تابلوهای برق

تابلو برق یک محفظه برای نصب و سیم بندی تجهیزات الکتریکی یا الکترونیکی است که کلیدها و قطعات کنترلی و حفاظتی و لوازم نمایشگر (ولتاژ، جریان، فرکانس، توان، کسینوس فی و ...) روی آن نصب می‌شوند. همچنین تابلوهای برق جهت جلوگیری از وارد شدن شوک الکتریکی به کاربرانِ تجهیزات و حفاظت تجهیزات در برابر عوامل محیطی استفاده می‌شوند.

استانداردها :

بین المللی

در کشورهای عضو کمیسیون الکتروتکنیکی بین‌المللی، استانداردIEC 60529  برای طبقه‌بندی درجه حفاظت تابلوها در برابر عوامل خارجی از (کدهای IP) استفاده می‌شود.

آمریکا

در آمریکا انجمن ملی تولیدکنندگان برقی استانداردهای کلاس‌های مختلف تابلوهای برق را منتشر می‌کند. این استانداردها مقاومت به خوردگی، میزان حفاظت در برابر بارندگی و فرورفتن در زیر آب را نیز پوشش می‌دهند.

وظایف انواع تابلوها عبارتند از:
1. کنترل دستی یا اتوماتیک یک فرایند صنعتی
2. توزیع برق بین تجهیزات
3. اصلاح ضریب توان

تابلوهای برق انواع مختلفی دارند: فشار متوسط، فشار ضعیف، کنترل، روشنایی

انواع تابلو برق از نظر ولتاژ

تابلوهای برق از نظر ولتاژ به دو دسته LV و MV تقسیم می‌شوند. تابلوهای LV در سطح زیر ۱۰۰۰ ولت و تابلوهای MV از ۱۰۰۰ تا ۳۶۰۰۰ ولت ساخته می‌شوند.

تابلوهای فشار متوسط

تابلوهای فشار متوسط در سطح ولتاژ بین ۱۰۰۰ ولت تا ۳۶۰۰۰ ولت  قرار دارند. اجزای اصلی یک تابلو فشار متوسط شامل بدنه، کلید (دژنکتور) و یا کنتاکتور فشار متوسط، رله، باسبار، ترانسفورماتور ولتاژ و جریان، لوازم اندازه گیری و تجهیزات کنترلی می باشد. این نوع تابلو برق ها به دو دسته زیر طبقه بندی می شوند:

1. تابلوهای فشار متوسط کشویی (Withdrawable)
2. تابلوهای فشار متوسط ثابت(Fix)

تابلوهای فشار متوسط کشویی

اغلب در شبكه هاي توزيع و صنايع اصلي مانند پست هاي 6 تا 36 كيلو ولت در صنايع پتروشيمي ، فولاد ، سيمان ، نفت و گاز ، كه قطعي برق بايد به حداقل برسد و امكان جا به جايي و تغيير فيدرها بدون قطع برق اصلي و در هر زمان ميسر باشد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. حفاظت هاي ثانويه نصب شده روي اين تابلوها اطمينان و كارايي بالا را در زمان ايجاد خطا (Fault) به مصرف كننده مي‌دهد.

تابلوهای فشار متوسط ثابت

اغلب در شبكه هاي توزيع و مشتركين خصوصي مورد استفاده قرار مي گيرد و كلاً متشكل از فيدرهاي سكسيونر قابل قطع زير بار ، دژنكتور ، سكسيونر فيوز و اندازه گيري مي باشند و معمولا از چهار يا پنج تيپ سلول تجاوز نمي كنند .

از مزاياى اين تيپ تابلو مى توان به موارد زير اشاره كرد:

• كوچك بودن ابعاد تابلوها درنتيجه كاهش ابعاد پست
• سهولت در حمل و نقل و نصب تابلو به علت ابعاد و وزن كم
• حداكثر ايمنی برای اپراتور در حين كار
• حفاظت در مقابل تماس با قسمتهاي برق دار
• وجود محفظه خروج گاز در صورت انفجار
• وجود محفظه جدا براي مدارات فرمان
• اسكلت مقاوم در مقابل جرقه هاي داخلي
• عدم نياز به نگهداری و تعميرات در دوره های كوتاه مدت
• سيستم ارت يكپارچه به علت گالوانيزه بودن اسكلت
• قابليت توسعه
• امكان نصب سيستم اتوماسيون و انتقال فرمان
• امكان نصب اينترلاكهای مكانيكی و الكتريكی
• قابليت نصب انواع ترانس هاي ولتاژ و جريان

تابلوهای فشار ضعیف

تابلوهای فشار ضعیف باید از موادی ساخته شوند که در برابر تنش های مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و رطوبتی مقاوم باشد. دستگاه ها و مدارهای داخل تابلوها باید طوری ترتیب داده شوند که از نظر بهره برداری و نگهداری آن ها تسهیلات کافی وجود داشته باشد و در عین حال درجه حفاظت لازم نیز تضمین گردد. ولتاژ تابلو برق های فشار ضعیف کمتر از 1000 ولت می باشد.

تابلو فرمان موتوری (MCC)

انواع تابلوهای برق فشار ضعیف از نظر کارکرد

تابلوهای برق فشار ضعیف از نظر کاربرد را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

• تابلوهای فرمان موتوری که جهت کنترل موتورهای سه فاز ساخته می‌شوند.
• تابلوهای توزیع صنعتی که جهت توزیع جریان در یک واحد صنعتی استفاده می‌شوند.
• تابلوهای بانک خازنی که جهت اصلاح ضریب توان یک کارگاه ساخته می‌شوند.
• تابلوهای توزیع مسکونی که برای توزیع جریان در یک واحد مسکونی ساخته می‌شوند.
• تابلوهای کنترل صنعتی یا تابلوهای PLC که جهت کنترل اتوماتیک فرایندهای صنعتی کاربرد دارند.
• تابلوهای مارشالینگ که ارتباط بین تابلوهای برق و سیستم کنترل مرکزی (DCS) را فراهم می‌کنند.

تابلو برق داخل ساختمان

تابلوهای برق داخل ساختمان را به سه دسته تابلوی تقسیم واحد (جعبه فیوزها)، تابلوی عمومی (مشاعات) و تابلوی اصلی (تابلوی کنتور) تقسیم می‌کنند.

تابلوی تقسیم واحد

برای تغذیه مدارهای روشنایی و پریزهای هر واحد مسکونی از این تابلو استفاده می‌شود. این تابلوها جایگزین جعبه‌های تقسیم پراکنده در ساختمان‌های قدیمی شده‌اند. در این روش سیم‌کشی، سامانه‌های جریان‌ضعیف، تغذیه روشنایی و پریزهای برق کاملاً از هم مجزا هستند و مزیت آن این است که در صورت بروز اتصالی یا خطا در بخشی از ساختمان، تنها همان بخش از مدار خارج می‌شود. این تابلوها معمولاً در ورودی ساختمان یا آشپزخانه نصب می‌شوند. در نقشه ها این تابلو را با نماد DP نمایش می‌دهند.

تابلوی عمومی

تابلوی عمومی به تابلویی گفته می‌شود که برق مکان‌های عمومی یک ساختمان که همه ساکنان به آن دسترسی دارند (مانند راه‌پله، پارکینگ، بام و حیاط) را فراهم می‌کند. این تابلو که باید برای همه در دسترس باشد معمولاً در پیلوت نصب می‌شود. در نقشه‌ها این تابلو را با GP نمایش می‌دهند. سیستم‌های آنتن مرکزی، آیفون، اعلام حریق، موتورخانه و آسانسور نیز از این تابلو تغذیه می‌شوند.

تابلوی کنتور

تابلوی اصلی یا تابلوی کنتور تابلویی است که در ورودی ساختمان قرار می‌گیرد و برق تمامی واحدها و فضاهای مشترک را تأمین می‌کند. این تابلو را در نقشه‌ها با MDP نمایش می‌دهند. کابل اصلی معمولاً از سمت پایین وارد کلید فیوز این تابلو که از نوع قابل قطع زیر بار است، می‌شود.

قسمت‌های تابلو برق ساختمان

می‌توان تابلو برق اصلی  ساختمان را به سه قسمت کلی تقسیم کرد:

• قسمت ورودی
• قسمت کنتورها
• قسمت خروجی

به طور کلی تابلوهای برق فشار ضعیف به دو دسته تقسیم می شوند:

تابلو  فرمان الکتریکی فشار ضعیف

این تابلو ها همان مدار های راه اندازی موتور های الکتریکی به وسیله ی کنتاکتور  یا یک جعبه فیوز بزرگ می باشند؛ که برای تغییر حالت قطع و وصل موتور های الکتریکی از آنها استفاده می شود. در هنگام طراحی تابلو برق فشار ضعیف از عناصری مانند استارت و استپ ها، لامپ های سیگنال، کلید ها و دستگاه های اندازه گیری به عنوان عناصر خارجی در تابلو های برق فشار ضعیف استفاده می شود. درون تابلو های برق فشار ضعیف ترمینال هایی وجود دارندکه رابط عناصر داخلی تابلو و مصرف کننده ها مانند الکتروموتورها و سایر تجهیزات الکتریکی هستند .

آرایش داخلی سیم ها در تابلو برق فشار ضعیف معمولاً به دو صورت انجام می گیرد: 

1. استفاده از سیم های مفتولی و فرم دادن سیم داخل تابلو به وسیله دست (این روش کم کم منسوخ شده است .)
2. استفاده از کانال های تابلویی. این کانال ها که یک محفطه مستطیل پلاستیکی درب دار است و سیم های برق در این کانال ها قرار گرفته و در انتها درب کانال بسته می شوند.

تابلو توزیع انرژی الکتریکی فشار ضعیف

تابلو های توزیع به دو دسته ی تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند.

به طور کلی هنگام طراحی تابلوهای توزیع انرژی الکتریکی باید به این نکته ی مهم توجه داشته باشیم که فیوز های فرعی به هیچ وجه نباید از فیوز های اصلی بزرگ تر و یا برابر آن باشد، در این صورت در زمان بروز اتصال کوتاه قبل از قطع شدن فیوز های فرعی، فیوز های اصلی قطع می شوند.

تابلوهای کنترل

تابلوهای کنترلی را بر اساس نوع کنترل و اتوماسیون می‌توان به دو نوع رله ‌ای و کنترلی با PLC تقسیم بندی کرد.

امروزه تابلوهای کنترل معمولی (رله‌ای) خیلی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چرا که معایب زیادی دارند. از آنجا که این نوع تابلو‌ها با رله‌های الکترو‌مکانیکی کنترل می‌شوند، وزن بیشتری پیدا می‌کنند، سیم‌کشی تابلو کار بسیار زیادی می‌طلبد و سیستم را بسیار پیچیده می‌کند. در نتیجه عیب‌یابی و رفع مشکل آن بسیار پر زحمت بوده و برای اعمال تغییرات لازم در هر سال و یا به روز کردن سیستم بایستی ماشین را به مدت طولانی متوقف نمود که این امر مقرون به صرفه نخواهد بود. همچنین توان مصرفی این تابلو‌ها بسیار زیاد است.

با بوجود آمدن PLC، مفهوم کنترل و طراحی سیستم‌های کنترلی به طور بسیار چشمگیری پیشرفت کرده است و استفاده از این کنترلر‌ها مزایای بسیار زیادی دارد. که به برخی از این موارد در زیر اشاره می شود :

- سیم بندی سیستم‌های جدید در مقایسه با سیستم‌های کنترل رله‌ای تا ۸۰ ٪ کاهش می‌یابد.

- از آنجاییکه PLC توان بسیار کمی مصرف می‌کند، توان مصرفی به شدت کاهش پیدا خواهد کرد.

- توابع عیب یاب داخلی سیستم  PLC، تشخیص و عیب‌یابی سیستم را بسیار سریع و راحت می‌کند.

- برعکس سیستم‌های قدیمی در سیستم‌های کنترلی جدید اگر نیاز به تغییر در نحوه کنترل یا ترتیب مراحل آن داشته باشیم، بدون نیاز به تغییر سیم‌بندی و تنها با نوشتن چند خط برنامه این کار را انجام می‌دهیم. در نتیجه وقت و هزینه بسیار بسیار اندکی صرف انجام این کار خواهد شد.

- در مقایسه با تابلو‌های قدیمی در سیستم‌ های مبتنی بر PLC نیاز به قطعات کمکی از قبیل: رله، کانتر، تایمر، مبدل‌های A/D و D/A و... بسیار کمتر شده است. همین امر نیز باعث شده در سیستم ‌های جدید از سیم‌بندی، پیچیدگی و وزن تابلو‌ها به نحو چشمگیری کاسته شود.

- از آنجاییکه سرعت عملکرد و پاسخ‌دهی PLC در حدود میکرو‌ثانیه تا میلی ثانیه است، لذا زمان لازم برای انجام هر سیکل کاری ماشین به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته و این امر باعث افزایش میزان تولید و بالا رفتن بازدهی دستگاه می‌شود.

- ضریب اطمینان و درجه حفاظت این سیستم‌ها بسیار بالا‌تر از ماشین‌های رله‌ای است.

- وقتی توابع کنترل پیچیده‌تر و تعداد I/O‌ها خیلی زیاد باشد، جایگزین کردن PLC بسیار کم هزینه‌تر و

 راحت‌تر خواهد بود.

 از انواع تابلوهای کنترل می توان به تابلوهای DCS و PDCS اشاره نمود.

سیستم کنترل DCS یا سیستم کنترل توزیع شده:

همینطور که از اسمش پیداست سیستمی است که در آن کنترل فرآیند توزیع شده است. این نوع کنترل بر  پایه PLC می باشد . معمولاً در یک سیستم کنترلی توزیع شده چند چندین CPU داریم که از طریق یک شبکه صنعتی با هم در ارتباط هستند. هر CPU کار خاصی را انجام می دهد و یک CPU  بر کل فرآیند و کار CPU های دیگر نظارت می کند. ممکن است این CPU ها به PLC  مستقلی متعلق باشند و یا پردازنده کمکی جهت پردازشگر اصلی باشند. همچنین پردازشکر مرکزی نیز ممکن است بیشتر از یکی باشد.

سیستم کنترل PDCS :

سیستم PDCS وظیفه نظارت و کنترل توزیع توان الکتریکی، مانیتورینگ آنلاین، ثبت رویداد ها، اعلام خطاها و آلارم ها، ارتباط با سیستم DCS و load sheddingرا بر عهده دارد.
این سیستم وضعیت پارامترهای تجهیزات الکتریکی را بصورت گرافیکی نمایش داده و امکان انجام عملیات  کلیدزنی خودکار و دستی را دارا است.

در سیستم مانیتورینگ شمای کلی کلیدها و تمامی پارامترهای مربوط به آن ها نمایش داده می‌شوند. همچنین کنترل و فرمان دادن به سیستم نیز از طریق مانیتور امکان پذیر می‌باشد. آلارم ها توسط سیستم مانیتورینگ ثبت می شود.

پایش سیستم توزیع توان الکتریکی، باز و بسته کردن کلید های قدرت جهت تسریع در عملیات به صورت ایمن، ثبت وقایع به منظور تحلیل خطاهای الکتریکی و عیب یابی سریع و آسان سیستم برق و تجهیزات از مزایای مهم بهره برداری از سیستم PDCS می باشد.

تابلوهای روشنایی

این گونه تابلوهای برق  از نوع دیواری و یا ایستاده از ورق های آهن با ضخامت حداقل دو میلیمتر یا بیشتر ساخته می شوند و پس از زیر سازی شامل زنگ زدایی، چربی گیری و فسفاته کاری، با یک دست رنگ ضد زنگ مخصوص، یک دست رنگ آستری، و یک دست رنگ اصلی پوشیده می شود.