تابلو برق صنعتی چیست؟ | بررسی کامل انواع و لیست تجهیزات

تابلو برق صنعتی نقش مهمی در صنایع تولیدی و کارخانه‌ها دارد و موجب ایمنی در محیط کار می‌شود. این تابلو برق در پالایشگاه‌ها، ایستگاه‌های مبدل، کارخانه‌های صنعتی و ایستگاه‌های برق کاربرد دارد. برای آشنایی بیشتر با اجزای تابلو برق صنعتی، انواع تابلو برق و طراحی آن در ادامه این مقاله از فنی مگ با ما همراه باشید.

تابلو برق صنعتی چیست؟

تابلوهای برق صنعتی به‌صورت محفظه‌هایی هستند که درون آن‌ها قطعات و تجهیزات کنترل برق نصب می‌شود. این محفظه در برابر عوامل محیطی از تجهیزات و قطعات خود محافظت کرده و مانع برق‌گرفتگی افراد نیز می‌شود. در داخل محفظه تابلوی برق صنعتی تجهیزات الکتریکی یا الکترونیکی مانند سوئیچ‌ها، دستگیره‌ها و نمایشگرها به‌صورت منظم در ردیف‌های عایق‌بندی‌شده قرار می‌گیرند؛ بنابراین اپراتور به‌آسانی می‌تواند آن‌ها را کنترل، ، عیب‌یابی، تعمیر و تعویض کنید. از انواع تابلوهای برق صنعتی می‌توان به تابلو برق روکار، توکار، سلول، پیانویی، تابلو استیل، تابلو ریتال و… اشاره کرد.

کاربرد تابلو برق صنعتی چیست؟

• نظارت: نمایشگرهایی که درون تابلو برق صنعتی قرار دارند می‌توانند در هر لحظه میزان جریان، ولتاژ، فرکانس و… را برای نظارت بر آنها به نمایش بگذارد.
• محافظت: مسئله وجود خطر با وسایل الکترونیک همیشه نگرانی مهندسین برق بوده است که برای کاهش این خطر از تابلوهای برق و دستگاه‌هایی که درون آن تعبیه شده تا جریان برق را سریعاً قطع کنند، استفاده می ‌شود.
• کنترل: کنترل مواردی چون شدت جریان، ولتاژ و فرکانس در برخی دستگاه‌های الکترونیک شرایط خاصی دارد که برای حل این مسئله مجدداً می‌توان از تابلو برق صنعتی استفاده کرد.

قطعات تابلو برق صنعتی

1- کلیدهای قدرت یا اتوماتیک (MCCB)

کلیدهای قدرت وسیله‌ای است جهت قطع و وصل مکانیکی در شرایط نرمال (عبور و قطع جریان تحت شرایط نرمال مدار) و همچنین برای شرایط ویژه غیرنرمال مدار (نظیر اتصال کوتاه) استفاده می‌شود.

2- کلید مینیاتوری (MCB)

عملکرد کلیدهای مینیاتوری به‌صورت خودکار و از دو نوع مغناطیسی (برای اتصال کوتاه) و بی متالی (برای جریان اضافی) است. MCBها هم مانند MCCBها مدار را در شرایط غیرنرمال (اتصال کوتاه و اضافه جریان) محافظت می‌کنند، این کلیدها به علت امنیت و کنترل بهتر نسبت به فیوزها محبوب‌تر هستند. 

3- کلیدهای جداکننده

این کلیدها وسیله قطع و وصل مکانیکی است که در وضعیت باز، قادر به جداکردن مدار، بر حسب نیاز تعریف شده است. این فاصله‌های ایجاد شده بین دو کنتاک است. این قطعه در شرایطی می‌تواند عمل قطع و وصل را انجام دهد که جریان در حال عبور بسیار ناچیز باشد و همچنین باید به این موردتوجه داشت که در موارد قوس الکتریکی هیچ تدبیری برای خاموش‌کنندگی قوس در نظر گرفته نشده است پس با این اوصاف از آن برای قطع و وصل کردن مدار یا ماشین روشن و در حال کارکردن نمی‌توان به‌هیچ‌عنوان استفاده کرد.

4- کنتاکتور

این وسیله یک قطعه کلیدزنی الکتریکی است که کار قطع و وصل مکانیکی مدار را انجام می‌دهد. کنتاکتور ساختاری به‌هم‌پیوسته و بسیار شبیه به رله‌ها دارد؛ اما باید این را در نظر گرفت که کنتاکتورها برای دستگاه‌هایی که با ولتاژ بالا کار می‌کنند مناسب هستند.

5- کلید محافظ جان

یکی از انواع کلیدهای محافظ جان MCCB است که برای امور حفاظتی اشخاص ساخته شده است و در سیستم‌های برقی استفاده می‌شود.

6- کلیدهای حرارتی MPCB

این کلیدها در دسته‌کلیدهای محافظتی قرار می‌گیرند و عملکرد آنها به گونه است که مدار قدرت را به‌صورت مستقیم قطع می‌کند. کلید حرارتی ترکیبی از بی متال و MCB است که می‌تواند موتور را در برابر اتصال کوتاه و اضافه‌بار محافظت کند و با تنظیم درجه جریان می‌توان آن را برای محافظت از هر موتوری بکار گرفت.

7- پوش باتن

پوش باتن با یک نیرو خارجی می‌تواند جریان برق را قطع و وصل کند. پوش باتن‌ها یکی از مهم‌ترین قطعات در تابلو برق صنعتی بشمار می‌روند که در سه نوع استاپ، استارت و استاپ/ استارت دوبل ساخته می‌شود.

8- بی متال

از بی متال برای محافظت از موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود. بی متال یا رله حرارتی را یک قطعه محافظتی می‌دانند، زیرا بی متال در زمان افزایش حرارت با حفاظت از موتور الکتریکی آن را از آسیب حفظ می‌کند.

9- کلید اتوماتیک هوایی

از وظایف این کلید فشارقوی می‌توان به حفاظت از شبکه، قطع و وصل کردن خط، اندازه‌گیری‌کردن پارامترهای شبکه، ثبت رویدادهای مهم مثل خطاها آلارم‌ها و… اشاره کرد.

10- رله کنترل فاز

رله کنترل فاز از الکتروموتورها حفاظت می‌کند. به‌طورکلی این قطعه در شرایط خاصی مانند شوک‌های ناشی از قطع یا وصل‌شدن‌های متوالی، کنترل فاز وارد عمل شده و مدار فرمان را قطع می‌کند.

11- تایمر یا رله زمانی

وظیفه رله‌های زمانی کنترل جریان است که در بر اساس نحوه عملکرد به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که می‌توان به تایمر هیدرولیک، تایمر الکترونیکی، رله بی متال، رله زمانی الکترومکانیکی، رله نیوماتیکی اشاره کرد.

12- PLC

پی‌ال‌سی ها کنترل‌کننده‌های منطقی هستند و تابلو برق‌ها یک محفظه از تجهیزات جهت توزیع برق محسوب می‌شوند. این وسیله که برای فرمان خودکار بخش‌های مدار به کار می‌رود در تابلو برق صنعتی نصب می‌شود.

13- سافت استارتر

از این تجهیز تابلو برق زمانی استفاده می‌شود که نمی‌توان قطعاتی مانند موتورهای الکتریکی که جریان راه‌اندازی بالایی دارند را مستقیماً راه‌اندازی کرد، چون این کار می‌تواند به موتور آسیب برساند در این مواقع از سافت استارترها یا راه‌اندازها استفاده می‌شود.

14- سنسورها

به علت پیچیده‌شدن و سرعت گرفتن امور صنعتی، سنسورها می‌توانند راه‌گشا و تسریع کننده کارها باشند. وظیفه سنسورها به طور معمول جمع‌آوری اطلاعات برای سیستم‌های دیگر نظیر سیستم‌های اندازه‌گیری و کنترل (پی ال سی) است. 

15- فیوز تابلو برق صنعتی

وسیله‌ای است که هنگام افزایش جریان از مقدار داده شده، با ذوب‌شدن یک یا چند المان خاص مدار را باز می‌کند که این المان‌ها به طور خاصی طراحی و ساخته شده‌اند. فیوزها انواع مختلفی دارند و بر اساس فاکتورهایی مثل نوع ساختمان قطع‌کننده و مقدار ولتاژ تقسیم‌بندی می‌شوند. فیوز نوعی رله محسوب می‌شود که کار آن محافظت در برابر جریان اضافی و اتصال کوتاه است.

16- رله تابلو برق صنعتی

وسیله‌ای است که به‌صورت مکانیکی یا الکتریکی به وسایل کلیدزنی متصل شده و با آزادکردن ضامن نگهدارنده یا دادن فرمان الکتریکی اجازه باز یا بسته‌شدن به کلید را می‌دهد. رله‌ها قابل‌برنامه‌ریزی هستند و باتوجه‌به خطاها و مشکلات داخل مدار، فرمان قطع یا وصل را صادر می‌کند.

17- شینه تابلو برق صنعتی

شینه یا باس‌بار برای اتصال تجهیزات ولتاژ بالا به تجهیزات ولتاژ پایین در مخازن باتری استفاده می‌شود که به‌جای کابل می‌توان از آن استفاده کرد و دارای دو نوع شینه ارت و نول است.

18- مقره تابلو برق

از مقره‌ها برای مهارکردن قسمت‌های مختلف وسایل هادی درون تابلو استفاده می‌شود که البته اکثریت مقره را نوعی نگه دارنده شینه برای اتصال به بدنه تابلو می‌دانند، مقره‌ها معمولاً یا از جنس چینی یا پلاستیک هستند.

19- ترمینال

به‌منظور ارتباط تجهیزات داخلی و خارجی مورداستفاده قرار می‌گیرند. ترمینال‌ها دارای سه نوع شاخه‌ای، ریلی و پیچی هستند.

1. شاخه‌ای: انشعاب از سیم‌ها در مکان‌های مختلف
2. ریلی: برای انشعاب گیری داخل تابلو
3. پیچی: جهت اتصال چند سیم به یکدیگر با سرعت و نصب آسان

20- کلید زمین

در واقع کار ارتینگ یا زمین کردن به جهت حفظ جان کارکنان که با تجهیزات الکتریکی در تماس هستند، انجام می‌شود. عمل ارتینگ توسط کلید زمین و به‌صورت اتصال قطعه‌های فلزی دستگاه الکتریکی به زمین انجام می‌شود با این کار اگر هرگونه نشتی جریان در قطعات وجود داشته باشد به زمین منتقل می شود. این کلید، جریان را تحت شرایط نرمال مدار از خود عبور نمی‌دهد.

21- ترانس

برای بررسی و نگهداری شبکه‌های توزیع برق نیاز است پارامترهای مهمی را به‌صورت پیوسته و مداوم اندازه‌گیری کنید که این کار با کمک ترانس‌ها انجام می‌شوند، ترانس‌ها در تابلو برق‌ها به‌منظور تنظیم ولتاژ، جریان و توان استفاده می‌شوند. دو نوع ترانس جهت اندازه‌گیری و کنترل استفاده می‌شوند که عبارت‌اند از: ترانس CT (جریان)، ترانس PT (ولتاژ) که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.

1. ترانسفورماتور جریان (CT): ترانس‌های CT که به آنها ترانسفورماتورهای جریان نیز می‌گویند برای اندازه‌گیری و محافظت، با استفاده از سیگنال جریان کوچک، بکار گرفته می‌شوند که طرز کار آنها به این‌گونه است که جریان‌هایی با دامنه زیاد به جریان‌های بسیار کوچک تبدیل می‌کند تا برای رله‌ها و دیگر تجهیزات مناسب باشد.
2. ترانسفورماتور ولتاژ (PT): این ترانس نیز جهت کاهش ولتاژ با دامنه زیاد به ولتاژهایی که به‌راحتی با دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار ضعیف قابل‌اندازه‌گیری است، به کار می‌روند، همچنین برای ایزولاسیون بین ولتاژ بالای شبکه قدرت و دیگر قطعات وصل شده به ثانویه استفاده می‌شود.

آشنایی با طراحی تابلوهای صنعتی

برای طراحی یک تابلو برق صنعتی در حالت کلی مراحل زیر اجرا خواهد شد:

1. طراحی اولیه قطعات تابلو
2. تهیه تجهیزات الکتریکی موردنیاز برای اجرای تابلو
3. انتخاب تابلو با سایز مناسب
4. طراحی سیستم خنک‌کننده و کولینگ
5. برش‌کاری و انجام برش‌کاری و سوراخکاری
6. سینی گذاری و قراردادن جانمایی قطعات روی تابلو

طراحی اولیه به‌صورت دستی برای پیاده‌سازی ایده اولیه اجرای تابلو نظیر مشخص‌کردن محل قرارگیری PLC، سیستم توزیع برق، کنترل فاز و ترمینال‌ها و موارد دیگر. برای تابلو‌های صنعتی با تجهیزات پیچیده‌تر طراحی از طریق نرم‌افزارهای کامپیوتری انجام می‌شود. باتوجه‌به پیشرفت تکنولوژی و به‌روزشدن تجهیزات و لزوم استانداردسازی طرح‌ها، طراحی تابلو برق به‌صورت سنتی تقریباً منسوخ‌شده و طراحی نقشه‌های الکتریکی و مکانیکی از طریق نرم‌افزار‌های طراحی تابلو برق انجام می‌شود. از نرم‌افزار‌های طراحی تابلو برق  می‌توان به Eplan، Autocad Electrical، SolidWork Elictrical اشاره کرد. برای طراحی‌های سبک نیز می‌توانید از نرم‌افزار CADe_SIMU استفاده کنید.

سیم خنک کننده در تابلو برق‌ها، علاوه بر کاهش نرخ خرابی و هزینه‌های خرید و به بهبود راندمان عملکرد سیستم تابلو و تجهیزات الکتریکی به‌کاررفته در آن کمک شایانی خواهد کرد.

نکات مهم در نصب و راه اندازی تابلو صنعتی

توجه به نکات نصب تابلو برق، کمک می‌کند تا در مرحله راه‌اندازی و سپس در روند کارکرد این بخش مهم از سیستم الکتریکی، اختلالی ایجاد نشود. البته این نکات کافی نیستند و نگهداری تابلو برق و قطعات درون آن هم اهمیت زیادی دارند. به چند مورد از نکات قابل‌توجه اشاره میکنیم:

• توجه کنید که محل نصب تابلو برق صنعتی، باید محل مناسبی باشد که حداقل آسیب به تابلو برق وارد شود. آسیب‌هایی از جمله زنگ‌زدگی یا گرد گرفتن، می‌توانند باعث ایجاد مشکل برای تابلو برق شوند.
• در زمینه محافظت از تابلو برق در برابر آسیب‌ها، حتماً توجه کنید که اتاقک تابلو برق طوری طراحی و اجرا شود که در معرض آب نباشد و همچنین در زمان سیلاب، امنیت کافی را داشته باشد.
• یک فاصله حداقلی به میزان ۷۰ سانتی‌متر باید بین دو تابلو برق و همچنین بین تابلو برق و دیوار در نظر گرفته شود. توجه کنید که در مقابل تابلو برق صنعتی، باید فضایی برای باز شدن درب تابلو در نظر بگیرید. درب تابلو برق باید به طور کامل و با زاویه باز شود و مانعی وجود نداشته باشد.

استانداردهای تابلو برق صنعتی

استاندارد در هر کاری برای این تعریف می‌شود که بتوان از صدمات ناشی از قطعات یا طراحی‌های غیراصولی جلوگیری کرد و راندمان کاری را بالا برد. استانداردهای تابلو برق توسط مراجع بین‌المللی انجام می‌شود این مراجع عبارت‌اند از IEC ،IEEE و ANSI که به بررسی استانداردهای آن می‌پردازیم:

1. باید دسترسی به تمام قطعات از سمت جلو تابلو امکان‌پذیر باشد.
2. لوازم و قطعات تابلو برق توسط کارفرما و متخصص نصب تابلو برق تأیید شود.
3. تمامی تجهیزات باید به‌درستی و بافاصله مناسب نصب شده و تقسیم‌بندی آنها باید اصولی باشد.
4. درنظرگرفتن فضای خالی در طراحی تابلو برای توسعه آن حائز اهمیت است، زیرا سوراخ‌کردن یا برش بدنه برای ایجاد فضا بیشتر با استانداردهای تعریف شده مغایرت دارد.
5. قبل از مونتاژ تابلو بیرون و داخل بدنه باید به‌صورت کامل فسفاته و چربی‌زدایی شود.
6. باید قفل‌های شبیه به هم برای درب‌های تابلوها در نظر گرفت و همچنین لولای درها باید گالوانیزه یا استیل باشند.
7. باید برای ‌بخش‌هایی که برق دارند یا بخش‌هایی که قوس الکتریکی ایجاد می‌کنند، فکری کرد تا تمامی افرادی که در آن بخش مشغول به کار هستند از آنها دورمانده و دسترسی مستقیم و بدون حفاظ نداشته باشند.
8. از لحاظ فنی و زیبایی ظاهری باید ابعاد تابلو برق تناسب داشته باشند.
9. متناسب با محل نصب باید تابلو برق مناسب خریداری شود؛ به‌طوری‌که تابلوهایی که برای محیط بیرون انتخاب می‌شوند باید از درجه حفاظت بالایی برخوردار باشند تا در برابر عوامل جوی مقاوم باشند.
10. برای نصب قطعات داخلی تابلو برق مثل مدارهای فرمان و چراغ‌های سیگنال حتماً باید از فیوز محافظ استفاده شود.
11. برای اتصال کابل‌های ورودی و خروجی باید ریل‌گذاری صورت گیرد.
12. دقت کنید که تابلوهای برق دارای پلاک شناسایی باشند.
13. عرضه تابلوهای برق سلولی ایستاده به طور جداگانه انجام می‌شود که در محل نصب باید به هم پیچ شوند.
14. نقشه تابلو برق بدون تغییر و دستکاری پیاده‌سازی شود.