در یک تعریف ساده، تابلو برق محفظهای است از جنس فلز یا مواد کامپوزیت که تجهیزات مختلف برقی اعم از کلیدها، قطعات کنترلی، حفاظتی و نمایشگرها در داخل آن نصب میشوند. اما اگر بخواهیم نگاهی مهندسیتر داشته باشیم، تابلو برق را باید قلب تپنده و مرکز فرماندهی یک سیستم الکتریکی دانست. تصور کنید در یک مجتمع صنعتی یا حتی یک ساختمان مسکونی، صدها رشته سیم و کابل بدون هیچگونه نظم و حفاظتی در فضا رها شده باشند؛ در چنین شرایطی نه تنها خطر برقگرفتگی و آتشسوزی به شدت بالاست، بلکه عیبیابی سیستم نیز غیرممکن خواهد بود. انواع تابلو برق دقیقا برای حل این چالشها طراحی شدهاند.
وظایف اصلی یک تابلو برق
یک تابلو برق استاندارد، چهار وظیفه کلیدی را بر عهده دارد.
- توزیع انرژی: دریافت برق از منبع اصلی (مثل شبکه برق شهری یا ژنراتور) و تقسیم آن بین مصرفکنندههای مختلف مانند روشنایی، ماشینآلات، سیستم تهویه و غیره.
- حفاظت: محافظت از تجهیزات گرانقیمت و کابلها در برابر خطاهایی مانند اتصال کوتاه، اضافهبار و نشت جریان. این کار توسط قطعاتی مثل فیوز و کلید اتوماتیک انجام میشود.
- کنترل و فرمان: امکان قطع و وصل کردن مدارها، تغییر جهت موتورها یا برنامهریزی برای کارکرد خودکار دستگاهها توسط کنتاکتور یا PLC.
- پایش و اندازهگیری: نمایش پارامترهای مهم مانند ولتاژ، جریان، توان مصرفی و فرکانس برای اپراتورها جهت اطمینان از سلامت شبکه.
اکنون با نقش حیاتی تابلو برق در یک سیستم آشنا شدید؛ اما سوال اصلی این است که انواع تابلو برق کدامند و هرکدام برای چه محیطی مناسب است؟ در ادامه پاسخ این سوال را خواهیم داد.
انواع تابلو برق بر اساس سطح ولتاژ
تابلوهای برق بسته به میزان ولتاژی که از آنها عبور میکند، به سه دسته اصلی تقسیم میشوند. هر یک از این دستهها در بخش خاصی از شبکه برق کاربرد دارند.
تابلوهای فشار ضعیف
این تابلوها پرکاربردترین نوع تابلو برق هستند که در ساختمانهای مسکونی، تجاری و واحدهای صنعتی کوچک و متوسط دیده میشوند.
- محدوده ولتاژ: معمولا تا 1000 ولت (در ایران استاندارد آن 400 ولت 3 فاز و 230 ولت تک فاز است).
- کاربرد: توزیع برق ساختمان، تابلوهای موتورخانه، تابلوهای فرمان کارخانهها و بانکهای خازنی.
- تجهیزات رایج: کنتاکتورها، کلیدهای اتوماتیک، کلید مینیاتوری و دژنکتورهای هوایی در جریانهای بالا.
تابلوهای فشار متوسط
این تابلوها در سطحی بالاتر از مصرفکننده نهایی و معمولا در پستهای برق اختصاصی کارخانههای بزرگ، بیمارستانها و مجتمعهای عظیم نصب میشوند. طراحی این تابلوها به دلیل وجود پدیده آرک (جرقه الکتریکی) بسیار پیچیدهتر و حساستر است.
- محدوده ولتاژ: از 1000 ولت تا 36000 ولت (استاندارد ایران معمولا 20 کیلوولت است).
- انواع ساختار: AIS (عایقبندی با هوا) و GIS (عایقبندی با گاز SF6).
- کاربرد: پستهای پاساژ (توزیع اولیه)، نیروگاهها و صنایع سنگین مثل فولاد و سیمان.
- تجهیزات رایج: دژنکتورهای خلاء یا گازی، سکسیونرها و ترانسهای اندازهگیری ولتاژ و جریان.
تابلوهای فشار قوی
این تابلوها در بالاترین سطح شبکه برق و در پستهای انتقال و فوقتوزیع استفاده میشوند. به دلیل ولتاژ بسیار بالا، تجهیزات این رده معمولا به صورت فضای باز در پستهای فشار قوی نصب میشوند؛ اما نمونههای تابلویی آنها نیز در شهرهای بزرگ که محدودیت فضا وجود دارد، استفاده میشود.
- محدوده ولتاژ: ولتاژهای بالای 36 کیلوولت (در ایران سطوح 63، 132، 230 و 400 کیلوولت).
- ویژگیها: ابعاد بسیار بزرگ، عایقبندی فوقحرفهای و سیستمهای حفاظتی بسیار هوشمند.
- کاربرد: ایستگاههای انتقال برق از نیروگاه به شبکههای سراسری.
جدول مقایسه انواع تابلو برق بر اساس سطح ولتاژ
| رده ولتاژ | محدوده (ولت) | محل استفاده اصلی | سطح ایمنی و حساسیت |
|---|---|---|---|
| فشار ضعیف (LV) | زیر 1000 | منازل، مغازهها، کارگاهها | متوسط (نیاز به حفاظت جانی) |
| فشار متوسط (MV) | 1000 تا 36000 | پستهای برق شهری و صنعتی | بالا (نیاز به حفاظت قوس الکتریکی) |
| فشار قوی (HV) | بالای 36000 | پستهای انتقال و نیروگاهها | بسیار بالا (تجهیزات تخصصی و مانیتورینگ) |
دستهبندی تابلوهای برق بر اساس محل و نحوه نصب
محیطی که تابلو برق در آن قرار میگیرد، تعیینکننده سطح حفاظت، ضخامت ورق و نوع رنگ بدنه است. انواع تابلوی برق بر اساس محل و نحوه نصب به دو گروه اصلی تقسیم میشود.
دستهبندی بر اساس شرایط محیطی (داخلی و خارجی)
- تابلوهای داخلی: این تابلوها برای نصب در محیطهای محصور مانند سوله، ساختمانهای مسکونی یا اتاقهای برق طراحی شدهاند. از آنجایی که در معرض باد، باران و تابش مستقیم آفتاب نیستند، بدنه آنها ساختار سادهتری دارد. درجه حفاظت این تابلوها معمولا بین IP20 تا IP44 است.
- تابلوهای فضای باز: این تابلوها مستقیما در محوطههای باز (مانند خیابانها یا مجتمعهای صنعتی بدون سقف) نصب میشوند. بدنه آنها باید در برابر رطوبت، گرد و غبار و زنگزدگی بسیار مقاوم باشد.این تابلوها معمولا دارای سقف بارانگیر (تخت یا شیبدار)، لاستیک درزبندی دور درب و قفلهای مخصوص هستند. درجه حفاظت آنها نیز از IP54 به بالا (مانند IP65 یا IP66) است.
انواع تابلو برق بر اساس نحوه استقرار (ایستاده و دیواری)
- تابلوهای ایستاده: این تابلوها به صورت مستقل و روی پایه یا فونداسیون بتنی قرار میگیرند. به دلیل ابعاد بزرگ، معمولا برای جریانهای بالا و تجهیزات سنگین استفاده میشوند. این مدل برای تابلوهای اصلی توزیع در کارخانهها، تابلوهای بانک خازنی بزرگ و تابلوهای فشار متوسط گزینهای ایدهآل است.
- تابلوهای دیواری: این تابلوها روی دیوار نصب میشوند و فضای کمتری اشغال میکنند. تابلوهای دیواری در دو مدل روکار و توکار موجود هستند. در مدل روکار، تابلو کاملا روی سطح دیوار پیچ میشود و نصب و دسترسی به کابلها بسیار راحتتر است. مدل توکار نیز داخل دیوار جاسازی میشود و فقط درب آن مماس با سطح دیوار است. این مدل از نظر زیبایی برای راهروها و فضاهای داخلی ساختمانهای اداری و مسکونی بسیار مناسب است.
- تابلوهای سیار: نوع خاصی از تابلوهای برق هستند که دارای چرخ یا دستگیره بوده و برای پروژههای موقت (مثل کارگاههای ساختمانی یا گروههای فیلمبرداری) استفاده میشوند تا برق را به صورت ایمن به نقاط مختلف برسانند.
انواع تابلوهای برق بر اساس نوع عملکرد و کاربرد
این بخش مهمترین قسمت برای تفکیک وظایف انواع تابلو برق در یک پروژه است. هر تابلو بر اساس تجهیزاتی که در آن چیده شده، نام خاصی میگیرد.
- تابلوهای توزیع: این تابلوها نقش واسط را دارند؛ یعنی برق را از ورودی اصلی گرفته و به مدارهای فرعی تقسیم میکنند. هیچگونه پردازش یا کنترل پیچیدهای در آنها انجام نمیشود و تمرکز بر حفاظت و تقسیم جریان است. از جمله تجهیزاتی که در این مدل استفاده میشود باید به کلیدهای اتوماتیک، مینیاتوری و شینهبندیهای مسی اشاره کنیم.
- تابلوهای فرمان و کنترل: این تابلوها مغز سیستم هستند. وظیفه آنها مدیریت فرآیندهای صنعتی و اتوماسیون است و در خطوط تولید کارخانهها و سیستمهای تصفیه آب استفاده میشوند. PLC، نمایشگرهای HMI، رلهها و تایمرها نیز از جمله تجهیزاتی هستند که در این مدل از تابلوی برق استفاده میشوند.
- تابلوهای مرکز کنترل موتور: این تابلوها زیرمجموعه تابلوهای فرمان هستند؛ اما به طور اختصاصی برای راهاندازی، حفاظت و کنترل سرعت موتورهای الکتریکی طراحی شدهاند. کنتاکتورها، بی متالها، کلید حرارتی و اینورترها از تجهیزاتی هستند که در این تابلوها کاربرد دارند.
- تابلوهای اصلاح ضریب قدرت (بانک خازنی): برای کاهش مصرف انرژی و حذف جریمههای اداره برق (توان راکتیو) در واحدهای صنعتی استفاده میشوند. از جمله مهمترین تجهیزات مورد استفاده در این مدل از تابلوی برق باید به خازنهای صنعتی، کنتاکتورهای خازنی و رگولاتور خازن اشاره کنیم.
- تابلوهای اضطراری و تعویض منبع: در زمان قطع برق شهر، این تابلو به صورت خودکار برق را از شبکه قطع و دیزل ژنراتور یا UPS را وارد مدار میکند. این تابلوها دارای اینترلاک (سیستم جلوگیری از برخورد دو منبع برق) برای جلوگیری از انفجار یا خرابی شبکه هستند.
انواع تابلو برق بر اساس ساختار و طراحی بدنه
ساختار فیزیکی تابلو مشخص میکند که قطعات چگونه در کنار هم چیده شوند و اپراتور چگونه با آنها تعامل داشته باشد. به طور کلی چهار نوع ساختار اصلی داریم.
تابلوهای فیکس
همانطور که از نامشان پیداست، تمام تجهیزات الکتریکی (کلیدها، کنتاکتورها و غیره) به صورت ثابت روی سینی یا اسکلت داخلی تابلو پیچ میشوند.
- ویژگیها: طراحی ساده، قیمت ارزانتر و ساخت سریع.
- چالش: برای تعمیر یا تعویض یک قطعه، معمولا نیاز است که جریان الکتریکی کل تابلو یا بخش بزرگی از آن قطع شود.
- کاربرد: در اکثر ساختمانهای مسکونی و صنایع کوچک که قطع برق برای چند ساعت بحرانساز نیست.
تابلوهای کشویی
این تابلوها که به آنها تابلوهای MCC کشویی نیز گفته میشود، از پیشرفتهترین انواع تابلو برق هستند. در این مدل، هر مدار (مثلا فیدر یک موتور) در یک کشو یا ماژول مجزا قرار میگیرد که میتواند از تابلو خارج شود.
- ویژگیها: 1. میتوان یک کشو را در حالی که بقیه تابلو برقدار است بیرون کشید و تعمیر کرد. 2. دارای سیستم اینترلاک (قفل مکانیکی) هستند که اجازه نمیدهد در حالت روشن، کشو خارج شود. 3. توقف خط تولید در این سیستمها به حداقل میرسد.
- کاربرد: صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهها و کارخانجات بزرگ فولاد.
تابلوهای مدولار
این تابلوها ترکیبی از مدلهای فیکس و کشویی هستند. بدنه آنها از قطعات پیشساخته تشکیل شده که مانند قطعات لگو به هم متصل میشوند. هر بخش نیز توسط صفحات فلزی از بخش دیگر جدا شده است.
- مزیت: اگر در یک بخش اتصال یا انفجاری رخ دهد، صفحات جداکننده مانع از آسیب دیدن قطعات در بخشهای مجاور میشوند.
- کاربرد: تابلوهای توزیع اصلی کارخانهها.
تابلوهای کنسولی یا پیانویی
این تابلوها از نظر ظاهری متفاوت هستند و دارای یک صفحه شیبدار (مشابه پیانو) میباشند. طراحی آنها کاملا بر اساس اصول ارگونومی برای اپراتور انجام شده است.
- ویژگیها: کلیدهای فرمان، شستیهای استاپ-استارت و نمایشگرها روی صفحه شیبدار قرار میگیرند تا اپراتور در حالت ایستاده یا نشسته، تسلط کامل داشته باشد.
- کاربرد: اتاقهای کنترل، خطوط مونتاژ و مانیتورینگ سیستمهای پیچیده.
جمعبندی
همانطور که در این مقاله بررسی کردیم، تابلو برق فراتر از یک محفظه فلزی ساده است. این تجهیز در واقع مرکز مدیریت، حفاظت و توزیع انرژی در هر سیستم الکتریکی محسوب میشود. شناخت انواع تابلو برق و انتخاب صحیح بر اساس نوع کاربرد شما، تفاوت میان یک سیستم پایدار و ایمن با یک سیستم پرخطر و پرهزینه را رقم میزند. از اینکه تا انتها همراه مکث ولتاژ بودید سپاسگزاریم.
