اجزای داخلی تابلو برق

اجزای داخلی تابلو برق : بررسی جامع و کاربردی

تابلو برق‌ها به عنوان هسته اصلی سیستم‌های الکتریکی صنعتی و ساختمانی ، برای توزیع و کنترل انرژی برق ضروری هستند . هر تابلو برق از ترکیب دقیق قطعات و اجزای مختلفی ساخته شده است که هرکدام نقشی اساسی در عملکرد ایمن و بهینه سیستم دارند .

در این مقاله به بررسی اجزای داخلی تابلو برق خواهیم پرداخت و نکات کلیدی در مورد طراحی و نصب این تابلوها را ارائه خواهیم کرد. برای انجام این فرآیندها ، انتخاب یک شرکت معتبر و با تجربه مانند تیواکو که در زمینه نصب و راه‌اندازی تابلو برق صنعتی تخصص دارد ، ضروری است .

1 . قطعات الکتریکی تابلو برق

قطعات الکتریکی تابلو برق به اجزای مختلفی گفته می‌شود که همه در کنار هم به عملکرد درست تابلو کمک می‌کنند. این قطعات عبارتند از:

• کلیدها (مینیاتوری، اتوماتیک، هوایی)
• فیوزهای حفاظتی
• کنتاکتورها
• رله‌ها
• ترمینال‌ها
• دستگاه‌های اندازه‌گیری (آمپرمتر، ولت ‌متر)

وظیفه این قطعات این است که با کنترل جریان ، مانع از اضافه‌بار ، اتصال کوتاه و خرابی‌های احتمالی تجهیزات شوند .

2 . کلیدهای قدرت در تابلو برق

کلیدهای قدرت در تابلوهای برق برای قطع و وصل مدارهای برق به کار می‌روند . این کلیدها به چندین نوع تقسیم می‌شوند که هرکدام به کاربرد خاصی اختصاص دارند :

• کلید اتوماتیک :  این کلیدها برای محافظت در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه استفاده می‌شوند. زمانی که جریان برق بیش از حد مجاز شود، کلید به صورت خودکار مدار را قطع می‌کند. این کلیدها برای سیستم‌های صنعتی با ظرفیت بالای جریان طراحی شده‌اند. به طور مثال، در تابلوهای برق سیستم‌های موتورهای الکتریکی، کلیدهای اتوماتیک برای جلوگیری از اضافه‌بار استفاده می‌شوند.

• کلید مینیاتوری:  این کلیدها معمولاً برای مدارهای فشار ضعیف یا سیستم‌های خانگی استفاده می‌شوند.  کلیدهای مینیاتوری دارای ابعاد کوچک‌تری هستند و برای حفاظت در برابر جریان بیش از حد مجاز و اتصال کوتاه مناسبند . این کلیدها دارای ویژگی‌های تنظیم جریان و قطع خودکار در مواقع اضطراری هستند.

• کلید هوایی:  در این نوع کلیدها ، استفاده از هوا به عنوان ماده عایق برای قطع و وصل جریان صورت می‌گیرد . این کلیدها در سیستم‌های فشار متوسط و ظرفیت بالا کاربرد دارند و معمولاً در محیط‌هایی با جریان زیاد به کار می‌روند .

3 . فیوزهای حفاظتی در تابلو برق

فیوزهای حفاظتی یکی از مهم‌ترین قطعات حفاظتی در تابلو برق هستند که برای قطع جریان برق در صورت اضافه‌بار یا اتصال کوتاه طراحی شده‌اند . زمانی که جریان از حد مجاز فراتر می‌رود ، فیوز به طور خودکار مدار را قطع می‌کند .  دو نوع فیوز معمولی در تابلو برق‌ها استفاده می‌شود :

• فیوزهای تندکار:  این فیوزها برای مدارهایی با جریان‌های بسیار زیاد و زمان‌های واکنش سریع طراحی شده‌اند . به عنوان مثال، فیوزهای تندکار در مدارهای موتورهای الکتریکی و آلات سنگین صنعتی به کار می‌روند .
• فیوزهای کندکار:  این فیوزها برای مدارهای دارای جریان راه‌اندازی بالا مانند موتورهای القائی طراحی شده‌اند . این فیوزها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در هنگام راه‌اندازی اولیه تجهیزات ، جریان بالای کوتاه‌مدت را تحمل کنند .

4 . کنتاکتورها و رله‌های حفاظتی

کنتاکتورها و رله‌ها نقش حیاتی در عملکرد درست تابلو برق دارند :

• کنتاکتورها :  این تجهیزات برای قطع و وصل مدارهای قدرت به کار می‌روند . وظیفه کنتاکتور این است که مدارهای الکتریکی را به صورت خودکار کنترل کند.  کنتاکتورها در انواع مختلف از جمله کنتاکتورهای با ولتاژ پایین و کنتاکتورهای فشار بالا وجود دارند . به طور معمول در سیستم‌های موتوری ، این کنتاکتورها برای روشن و خاموش کردن موتورهای الکتریکی کاربرد دارند .
• رله‌های حفاظتی:  رله‌ها برای حفاظت از مدار در برابر مشکلاتی چون اضافه‌بار ، اتصال کوتاه و نوسانات برق طراحی شده‌اند . این رله‌ها می‌توانند سیگنال‌هایی به کنتاکتورها ارسال کنند و باعث قطع جریان در صورت بروز خطا شوند.

5 . ترمینال‌های توزیع برق

ترمینال‌های توزیع برق در تابلوهای برق برای اتصال و توزیع انرژی الکتریکی به سایر قطعات تابلو استفاده می‌شوند . این قطعات به طور عمده وظیفه اتصال صحیح سیم‌ها و کابل‌ها به سایر دستگاه‌ها و قطعات تابلو برق را بر عهده دارند . در طراحی ترمینال‌ها باید به نکات زیر توجه شود :

• ترمینال‌ها:  ترمینال‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند  :
  • ترمینال‌های فشاری  (Screw Type) :  این نوع ترمینال‌ها به وسیله پیچ و مهره کابل‌ها را محکم نگه می‌دارند . از این نوع ترمینال‌ها در سیستم‌های فشار ضعیف و مدارهای خانگی بیشتر استفاده می‌شود .
  • ترمینال‌های فنری  (Spring Type) :  در این نوع ترمینال‌ها کابل‌ها به وسیله یک فنر محکم می‌شوند . این ترمینال‌ها برای استفاده در مدارهای صنعتی با شرایط ارتعاشی و نوسانی کاربرد دارند .
• طراحی استاندارد ترمینال‌ها :  در طراحی ترمینال‌ها باید اطمینان حاصل شود که فضاهای کافی برای اتصالات کابل‌ها و عایق‌ها فراهم باشد . این امر به ویژه در تابلوهای با تعداد مدار زیاد اهمیت دارد .
• مواد استفاده شده در ترمینال‌ها:  ترمینال‌ها معمولاً از فلزات مقاوم به خوردگی مانند مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند . عایق‌های ترمینال‌ها باید از مواد مقاوم به حرارت مانند پلاستیک‌های مقاوم به شعله تولید شوند .
• اتصال به زمین:  در بسیاری از تابلوهای برق ، ترمینال‌ها به طور مستقیم به زمین متصل می‌شوند تا از نوسانات ولتاژ جلوگیری کنند و حفاظت ایمنی برای پرسنل فراهم گردد .

6 . مدار فرمان و مدارهای کنترلی در تابلو برق

مدار فرمان به سیستم‌های الکتریکی اطلاق می‌شود که برای کنترل و نظارت بر عملگرهای سیستم طراحی شده‌اند . این مدارها با استفاده از رله‌ها ، کلیدها ، کنتاکتورها ، و فیوزها عمل می‌کنند تا عملکرد تابلو برق را در شرایط مختلف بهبود بخشند . جزئیات عملکرد مدار فرمان عبارتند از :

• رله‌ها و کنتاکتورها در مدار فرمان :
  • رله‌ها :  رله‌ها به‌عنوان یک وسیله حفاظتی و کنترلی عمل می‌کنند . آن‌ها می‌توانند با دریافت یک سیگنال (مانند دما ، فشار یا جریان) ، سایر قطعات تابلو را فعال یا غیرفعال کنند . رله‌ها برای جلوگیری از خرابی سیستم‌های حساس استفاده می‌شوند . رله‌های حرارتی برای حفاظت از موتورهای الکتریکی و رله‌های ولتاژی برای حفاظت از تغییرات ولتاژ به کار می‌روند .
  • کنتاکتورها:  کنتاکتورها در مدار فرمان برای اتصال و قطع مدارهای قدرت به کار می‌روند . این کنتاکتورها می‌توانند به صورت دستی یا خودکار قطع و وصل شوند .
• مدار فرمان برای موتورهای الکتریکی:  مدار فرمان نقش اصلی را در روشن و خاموش کردن موتورهای الکتریکی ایفا می‌کند . این مدارها می‌توانند با استفاده از کلیدهای فرمانی ، سنسورها و ترانسفورماتورها ، موتورهای صنعتی را کنترل کنند .
• حفاظت از مدارهای فرمان:  علاوه بر عملکرد صحیح ، مدار فرمان باید برای حفاظت از سیستم در برابر اتصال کوتاه ، اضافه‌بار ، و مشکلات ولتاژی طراحی شود .

7 . منبع تغذیه و مبدل ولتاژ در تابلو برق

منبع تغذیه و مبدل‌های ولتاژ در تابلو برق وظیفه دارند تا تأمین انرژی مورد نیاز برای عملکرد صحیح تابلو و سایر دستگاه‌ها را انجام دهند . جزئیات عملکرد این قطعات به شرح زیر است :

• منبع تغذیه:  منابع تغذیه در تابلوهای برق برای تبدیل انرژی از منابع مختلف مانند شبکه برق به انرژی مورد نیاز تابلو استفاده می‌شوند . این منابع باید قادر به تأمین توان کافی برای کلیه اجزای تابلو باشند . در تابلوهای DC ، منابع تغذیه باید بتوانند ولتاژ AC را به DC تبدیل کنند.  منبع تغذیه سوئیچینگ یکی از انواع منابع تغذیه است که کارایی بالایی در تبدیل ولتاژ دارد .
• مبدل ولتاژ:  مبدل‌های ولتاژ وظیفه دارند تا ولتاژ برق را از یک سطح به سطح دیگر تبدیل کنند . این مبدل‌ها معمولاً در سیستم‌های فشار متوسط یا در تبدیل برق DC به AC به کار می‌روند . مبدل‌های مبدل ولتاژ DC در تابلوهایی که نیاز به برق DC دارند ، برای کاهش ولتاژ و بهبود کارایی استفاده می‌شوند .
• استانداردها و کارایی:  در طراحی منابع تغذیه و مبدل‌ها باید به کارایی انرژی و حفاظت در برابر نوسانات برق توجه ویژه‌ای شود تا خطرات احتمالی به حداقل برسد .

8 . چیدمان استاندارد قطعات تابلو برق و اصول طراحی آن

چیدمان و طراحی استاندارد قطعات تابلو برق یکی از مهم‌ترین عوامل در افزایش کارایی و ایمنی تابلو است . طراحی صحیح تابلو می‌تواند خطرات ناشی از اتصال کوتاه ، حرارت زیاد یا خرابی قطعات را به حداقل برساند . نکات مهم در طراحی و چیدمان عبارتند از :

• استفاده از استانداردهای بین‌المللی:  طراحی تابلو برق باید بر اساس استانداردهای معتبر بین‌المللی مانند IEC 61439 و IEC 60204-1  باشد .

این استانداردها مشخص می‌کنند که اجزای تابلو باید در چه فاصله‌ای از یکدیگر قرار بگیرند ، نحوه اتصال به زمین چگونه باید باشد و باید از چه مواد عایق برای اجزای تابلو استفاده کرد .

• فضای کافی برای تهویه :  در طراحی تابلوهای برق باید به فضای کافی برای تهویه توجه شود تا از افزایش دما و خرابی قطعات حساس جلوگیری شود . این امر به ویژه در تابلوهای برق با جریان‌های بالا اهمیت پیدا می‌کند .
• دسترس‌پذیری و قابلیت تعمیر و نگهداری :  چیدمان قطعات باید به گونه‌ای باشد که دسترسی به قطعات برای تعمیرات و نگهداری آسان باشد . برای مثال ، کلیدها و فیوزها باید در موقعیت‌هایی قرار بگیرند که اپراتور به راحتی به آن‌ها دسترسی داشته باشد .
• استاندارد رنگ و برچسب‌ها :  استفاده از برچسب‌های واضح و رنگ‌ها برای تشخیص سریع قطعات و جلوگیری از اشتباهات در زمان تعمیرات یا تست‌ها بسیار مهم است .

9 . نحوه تست و عیب‌یابی تابلو برق صنعتی

تست و عیب‌یابی تابلو برق صنعتی شامل فرآیندهای متعدد است که به هدف بررسی عملکرد صحیح سیستم و جلوگیری از خرابی‌های احتمالی انجام می‌شود . این فرآیندها به شرح زیر است :

• تست عایق :  این تست برای بررسی مقاومت عایقی کابل‌ها و قطعات در برابر ولتاژ بالا انجام می‌شود . تست‌های عایقی می‌توانند به شناسایی نقاط ضعف در عایق‌ها و جلوگیری از اتصال کوتاه کمک کنند . استفاده از دستگاه‌های تست عایق مانند میلی‌ اهم‌متر برای تست مقاومت عایقی بسیار مهم است .
• تست اتصال کوتاه:  این تست بررسی می‌کند که آیا سیستم در هنگام اتصال کوتاه دچار آسیب می‌شود یا خیر. در این تست ، جریان‌های بزرگ به طور عمدی در سیستم شبیه‌سازی شده و عملکرد فیوزها ، کلیدها و رله‌ها بررسی می‌شود .
• تست عملکرد کلیدها و رله‌ها :  این تست برای بررسی کارکرد صحیح رله‌ها ، کنتاکتورها و کلیدها انجام می‌شود . در این تست‌ها، این قطعات تحت شرایط مختلف شبیه‌سازی شده و عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف بررسی می‌شود .

استانداردهای بین‌المللی نصب تابلو برق

برای اطمینان از ایمنی ، کیفیت ، کارایی و دوام تابلوهای برق صنعتی ، استانداردهای بین‌المللی متعددی وجود دارند که باید رعایت شوند . این استانداردها توسط سازمان‌های معتبر جهانی تدوین شده‌اند و اجرای آن‌ها در طراحی ، مونتاژ و نصب تابلو برق ضروری است .

🔹 1. استانداردهای اصلی تابلو برق

• IEC 61439  (استاندارد جهانی تابلوهای برق فشار ضعیف)

📌 این استاندارد توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) تدوین شده و مربوط به طراحی ، ساخت و تست تابلوهای برق فشار ضعیف است . مهم‌ترین موارد آن :
✅ الزامات ایمنی الکتریکی و حفاظت در برابر شوک
✅ تحمل جریان نامی و شرایط اضافه‌بار
✅ تحمل در برابر اتصال کوتاه و افزایش حرارت
✅ چیدمان و نحوه اتصال باسبارها و سیم‌کشی داخلی

• (PDF) IEC 62271  (استاندارد تابلو برق فشار متوسط و فشار قوی)

📌 این استاندارد مربوط به تابلوهای برق با ولتاژ بالاتر از 1 کیلوولت است و موارد زیر را شامل می‌شود:
✅ حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و اضافه جریان
✅ مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار
✅ روش‌های تست و کنترل کیفی تجهیزات

• (PDF) IEC 60529 استاندارد درجه حفاظت تابلو برق (- IP Code)

📌 این استاندارد، درجه حفاظت تابلو برق در برابر نفوذ گرد و غبار و آب را مشخص می‌کند. برخی از کدهای مهم  :
✅ IP55حفاظت در برابر گرد و غبار و پاشش آب
✅ IP66: کاملاً مقاوم در برابر گرد و غبار و جت آب قوی
✅ IP67: محافظت در برابر غوطه‌وری موقت در آب

استانداردهای ایمنی و حفاظتی

• NFPA 70 (PDF)   استاندارد کد الکتریکی ملی آمریکا  ( – NEC)

📌 این استاندارد شامل قوانین ایمنی الکتریکی و نصب تجهیزات برق است، که بر موارد زیر تأکید دارد:
✅ فاصله‌های ایمن در نصب تابلو برق
✅ اتصال به زمین (ارتینگ) و حفاظت در برابر نشتی جریان
✅ مقررات نصب تابلو برق در مکان‌های خطرناک (Hazardous Locations)

• IEEE C37  (استاندارد تابلوهای برق قدرت و حفاظت)

📌 این استاندارد توسط مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) تدوین شده و شامل موارد زیر است   :
✅ طراحی و تست کلیدهای قدرت و قطع‌کننده‌های مدار
✅ استانداردهای ایمنی و عملکرد تجهیزات حفاظتی

🔹 3. استانداردهای طراحی و نصب مکانیکی

• IEC 60204 -1  (استاندارد سیم‌کشی و کنترل ماشین‌آلات صنعتی)

📌 این استاندارد مربوط به نصب و سیم‌کشی تجهیزات الکتریکی ماشین‌آلات صنعتی در تابلوهای برق است و شامل موارد زیر می‌شود:
✅ انتخاب سایز مناسب سیم و کابل برای جلوگیری از افت ولتاژ
✅ مشخصات کابل‌کشی و روش‌های نشانه‌گذاری سیم‌ها
✅ حفاظت از کابل‌ها در برابر آسیب مکانیکی و حرارت

• ISO 9001  (سیستم مدیریت کیفیت در تولید تابلو برق)

📌 این استاندارد تضمین می‌کند که فرآیند طراحی، تولید و نصب تابلو برق مطابق با استانداردهای کیفی بین‌المللی انجام شود.

🔹 4. استانداردهای تست و ارزیابی تابلو برق

• IEC 60439 & IEC 61439  (استاندارد تست تابلو برق فشار ضعیف)

📌 این استانداردها به روش‌های تست و تأیید عملکرد تابلو برق مربوط می‌شوند:
✅ تست استقامت حرارتی و مکانیکی
✅ تست استقامت دی‌الکتریک و عایق‌بندی
✅ تست مقاومت در برابر اتصال کوتاه

• ASTM D877  (استاندارد تست مقاومت عایقی روغن و تجهیزات تابلو برق)

📌 این استاندارد برای تست استقامت الکتریکی روغن‌های عایقی و مواد عایق تابلو برق استفاده می‌شود.

✅ نتیجه‌گیری

رعایت استانداردهای بین‌المللی نصب تابلو برق، ایمنی و کارایی سیستم را تضمین کرده و از حوادث الکتریکی جلوگیری می‌کند. شرکت‌هایی مانند تیواکو با رعایت این استانداردها، تابلوهای برق صنعتی ایمن و باکیفیت ارائه می‌دهند.

🔹 برای مشاوره و خرید تابلو برق صنعتی استاندارد، با تیواکو در تماس باشید. 🚀⚡