اصول و قواعد تابلو برق

تابلو برق چیست ؟

تجهیزات حفاظتی، تجهیزات فرمان و سایر قطعات الکتریکی در محفظه ای به نام تابلو برق قرار می گیرند. این محفظه علاوه بر حفاظت از تجهیزات در برابر عوامل محیطی، از آسیب های ناشی از برق‌ گرفتگی و انفجارهای احتمالی هم جلوگیری می‌ کند. تابلو برق ها را می توان بر اساس کاربرد و ابعاد به دسته های مختلفی تقسیم کرد.

مونتاژ تابلو برق

مونتاژ تابلو برق یعنی چیدمان صحیح تجهیزات الکتریکی در تابلو. مونتاژ تابلو برق عاملی است تاثیرگذار بر:

چگونگی عملکرد سیستم:

هر چه مونتاژ تابلو به استانداردهای موجود مونتاژ نزدیک تر باشد، عملکرد سیستم کیفیت بالاتری داشته و از طرفی عیب‌ یابی و نگهداری تجهیزات آسان‌ تر خواهد بود.

سطح ایمنی:

با مونتاژ تابلوی استاندارد، برق گرفتگی ها و جرقه های ناشی از اتصال کوتاه به صورت چشم گیر کاهش یافته و سطح ایمنی افراد و تجهیزات افزایش می یابد.

سطح کیفیت محصول:

با بهبود سطح عملکرد سیستم و فعالیت منظم تجهیزات در نهایت محصول تولیدی کیفیت مطلوبی خواهد داشت. برای بررسی چگونگی چیدمان تجهیزات در تابلو برق لازم است انواع تجهیزات در تابلو را بشناسیم.

تجهیزات مورد استفاده در یک تابلو برق:

بسته به نوع مدار (قدرت یا فرمان) تجهیزات موجود در تابلو برق می‌ توانند متفاوت باشند. اما به طور معمول تجهیزات حفاظتی، تجهیزات فرمان و تجهیزات هشداردهنده از مهم ترین تجهیزات موجود در تابلوها هستند.

تجهیزات حفاظتی

یکی از اصلی ترین تجهیزات لازم در تابلوهای برق، تجهیزات حفاظتی هستند. این تجهیزات در هنگام بروز مشکلاتی مانند اتصال کوتاه، کمبود ولتاژ و … باعث قطع مدار و جلوگیری از صدمات ثانویه به سیستم خواهند شد. از مهم ترین تجهیزات حفاظتی می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• کلیدهای محافظت در برابر جریان نشتی یا RCD
• فیوز ها
• کلیدهای حرارتی
• بی‌ متال
• و …

تجهیزات فرمان:

تجهیزات فرمان تجهیزاتی هستند که کنترل سیستم را در دست دارند. این تجهیزات با ارسال فرمان‌ های کنترلی به تجهیزات قدرت، عملکرد سیستم را کنترل می کنند. مدار فرمان در یک سیستم می‌ تواند به صورت دستی یا اتوماتیک طراحی شود.

• تایمر
• میکروسوئیچ
• ترموستات
• کلید گردان
• و …

 از معمول ترین تجهیزات فرمان در تابلو برق ها هستند.

شکل 3- میکروسوئیچ

اتصالات

اتصال بین تجهیزات مختلف معمولا از طریق کابل ها و سیم ها انجام می شود. برای انتخاب سیم ها و کابل های ارتباطی تجهیزات باید به طول و سطح مقطع آن ها توجه کرد. نکته ی دیگری که در انتخاب سیم و کابل در تابلو برق وجود دارد، انتخاب رنگ صحیح و لیبل گذاری مناسب برای هر سیم است. رعایت این نکات درباره سیم ها و کابل ها می تواند به استاندارد شدن چیدمان تجهیزات کمک کند.

شکل 4- اتصالات

تجهیزات هشداردهنده

تجهیزات هشداردهنده تجهیزاتی هستند که در صورت بروز مشکلات و وجود خطاها از طریق صدا یا نور اعلام خطا می کنند. از مهم ترین انواع آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• آژیر که از طریق صدا اعلام اخطار می کند
• چراغ سیگنال که با نور خطا را نشان می دهد.

شکل 5- چراغ سیگنال

اصول و قواعد و نکات کلیدی در مونتاژ تابلو برق:

در ادامه به 15 نکته از مونتاژ تابلو اشاره می کنیم. رعایت این نکات ساده میتواند به استاندارد شدن تابلو کمک کند.

1- انتخاب صحیح تابلو برق: تابلوها معمولا بر اساس شرایط نصب و نوع کاربرد انتخاب می شوند. 

2- ویژگی‌ های ظاهری تابلو: یکی دیگر از موارد موثر در انتخاب تابلو ویژگی های ظاهری آن است. ویژگی های ظاهری مانند:

•  رنگ محفظه‌ که بر اساس محل نصب تابلو انتخاب می شود.
• ابعاد و سایز مناسب که بر اساس ابعاد تجهیزات مورد نیاز انتخاب می شود.

 با این که ممکن است در نگاه اول فاکتورهای ظاهری مانند رنگ در انتخاب تابلو اهمیتی نداشته باشد، اما این ویژگی‌ ها می‌ توانند از طریق تغییر دمای تجهیزات به طور مستقیم بر عملکرد تابلو تاثیرگذار باشد.

3- رعایت فاصله‌ ی بین دو تابلو برق مجاور: در صنایع بزرگ با چندین تابلو برق رعایت فاصله استاندارد بین تابلوها باید مورد توجه قرار گیرد.

4- امکان باز شدن درب محفظه تا زاویه‌ ی 90 درجه: کاربر برای تنظیمات، کنترل و نظارت صحیح بر تجهیزات باید امکان دستیابی به تجهیزات مختلف را داشته باشد. ویژگی‌ های محفظه تابلو مانند امکان باز شدن درب این فضا را برای کاربر ایجاد خواهد کرد.

5- استفاده از تابلو با سایز مناسب و عمق کافی به طوری که درب محفظه کاملا بسته شده و تجهیزات به طور کامل در آن قرار بگیرند تا از تجهیز در برابر عوامل بیرونی حفاظت شود.

6- وجود نقشه یا Document شامل محل قرارگیری تجهیزات و نحوه‌ ی اتصال آن‌ ها. این نقشه علاوه بر مراحل طراحی در مراحل عیب یابی و نظارت هم موثر خواهند بود.

7- چیدمان صحیح قطعات در تابلو برق

شکل 6- مثالی از یک چیدمان تابلو برق

8- فاصله مناسب بین قطعات مختلف که از طریق منحنی مشخصه‌ ی دمایی هر دستگاه مشخص می‌ شود (این فاصله در تابلوهای معمولی 10 سانتی‌ متر از بالا و پایین و 5 سانتی‌ متر از کناره‌ های تجهیز است). رعایت این فاصله بر کنترل دمای محیط موثر است.

9- اطمینان از وجود جریان طبیعی هوا بین تجهیزات از طریق فواصل موجود. افزایش دما که تاثیری منفی بر عملکرد سیستم دارد، با وجود جریان هوا بین تجهیزات تا حد زیادی کاهش خواهد داشت.

10- استفاده از فن‌ ها و تهویه‌ ها برای مقابله با افزایش شدید دمای تابلو مخصوصا وقتی تعداد تجهیزات تابلو زیاد است.

شکل 7- تابلو  برق

11- انتخاب سایز صحیح سیم‌ بندی : سیم‌ های ارتباطی تجهیزات باید حدود 13 سانتی‌ متر رزرو داشته باشند تا در صورت نیاز جا به‌ جایی‌ ها ساده‌ تر انجام شوند.

12- استفاده از شماره‌ سیم و رنگ صحیح برای تفکیک سیم‌ ها از یکدیگر.

13- برچسب‌‌گذاری تجهیزات برای تشخیص بهتر.

14- توجه به نحوه‌ ی عبور سیم‌ های قدرت و فرمان: در صورت لزوم، سیم‌ های قدرت و فرمان باید با فاصله‌ ی 10 تا 15 سانتی‌ متر و با زاویه‌ ی 90 درجه از روی هم عبور کنند.

15- مقره‌ های انتخابی باید توانایی تحمل جریان اتصال کوتاه را داشته باشند، تا در صورت وقوع اتصال کوتاه آسیب نبینند.

اصلی ‌ترین مراحل ساخت تابلو برق:

به‌طور کلی مراحل ساخت تابلو برق بسته به محل استفاده و دیگر شرایط پروژه به شرح زیر است:

1- برنامه ریزی و طراحی نقشه ایزومتریک 

طراحی نقشه اولین مرحله از مراحل ساخت تابلو برق پس از ارزیابی‌های اولیه ذکر شده در بخش قبل است. نقشه شامل تمام جزئیات لازم مانند نیازهای برق، مشخصات تجهیزات، انواع سیگنال و ویژگی‌های ایمنی است. طراحی باید مطابق با نیازهای فرآیند تولید شما صورت بگیرد. مهم‌ترین نقشه در ساخت تابلو برق شامل طراحی نقشه ایزومتریک یا نقشه مدارها و نقشه جانمایی شامل لیستی از تجهیزات و نحوه چیدمان آن‌ها است.

2- برش کاری، جوشكاري، خم کاری و سوراخ کاری بدنه

این مرحله شامل برش، جوش‌کاری، پانچ، خم کردن، مته کاری، فرزکاری قطعات بدنه بر اساس نقشه ارائه شده است. بدنه در اغلب موارد از فولاد ضد زنگ با ضخامت ورقه متفاوت ساخته می‌شود. بدنه‌ها جوری ساخته می‌شوند که امکان توسعه تابلو برق در زمان مقتضی را برای کاربران فراهم سازد.

3- رنگ کاری بدنه

مرحله بعدی پس از آماده شدن بدنه، زیرسازی تابلو برق با رنگ‌های پوششی الکترواستاتیک است. رنگ کاری بدنه در چهار مرحله چربی زدایی، زنگ زدایی و فسفاته کاری و عایق کاری صورت می‌گیرد.

چربی زدایی: شامل حذف موادی چون روغن، گریس، گردو غبار و… است که مانع نفوذ رنگ می‌شود و به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد.

زنگ زدایی: شامل تراشیدن محل‌های زنگ زده با استفاده از ابزارهای مخصوص چون سمباده، محلول‌های شیمیایی خاص یا دستگاه‌های فرزکاری و شستشوی آن با آب فراوان است.

فسفاته کاری: فسفاته کاری باعث چسبندگی و نفوذ بیشتر رنگ و بالا بردن کیفیت رنگ بر روی سطوح فلزی و کاهش زنگ زدگی می‌گردد و اغلب از طریق غوطه‌ور ساختن فلز در مواد شیمیایی چون اسید نیتریک و اسید فسفریک در دمای 55 تا 65 درجه سانتیگراد صورت می‌گیرد.

عایق کاری: مرحله آخر رنگ کاری شامل عایق کاری بار رنگ است که انجام آن بر اساس دمای محیط و زمان استفاده از تابلو برق صورت می‌گیرد. به منظور نفوذ بهتر و افزایش کیفیت، رنگ کاری بیشتر با رنگ‌های کوره‌ای انجام می‌شود. 

4- مونتاژ بدنه اصلی یا اسكلت داخلي تابلو برق 

این مرحله از مراحل ساخت تابلو برق شامل اتصال قطعات نگهدارنده و تعبیه سوراخ‌ها یا برش‌هایی برای قراردادن تجهیزات الکتریکی در محل مناسب است.

5- مونتاژ قطعات و تجهیزات الكتريكي 

مونتاژ قطعات و تجهیزات الكتريكي بر اساس نقشه جانمایی صورت می‌گیرد. این تجهیزات به‌طور معمول بر روی یک پانل فرعی نصب می‌شوند. قطعات الکتریکی مورداستفاده باید از قبل از نظر کیفیت و استاندارد موردتائید کارشناس کنترل کیفیت قرار گرفته باشند. بسیاری از اجزای کنترل بر روی ریل DIN با اندازه استاندارد نصب می‌شوند که سرعت نصب را افزایش می‌دهد. کانال سیم نیز بر روی پنل فرعی نصب شده تا سیم کشی بین دستگاه‌ها به طور دقیق انجام شود.

6- سیم کشی و شینه گذاری

بعد از مونتاژ تمامی اجزا، مرحله بعدی سیم کشی کنترل پنل مطابق با نقشه شماتیک است. انتخاب رنگ سیم براساس استانداردها نیز دارای اهمیت است زیرا نشان می دهد که سیم دارای چه ولتاژی است. علاوه بر این، به هر سیم یک برچسب منحصر به فرد داده می‌شود که به عیب یابی سیستم در صورت بروز مشکل کمک می‌کند.

7- تست و کنترل کیفیت

آخرین مرحله از مراحل ساخت تابلو برق تست، کنترل و تایید کیفیت تابلوی برق است. کنترل کیفیت تابلو برق از مهم‌ترین و حساس‌ترین مراحل تولید و مونتاژ تابلو برق صنعتی است که بی‌توجهی به آن می‌تواند موجب بروز خطرات جبران‌ناپذیر جانی و مالی گردد. مراحل تست و کنترل کیفیت تابلو برق در دو بخش کنترل مونتاژ بدنه و کنترل مونتاژ الکتریکی صورت می‌گیرد. مرحله کنترل مونتاژ شامل بررسی کلیه‌ی قطعات و تجهیزات از لحاظ نصب و قرارگیری بر روی تابلو برق و مرحله کنترل مونتاژ الکتریکی شامل کنترل کلیه اتصالات بخش فرمان، لوازم و تجهیزات الکتریکی، اتصالات شینه و اتصالات زمین است.

8- انطباق و صدور گواهینامه

آخرین مرحله ساخت تابلو برق این است که اطمینان حاصل کنید که کنترل پنل صنعتی شما با قوانین و استانداردهای برق محلی و ملی مطابقت دارد.

استانداردهای لازم در مراحل ساخت تابلو برق

تک تک مراحل ساخت تابلو برق باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی چون IEC 60204-1 صورت گیرد. استانداردهای مختلفی برای ساخت تابلوهای برق باید رعایت شود تا میزان بروز آسیب‌های جانی و مالی را به حداقل برساند. برخی از این استانداردها عبارت‌اند از:

• تایید متریال و قطعات استفاده شده در ساخت تابلو برق توسط متخصص 
• عدم ایجاد تغییر در نقشه تابلو برق
• انتخاب تابلو برق متناسب با محل نصب
• تناسب ظاهری ابعاد تابلو شامل عرض، عمق و طول
• نصب فیوز محافظ برای تجهیزات داخلی تابلو برق مانند چراغ‌های نصب و مدارهای فرمان
• استفاده از لوله برق در سیم‌کشی نزدیک لولای درب تابلو برق 
• ازرائه پلاک شناسایی برای تابلوهای برق 
• استفاده از واشر تخت و فنری در اتصالات بدنه برای افزایش ایمنی کاربران
• استفاده از لولاهای گالوانیزه و ضد آب 
• نصب ریل برای اتصال کابل های ورودی و خروجی