه‌ای اتفاق بیفتد، محفظه‌های دیگر با مشکلی مواجه نمی‌شوند.

بررسی کامل تجهیزات روی تابلو برق

قطعات و تجهیزات زیادی در تابلو برق وجود دارد که این تجهیزات بسته به کاربرد تابلوهای برق متفاوت هستند. در ادامه به برخی از پرکاربردترین تجهیزات روی انواع تابلو برق اشاره کرده‌ایم.

• فیوز: وسیله‌ای است که وظیفه محافظت از مدار در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه را دارد. با افزایش جریان در مدار، فیوز می‌سوزد و باعث قطع جریان الکتریکی می‌شود و این کار از آسیب به بقیه تجهیزات جلوگیری می‌کند.
• بیمتال: وظیفه این دستگاه قطع جریان برق در صورت افزایش دما است. زمانی که دما بیش از اندازه افزایش پیدا می‌کند، بیمتال جریان را قطع می‌کند. بیمتال‌ها از موتورهای 3 فاز در برابر گرم شدن بیش از حد، محافظت می‌کنند.
• کلید مینیاتوری: این کلید مانند فیوز عمل می‌کند و وظیفه آن قطع کردن جریان برق در مواقع اتصال کوتاه و اضافه بار است. البته کلید مینیاتوری بعد از قطع جریان نمی‌سوزد و دوباره به سیستم برمی‌گردد.

• کلید حرارتی: این نوع کلیدها در تابلو برق وظیفه محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر عدم تعادل فاز، اضافه بار و… را دارند.
• کنتاکتور: این دستگاه شباهت بسیار زیادی با رله دارد و از آن برای کلیدزنی در مدار استفاده می‌شود.
• کلید نشتی جریان: این کلید که به نام محافظ جان نیز شناخته می‌شود، وظیفه محافظت از انسان در برابر شوک الکتریکی یا برق‌گرفتگی را دارد. بعد از ایجاد نشتی در جریان، کلید محافظ جان وارد عمل شده و مدار را قطع می‌کند، به این ترتیب از مدار هم در برابر آسیب‌ها جلوگیری می‌شود.
• چراغ سیگنال: به چراغ‌هایی گفته می‌شود که خاموش یا روشن بودن بخش‌های مختلف تابلو را نشان می‌دهند.
• تایمر: وظیفه این قطعه از تابلو برق، زمانبندی و مدیریت زمان برای ارسال سیگنال در مواقع مناسب است.
• PLC: یک سامانه کنترلی است که وظیفه کنترل و نظارت بر سیستم را دارد. این سامانه پیشرفته که قابل برنامه ریزی است، شرایط عملکرد تجهیزات را بررسی می‌کند. PLC طبق برنامه‌ریزی انجام شده در برابر قطع و وصل شدن دستگاه واکنشی مناسب نشان می‌دهد.
• داکت کابل: این داکت‌ها پوشش‌هایی برای محافظت از سیم‌کشی تجهیزات داخل تابلو هستند و علاوه‌بر حفظ ایمنی، ظاهر زیباتری هم به تابلو می‌بخشند.
• سوئیچ الکتریکی: با استفاده از این سوئیچ، می‌توان به صورت دستی جریان برق را قطع یا وصل کرد.

تفاوت تابلو برق صنعتی و خانگی چیست؟

ساختار تابلو برق صنعتی و مسکونی

تابلوهای برق صنعتی باید میزان جریان بیشتری را در مقایسه با نمونه‌های خانگی تحمل کنند، به همین خاطر دارای تجهیزات قدرتمندتر و پیچیده‌تری هستند. در تابلوهای برق صنعتی معمولاً تعداد زیادی سوئیچ، قطع کننده مدار و فیوز وجود دارد که با استفاده از آن‌ها می‌توان تجهیزات برقی را کنترل و امکان حفاظت از آن‌ها را فراهم کرد. اما تجهیزات تابلوهای برق خانگی بسیار ساده‌تر هستند و با استفاده از قطع کننده‌های مدار، می‌توانند از وسایل برقی محافظت کنند.

کلیدهای تابلو برق صنعتی و خانگی

کلیدهای تابلو برق یکی از موارد مهم در تعیین عملکرد این محفظه هستند و به عنوان اصلی‌ترین تفاوت تابلو برق صنعتی و خانگی هم شناخته می‌شوند. قطع کننده‌هایی که در تابلوهای صنعتی استفاده می‌شوند، از نوع قالبی یا عایق بندی شده هستند که بر اساس استانداردهای NEMA و UL-891 ساخته شده‌اند. اما در تابلوهای برق خانگی از قطع کننده‌های LV یا فشار ضعیف استفاده می‌شود که بر اساس استاندارد NEMA SG-3 و ANSI C37.20.1  توسعه داده شده‌اند.

ولتاژ قابل تحمل متفاوت

یک تفاوت دیگر تابلو برق صنعتی و خانگی این است که هر کدام می‌توانند سطح ولتاژ متفاوتی را تحمل کنند. تابلوهای برق صنعتی، می‌توانند تا ولتاژهای بسیار بالا در حدود 350 کیلو ولت را هم تحمل کنند؛ این در حالی است که تابلوهای برق خانگی در بهترین حالت، تنها تا ولتاژ 600 ولت را مدیریت خواهند کرد.

اندازه تابلو برق صنعتی و خانگی

تابلوهای برق خانگی کوچک‌تر از مدل‌های صنعتی هستند و نیاز به فضای کمتری برای نصب دارند. علت کوچک‌تر بودن سایز تابلو برق خانگی این است که تنها نیاز به دسترسی از جلو دارند؛ اما در تابلوهای برق صنعتی باید امکان دسترسی از جلو و پشت فراهم شود و به همین دلیل فضای بیشتری اشغال می‌کنند.

کاربرد متفاوت تابلو برق صنعتی و خانگی

یکی دیگر از تفاوت‌های تابلو برق صنعتی با خانگی در کاربرد هر یک آن‌ها است. به طور معمول تابلوهای برق صنعتی برای راه اندازی ترانسفورماتورها، ژنراتورها، خطوط انتقال، موتورها و شبکه‌های برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از ساخت تابلوهای صنعتی، تامین و کنترل توان و محافظت از تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی است. این تابلوها می‌توانند در زمان شناسایی شرایط خطا، منبع تغذیه را قطع کنند. اما هدف اصلی تابلوهای برق خانگی، توزیع برق میان تجهیزات است و می‌توانند از اتصال کوتاه یا ورود جریان بیش از حد جلوگیری کنند.

تفاوت در اجزای سازنده

تابلوهای برق خانگی از فیوزهایی تشکیل شده‌اند که جریان برق را در صورت نیاز قطع می‌کنند. علاوه بر این، یک سری اجزای کنترلی مانند رله‌های حفاظتی و ترانسفورماتورهای جریان در آن‌ها وجود دارد که بر روی انتقال نیرو نظارت می‌کنند. اما تابلوهای برق صنعتی دارای تجهیزات کنترلی پیشرفته‌تری هستند که می‌توانند چندین منبع برق متصل را کنترل کنند و از فرکانس سنج‌ها ساخته شده‌اند.

تفاوت در قیمت تابلو برق صنعتی و خانگی

یکی از تفاوت‌های بسیار مهم تابلوهای برق خانگی و صنعتی، قیمت ساخت آن‌ها است. از آنجایی که تابلوهای صنعتی با جریان و ولتاژ بالاتری سر و کار دارند، باید از تجهیزات قوی‌تری هم در آن‌ها استفاده شود که بتواند این جریان را به طور موثری توزیع کند. به همین دلیل قیمت ساخت تابلوهای برق صنعتی بیشتر از تابلوهای خانگی است.

بررسی کاربرد تابلو برق

در تابلوهای برق بزرگ به جای سیم‌کشی داخلی از شینه یا شمش استفاده می‌کنند، چرا که در این تابلوها جریان مصرف‌کننده بسیار زیاد است و شینه‌ها بدون افت ولتاژ جریان بسیار قوی برق را از خود عبور می‌دهند. در حالت طور کلی تابلوهای برق برای استفاده در مکان‌های زیر کاربرد دارند:

• ساختمان‌های مسکونی
• مجتمع‌های تجاری
• بیمارستان
• فرودگاه
• کارگاه‌های صنعتی
• کارخانجات

نتیجه‌گیری

استفاده از تابلوهای برق هم از نظر صرفه جویی اقتصادی و هم از نظر کاهش خطرات احتمالی موثر است. موادی که در بدنه این محفظه‌ها استفاده می‌شود، باعث استحکام و دوام آن‌ها در برابر ضربه و فشار می‌شود. این تابلوها دارای دسته‌بندی‌های مختلفی هستند و درون محفظه آن‌ها تجهیزات زیادی وجود دارد.

تابلوهای برق برای ساختمان‌های مسکونی، بیمارستان‌ها، فرودگاه، کارخانه‌ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرند. تجهیزات داخلی تابلو‌های برق، توزیع و انتقال انرژی الکتریکی به مجموعه را برعهده دارند. در واقع وجود تابلوهای برق صنعتی و خانگی برای توزیع ایمن و مناسب برق لازم و ضروری است.