تابلو برق به عنوان مرکز کنترل و حفاظت از سیستم محلی است که تجهیزات کنترلی و حفاظتی مختلف که در صنایع کاربرد دارند در آن نصب می شود. تابلو برق به صورت جعبه ای فلزی یا از اجناس مقاوم دیگر است که از طریق سیم کشی هایی که انجام می شود تجهیزات مختلف را به عملکرد ها و ماشین ها متصل می کند. تجهیزاتی که در تابلو برق نصب می شوند تجهیزات ظریف و هوشمند هستند که وظایف مختلفی بر عهده دارند و نقش های بسیار مهمی در کارکرد سیستم ها ایفا می کنند.
در این مطلب انواع تجهیزاتی که تابلو برق نصب می شوند را به صورت کامل شرح می دهیم.
شینه
شینه ها به نوعی رگ های حیاتی سیستم های الکتریکی و عبور جریان برق هستند. شینه به صورت یک هادی فلزی است که در اشکال مختلف مانند تحت میله ای و مسی مورد استفاده قرار می گیرد. وظیفه این قطعه انتقال برق از منبع به تجهیزات است. یکی از عوامل بسیار مهمی که در طراحی و ساخت تابلوی برق وجود دارد جنس ابعاد و نوع چیدمان شینه ها است.
کلید مینیاتوری
کلید مینیاتوری، در دو نوع حرارتی و مغناطیسی موجود است. نوع حرارتی با تشخیص گرم شدن بیش از حد سیم ها در اثر عبور جریان بیش از حد مجاز، با تأخیر زمانی عمل می کند. نوع مغناطیسی در برابر اتصال کوتاه با سرعت بالا واکنش نشان می دهد و مدار را قطع می کند. کلیدهای مینیاتوری در آمپرهای مختلف موجود هستند و هر کدام برای مصارف خاصی مانند روشنایی، موتورها و مدارهای فرمان استفاده می شوند. کلیدهای مینیاتوری از دو مکانیزم برای محافظت از مدار استفاده می کنند:
عملکرد حرارتی: این مکانیزم از یک بیمتال استفاده می کند که در اثر عبور جریان بیش از حد گرم و خم می شود. خم شدن بیمتال باعث می شود جریان برق قطع شود. این مکانیزم برای محافظت از مدار در برابر اضافه بار طراحی شده است.
عملکرد مغناطیسی: این مکانیزم از یک سیم پیچ استفاده می کند که در هنگام عبور جریان اتصال کوتاه میدان مغناطیسی قوی ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی باعث آزاد شدن زبانه ای می شود که مدار را قطع می کند. این مکانیزم برای محافظت از مدار در برابر اتصال کوتاه طراحی شده است.
انواع کلید مینیاتوری
کلیدهای مینیاتوری در دو نوع حرارتی و مغناطیسی موجود هستند:
حرارتی:این نوع کلید با تشخیص گرم شدن بیش از حد سیم ها در اثر عبور جریان بیش از حد مجاز، با تأخیر زمانی عمل می کند. این تأخیر برای جلوگیری از قطع مدار در هنگام راه اندازی موتورها یا سایر تجهیزات با جریان اولیه بالا ضروری است.
مغناطیسی:این نوع کلید در برابر اتصال کوتاه با سرعت بالا واکنش نشان می دهد و مدار را قطع می کند. اتصال کوتاه، وضعیتی خطرناک است که در اثر اتصال دو سیم با ولتاژ یکسان به یکدیگر رخ می دهد و می تواند منجر به آتش سوزی، انفجار و آسیب به تجهیزات شود.
کنتاکتور
کنتاکتور ها در ظرفیت ها و تحمل توان های مختلف وجود دارند. در کل کنتاکتور ها به دو نوع اصلی تک فاز و سه فاز و موتوری موجود هستند. این تجهیز در واقع از کنتاکت های اصلی و کمکی تشکیل شده است. کار کنتاکت های اصلی این است که جریان اصلی را قطع و وصل کنند و کنتاکت های کمکی بیشتر برای ارسال فرمان به سایر تجهیزات استفاده می شوند. عملکرد دیگر کنتاکت های فرعی ایجاد قفل بین کنتاکتور های مختلف است. بیشترین کاربرد کنتاکتور ها کاربرد های مختلفی دارند و در صنایع متعددی استفاده می شوند. از کاربرد های تنوع این تجهیز می توان به راه اندازی موتور ها کنترل روشنایی پمپ ها و سیستم های تهویه مطبوع اشاره کرد.
انواع اصلی کنتاکتورهای الکتریکی
کنتاکتور AC: این نوع کنتاکتور برای کنترل جریان متناوب (AC) استفاده می شود. کنتاکتورهای AC رایج ترین نوع کنتاکتور هستند و در طیف وسیعی از کاربردها از جمله موتورها، روشنایی و گرمایش استفاده می شوند.
کنتاکتور DC: این نوع کنتاکتور برای کنترل جریان مستقیم (DC) استفاده می شود. کنتاکتورهای DC کمتر از کنتاکتورهای AC رایج هستند و معمولاً در کاربردهایی استفاده می شوند که نیاز به کنترل دقیق سرعت موتور دارند، مانند بالابرها و جرثقیل ها.
کنتاکتور خلاء: این نوع کنتاکتور از خلاء برای ایجاد عایق بین کنتاکت ها استفاده می کند. کنتاکتورهای خلاء بسیار مقاوم در برابر سایش و خوردگی هستند و نیاز به تعمیرات و نگهداری کمتری دارند. با این حال، آنها معمولاً گران تر از سایر انواع کنتاکتورها هستند.
کنتاکتور رید: این نوع کنتاکتور از یک میدان مغناطیسی برای کنترل یک مجموعه تیغه های فلزی استفاده می کند. کنتاکتورهای رید بسیار کوچک و پایدار هستند و در برابر شوک و لرزش مقاوم هستند. با این حال، آنها معمولاً توان کنترلی کمتری نسبت به سایر انواع کنتاکتورها دارند.
رله
رله ها در انواع مختلف الکترومغناطیسی، حالت جامد و حرارتی موجود هستند. رله های الکترومغناطیسی با دریافت جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ، کنتاکت ها را باز و بسته می کنند. رله های حالت جامد از قطعات نیمه هادی برای این کار استفاده می کنند و سرعت عمل بالاتری دارند. رله های حرارتی برای محافظت از موتورها در برابر اضافه بار و گرم شدن بیش از حد به کار می روند.
رله ها در انواع مختلفی با عملکردها و کاربردهای گوناگون موجود هستند.
فیوز
فیوز ابزار بسیار مهمی در محیط های صنعتی است. این ابزار برای حفاظت از سیستم های الکتریکی در زمانی که جریان های هجومی یا اشکالات شبکه به وجود می آید بسیار کاراست و در واقع در هر تابلو برق باید وجود داشته باشد. فیوز ها تجهیزات کوچک و نسبتا ارزان قیمتی هستند با این وجود نقش بسیار حیاتی در سیستم های الکتریکی دارند. گاهی خطاها الکتریکی قادر است تا یک ماشین بسیار گران قیمت را کاملا غیر قابل استفاده کند. فیوزها در انواع کارتری، آمپولی و سیلندری موجود هستند و از یک رشته فلزی نازک تشکیل شده اند که در صورت عبور جریان بیش از حد مجاز، ذوب شده و مدار را قطع می کند. انتخاب فیوز مناسب با توجه به جریان عبوری و نوع بار انجام می شود.
فیوزها در انواع مختلفی با مشخصات و کاربردهای گوناگون موجود هستند. برخی از رایج ترین انواع فیوز عبارتند از:
فیوز کارتریجی: این نوع فیوز رایج ترین نوع فیوز است و از یک بدنه استوانه ای شیشه یا پلاستیکی و یک رشته فلزی که به عنوان المنت ذوب کننده عمل می کند، تشکیل شده است. فیوزهای کارتریجی در اندازه ها و آمپرهای مختلف موجود هستند و برای محافظت از طیف وسیعی از مدارها استفاده می شوند.
فیوز مینیاتوری: این نوع فیوز کوچک تر از فیوز کارتریجی است و معمولاً در تابلوهای برق منزلی و تجاری استفاده می شود. فیوزهای مینیاتوری در آمپرهای مختلف موجود هستند و می توان آنها را به راحتی تعویض کرد.
فیوز شیشه ای: این نوع فیوز شبیه به فیوز کارتریجی است، اما بدنه آن از شیشه است. فیوزهای شیشه ای معمولاً در کاربردهای الکترونیکی استفاده می شوند.
فیوز حرارتی: این نوع فیوز برای محافظت از دستگاه ها در برابر گرمای اضافی استفاده می شود. فیوزهای حرارتی از یک بی متال استفاده می کنند که در اثر گرم شدن خم می شود و باعث قطع کنتاکت ها می شود.
ترانسفورماتور
ترانسفورماتور ابزاری برای تبدیل انرژی الکتریکی از یک جریان و ولتاز به جریان و ولتاز دیگر است باید توجه داشته باشید که انرژی که از طریق سیستم های برق صنعتی وارد کارخانه می شود سه فاز بوده و حدود ۳۸۰ ولت است. این ولتاژ و جریان در برخی موارد باید برای دستگاه ها آماده سازی شود تا به حد مشخصی برسد. این کار توسط ترانسفورماتور انجام می شود. ترانسفورماتورها در انواع کاهنده، افزاینده و کاهنده-افزاینده موجود هستند و از دو سیم پیچ مجزا تشکیل شده اند که در یک هسته آهنی قرار گرفته اند. با تغییر تعداد دور سیم پیچ ها، ولتاژ خروجی ترانسفورماتور تغییر می کند. ترانسفورماتورها در مصارف مختلفی مانند تغذیه تجهیزات الکتریکی، راه اندازی موتورها و تطبیق ولتاژ برق با نیاز دستگاه ها استفاده می شوند.
بی متال
بی متال از دو فلز با ضریب انبساط طولی متفاوت تشکیل شده است که در اثر گرم شدن خم می شوند و با قطع کنتاکت، مدار را قطع می کنند. بی متال ها در انواع مختلف دیسکی و بی متالیک موجود هستند و برای محافظت از موتورها در برابر اضافه بار و گرم شدن بیش از حد به کار می روند.
طرز کارکرد بی متال به این شکل است که با ایجاد جریان هجومی و بیش از حد در سیستم الکتریکی این برق از بیمتال رد شده و به دلیل جریان بالا باعث گرم شدن فلز بی متال می شود. فلز بی متال از دو قطعه فلزی به هم چسبیده از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است. بر اثر این جریان هجومی این دو فلز داغ شده و به دلیل تفاوت در ضریب انبساط قطعه به یک طرف خم شده و جریان را قطع می کند.
چراغ سیگنالینگ
توجه داشته باشید که باز و بسته کردن درب تابلو برق را باید به حداقل ممکن برسانید برای همین منطقی نیست که بخواهید برای چک کردن تجهیزات درب تابلو را باز و بسته کنید. چراغ های سیگنال در واقع برای همین مشکل روی درب تابلو برق نصب می شود. با روشن و خاموش و قرمز یا سبز بودن این چراغ ها می توان به عملکرد درست یا نادرستی هر کدام از تجهیزات پی برد.
چراغ های سیگنالینگ در رنگ های مختلف مانند قرمز، سبز، زرد و آبی، اطلاعات مختلفی مانند روشن بودن، خاموش بودن، اضافه بار و خطا را به اپراتور ارائه می دهند. این چراغ ها در تابلو برق های مختلف صنعتی و ساختمانی کاربرد دارند.
اینورتر
اینورترها با دریافت برق DC از منبع تغذیه، آن را به برق AC با فرکانس و ولتاژ قابل تنظیم تبدیل می کنند. این تجهیزات در مصارف مختلفی مانند راه اندازی نرم موتورها، کنترل سرعت در نوار نقاله ها، پمپ ها و آسانسورها استفاده می شوند.
