کنترل تجهيزات برقي كارخانه های صنعتي و مراكز اقتصادي تا حدود زيادي به طرز عمل کرد وسايل الکتریکی و مدارها بستگي دارد و تأمين انرژي مورد نياز و بهره برداري آسان، مطمئن و بي وقفه از تأسيسات الكتريكي نیازمند کاربرد تجهیزات ایمن و مرغوب است. در مدارهاي الكتريكي وسايل مختلفي به كار مي رود که مهمترين آنها شامل موارد زیر است:
کلید اتوماتیک
کلید مینیاتوری
محافظ جان
كنتاكتور
کلید حرارتی
بی متال
پوش باتن
کلید هوایی
رله کنترل فاز
تایمر یا رلۀ زمانی
رله هوشمند یا PLC
اینورتر
سافت استارتر
سنسور
چراغ سیگنال
استفاده از كنتاكتور در مدارهاي كنترل امکان ایجاد طراحی های مختلف را امکان پذیر می نماید. براي طراحي مدارهاي كنترل بايد وسايل تشكيل دهندۀ آن را به طور كامل شناخت و با طرز کار و ساختمان اين وسايل آشنا شد. مدارهاي كنترل و راه اندازي به دو قسمت مدارهاي قدرت و مدارهاي فرمان تقسيم مي شوند.
مدارهاي قدرت
تمامی اتصالاتی كه باعث انتقال انرژي از شبكه به مصرف كننده مي شوند را مدار قدرت گویند مانند يك کنتاکتور سه فاز كه جريان سه فاز را به مصرف كننده مي رساند.
مدارهاي فرمان
در واقع قسمتي از مدار كه در قطع و وصل كنتاكتور و كنترل كار مصرف كننده ها نقش دارد را مدار فرمان مي نامند اين مدار هيچ ارتباطی با مدار قدرت ندارد و به وسيلۀ آن بوبين كنتاكتور را تحريك مي كند تا كنتاكتور به حالت وصل يا قطع درآيد.
طراحی تابلو برق
شرایط محیط: دما، رطوبت، ارتفاع از سطح دریا، پاشیدن آب، برخورد اجسام محکم خارجی، وجود مواد آلاینده و خورنده، تنش های مکانیکی، مجاورت با فضای سبز و گیاهان آپارتمانی، حیوانات کوچک مانند موش، نور خورشید، باد، اثرات الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی تجهیزات، احتمال یونیزاسیون و …
محل نصب تابلو: فضای آزاد و فضای بسته.
نوع تابلو: توزیع (نیرو رسانی) و یا کنترل.
شرایط دسترسی به تابلو و تجهیزات آن: تابلوی ایستاده، تابلوی دیواری، محل ورود و خروج کابل ها، درب دسترسی به تجهیزات درون تابلو، نحوه بهره برداری، کنترل، سرویس و تعمیرات تابلو.
امکانات موجود: برای ساخت تابلو، حمل و نقل و نصب آن.
شرایط مصرف کننده: تعداد مصرف کننده ها، میزان و نوع توان مصرفی، تعداد فازها، نحوه اتصال به شبکه (ستاره – مثلث و …)، تجهیزات حفاظتی موردنیاز (فیوز، بی متال، کنترل فاز و …)، نحوه بهره برداری از دستگاه ها (بصورت مستقل یا به هم پیوسته)، فاصله مصرف کننده از تابلو، درجه حرارت محیط و درون تابلو، ضرایب هم زمانی بارها، ضرایب هم جواری کابل ها و …
بررسی اقتصادی طرح پیشنهادی: کلیه وسایل و تجهیزات بایستی مطابق با استانداردهای معتبر مانندIEC انتخاب شوند. در انتخاب وسایل بایستی سهولت نصب، سرویس، تعمیر و نگهداری آنها مورد توجه قرار گیرد.
اتصال هادی ها به ترمینال ها و سایر تجهیزات، به وسیله پیچ یا بست و وسایلی مانند آنها امکان پذیر بوده و فشار مناسب در محل اتصال وجود داشته باشد.
اتصال کابل ها با تجهیزات درون تابلو پس از عبور گلند، به وسیله کابلشو و سیم ها از طریق ترمینال هم اندازه یا هادی خواهد بود (ذکر این نکته ضروری است که با در نظر گرفتن فاصله مصرف کننده از تابلو، سطح مقطع کابل رابط ممکن است از سطح مقطع هادی درون تابلو بیشتر شود و لذا ترمینال خروجی تابلو باید مناسب با سطح مقطع کابل خروجی انتخاب گردد).
از هر ترمینال فقط برای اتصال یک هادی استفاده کرده و از محکم شدن هادی در داخل ترمینال اطمینان حاصل گردد.
نمای تک خطی هر سلول بر روی همان سلول رسم گردد.
روشنایی داخل هر سلول با استفاده از یک حباب محافظ دار (مانند چراغ تونلی) با لامپ ۱۰۰ وات و کلید آن به صورت میکروسوئیچ به درب تابلو متصل است تأمین می شود. در تابلوهای فشار متوسط اگر فواصل ایمنی رعایت شود این حباب در درون سلول تعبیه می گردد و در غیر اینصورت از طریق روشنایی محل نصب تابلو تأمین خواهد شد (لامپ بایستی طوری نصب شود که نور آن کاملا درون سلول را روشن کند).
پلاک مشخصات تابلو از جنس مقاومی ساخته شده و در محل ثابتی نصب گردد. اطلاعات زیر بایستی در آن درج شود:
نام سازنده یا مشخصات آن
شماره سریال
ولتاژ اسمی
جریان اسمی
فرکانس اسمی
سال ساخت.
تابلو برق بیرونی
ضخامت ورق بدنه حداقل ۲ میلی متر باشد – ابعاد پوشش سقف حداقل ۵ سانتی متر از هر طرف بزرگتر از بدنه تابلو باشد – فقط با درب دسترسی از جلو ساخته شده و درزها با پلاستیک مخصوص، به طور کامل آب بندی گردند – درب مجهز به قفل مناسب شود.
تابلو بر روی سکویی به ارتفاع ۲۰ الی ۲۵ سانتی متر از کف تمام شده و با استفاده از بولت هایی که درون فونداسیون کار گذاشته شده نصب می گردد. طرفین سکو از هر دو طرف ۱۰ سانتی متر بزرگتر از لبه تابلو و ابعاد داخلی حداقل ۵ سانتی متر کوچک تر از ابعاد تابلو خواهد بود.
رنگ آمیزی بدنه تابلو با استفاده از رنگ مقاوم در برابر نور آفتاب (Zing Rich) انجام می گیرد.
ابعاد تابلوهای بیرونی: حداکثر ارتفاع ۱۲۰ سانتی متر، عرض بر حسب نیاز، عمق ۴۰ سانتی متر.
تابلو برق درونی
ایستاده: ضخامت ورقه بدنه حداقل ۲ میلی متر باشد، اسکلت نگهدارنده از پروفیل و یا نبشی آهنی ساخته می شود، تابلو بر روی اطاقک کابل، کانال و یا فونداسیون با استفاده از پیچ و مهره انجام گیرد.
ابعاد تابلوی درونی با درب دسترسی از جلو:
ارتفاع ۲۲۰ سانتی متری، عرض ۹۰ سانتی متر، عمق ۶۰ سانتی متر.
ابعاد تابلوی درونی با درب دسترسی از دو طرف:
ارتفاع ۲۲۰ سانتی متری، عرض ۹۰ سانتی متر، عمق ۸۰ سانتی متر.
دیواری: اگر ارتفاع تابلو تا یک متر باشد ضخامت ورقه بدنه ۱٫۲۵ میلی متر بوده و برای ارتفاع بلندتر از ورق ۱٫۵ میلی متر ساخته می شود.
محل ورود و خروج کابل ها با استفاده از گلند مناسب مسدود می شوند.
برای سهولت کار، تجهیزات بر روی ورقی به ضخامت ۱٫۵ میلی متر نصب شده از این ورق با استفاده از پیچ و مهره به بدنه تابلو بسته می شود.
حداکثر ارتفاع نصب کلیه تابلوهای دیواری ۲۱۰ سانتی متر از کف تمام شده تا بالای تابلو باشد.
ارائه طرح به تابلو ساز
برای ساخت تابلو موارد زیر بایستی به صورت کتبی به تابلو ساز ارائه شده و در صورت نیاز توضیحات کافی داده شود:
تعیین نوع تابلو، محل نصب آن و نحوه استقرار آن.
تعیین ضخامت ورقه بدنه، نحوه اسکلت بندی، سیستم تهویه، دریچه انفجار و سایر موارد مربوط به بدنه و شرایط اختصاصی (در صورت وجود).
تعیین رنگ تابلو و نوع آن (پودری – پاششی).
تعیین محل ورود و خروج کابل ها.
مشخص نمودن نحوه دسترسی به تجهیزات درون تابلو (درب تابلو).
رسم نمای روبروی تابلو و تعیین محل نصب تجهیزات.
رسم نمای پرسپکتیو و تعیین ابعاد تابلو (معمولاً بر حسب سانتی متر).
رسم مدارهای کنترل فرمان و قدرت مدارهای تغذیه شونده از تابلو.
رسم نمای مسیر جریان و تعیین ذکر مشخصات هر یک از تجهیزات بر روی نقشه.
برآورد کردن و لیست نمودن تجهیزات موردنیاز.
با بررسی مشخصات فنی تجهیزات و تعیین ابعاد آنها و رعایت حداقل فواصل مجاز بین تجهیزات ابعاد تابلو به دست می آید (ابعاد بایستی با استاندارد همخوانی داشته باشند).
برای رفع هر گونه ابهام و جلوگیری از اشتباهات در مرحله ساخت بایستی توضیحات لازم و کافی به ضمیمه موارد بالا به تابلو ساز ارائه شود.
مراحل طراحی تأسیسات الکتریکی
تأسیسات الکتریکی
به مجموعه ای از تجهیزات الکتریکی به هم پیوسته در ساختمان که برای تحقق منظور معینی، هماهنگ با یکدگر کار می کنند، اطلاق می شود. از تجهیزات حفاظت الکتریکی جهت به حداقل رساندن خطرات ناشی از جریان برق به افراد و تأسیسات استفاده می شود. این تجهیزات در صورتی که جریان از مقدار قابل تحمل سیم ها بیشتر شود، مدار را قطع می کنند. از این رو زمانی می توانند کاربردی باشند که بر اساس اصول فنی و با طراحی مناسب در نظر گرفته شوند. در غیر این صورت هنگام بروز اتصال کوتاه و یا اضافه جریان، نه تنها کاربردی نمی باشند بلکه به علت عدم قطع به موقع آسیب های جبران ناپذیری به تجهیزات و مدارها وارد می کنند.
بنابراین انتخاب نوع، مقدار اسمی و قدرت قطع و قدت قطع وسایل حفاظتی در یک مدار، جهت جلوگیری از خطراتی نظیر آتش سوزی اضافه بار و اتصال کوتاه ناشی از خطای اتفاق افتاده در سیستم الزامی است و ناظرین باید توجه ویژه ای به آن در حین اجرا نمایند. مجموعه ای از هادی ها شامل کابل، باس بار و سیم، به همراه حفاظت ها و عایق های مربوطه (در صورت نیاز تابلوها و کاورها) باید طبق استاندارد IEC طراحی و تولید شوند که از بروز هرگونه حوادث جانی و مالی جلوگیری به عمل آید.
تجهیزات الکتریکی
به هرگونه تجهیزات که برای تولید، تبدیل، انتقال، توزیع یا بهره برداری از انرژی الکتریکی به کار روند اطلاق می شود. مانند ماشین های الکتریکی، ترانسفورمرها، انواع لوازم برقی، دستگاه های اندازه گیری، ادوات حفاظتی، هادی ها و …
تجهیزات مصرف کنندۀ جریان (مصرف کننده ها)
تجهیزاتی هستند که به منظور تبدیل انرژی الکتریکی به صورت های دیگر انرژی مانند نور، گرما، حرکت و … ساخته شده اند.
کلیدها و کنترل کننده ها
تجهیزاتی هستند که برای انجام یک یا چند مورد از مقاصد زیر در مدارهای الکتریکی به کار می روند:
کنترل
حفاظت
قطع و وصل
جداسازی بخش های مختلف از یکدیگر
مراحل طراحی تأسیسات الکتریکی
برای انجام طراحی قابل قبول تأسیسات الکتریکی بایستی دقیقاً مراحل زیر اجرا شود:
۱- تجزیه و تحلیل بار
تعیین توان مورد نیاز و محل استقرار بارها
شناسایی مراکز تقسیم بار (تابلوهای تقسیم)
تعیین مسیر هادی ها و محاسبۀ طول هر مسیر
تخمین توان مصرفی کل با احتساب ضریب همزمانی و ضریب دیماند
۲- تعیین ظرفیت ژنراتورها و ترانسفورماتورها
باتوجه به احتمال رشد بار در آینده
۳- تعیین سایز هادی ها
تخمین بار هادی
تعیین سطح مقطع هادی بر اساس جریان مجاز
تعیین نوع هادی (شامل انتخاب سیم یا کابل، تعیین نوع عایق، مشخص کردن ساختار و تعداد رشته ها و …)
۴- بررسی افت ولتاژ بارهای واقع در دورترین نقاط
۵- محاسبات اتصال کوتاه
محاسبۀ جریان اتصال کوتاه ماکزیمم در محل باس بارها و محاسبۀ جریان اتصال کوتاه مینیمم در انتهای خطوط
۶- انتخاب و تنظیم حفاظت ها
ظرفیت قطع کلید یا فیوز بالاتر از جریان اتصال کوتاه ماکزییم متناظر آن باشد.
جریان نامی فیوز یا جریان تنظیم کلید از جریان تخمین زده شده برای بار کمتر نباشد.
مشخصۀ حفاظت با نوع باری که حفاظت می شود تناسب داشته باشد (مثلاً بارهای موتور و سلفی، خازنی و …)
۷- بررسی صحت عملکرد حفاظت ها
اطمینان از حفاظت صحیح در برابر اضافه بار: جریان نامی فیوزها یا جریان تنظیمی کلیدها بایستی بیشتر از جریان بار و کمتر از جریان مجاز هادی ها باشد.
اطمینان از حفاظت صحیح در برابر اتصال کوتاه: مقدار انرژی که کلید اجازۀ عبور آن را در شرایط اتصال کوتاه می دهد بایستی از مقدار انرژی قابل تحمل کابل ها محاسبه می شود، بیشتر باشد.
اطمینان از حفاظت صحیح در برابر تماس غیر مستقیم: این مسئله باتوجه به نوع سیستم توزیع نیرو تعیین می شود.
۸- اطمینان از هماهنگی حفاظت ها
بررسی هماهنگی صحیح حفاظت ها (از لحاظ پله بندی، پشتیبانی، تناسب با کلیدها و …)
۹- انتخاب تجهیزات جانبی
مانند سیستم های برق اضطراری، تابلوهای فرعی (تقسیم)، ترمینال ها و …
علامت استاندار CE
مجوز استفاده از این علامت زمانی به سازندگان داده می شود که کلیه الزامات ابلاغ شده در بخشنامه های مرتبط با محصول خود را رعایت کرده باشند. تمامی محصولات اشنایدر الکتریک دارای علامت استاندار CE هستند.
وجود این علامت باعث شده، محصولاتی که آن را دریافت نکرده اند به هنگام فروش با مشکل مواجه شوند و به عبارت دیگر عدم وجود آن در نظر مصرف کنندگان به معنی ناسازگاری محصولات با مقررات تلقی می گردد.