مقدمه:

تابلو برق یک محفظه برای نصب وسیم بندی تجهیزات الکتریکی  یا الکترونیکی است که کلیدها و قطعات کنترلی و حفاظتی و لوازم نمایشگر (ولتاژ، جریان، فرکانس، توان، کسینوس فی و …) روی آن نصب می‌شوند. همچنین تابلوهای برق جهت جلوگیری از وارد شدن شوک الکتریکی به کاربرانِ تجهیزات و حفاظت تجهیزات در برابر عوامل محیطی استفاده می‌شوند.

تجهیزات تابلو برق:

۱-کلید

کلیدهای روشنایی بر اساس ولتاژ مدار، جریان اسمی و نوع آن (AC یا DC) و در صورت لزوم رعایت شرایط محیط کار انتخاب می شوند. کلید روشنایی مدارات تک فاز بایستی قابلیت کار با حداقل ۲۵۰ ولت و جریان ۱۰ آمپر را دارا باشد. جریان اسمی کلید با توجه به نوع بار تغذیه شده از کلید می بایست برابر یا بزرگتر از مقادیر زیر باشد مگر اینکه در استاندارد ساخت کلید شرایط دیگری لحاظ گردد.

• بارهای اهمی مانند لامپ رشته ای، بخاری برقی: برابر با حداکثر جریان مصرف

• بارهای سلفی (موتوری) و مانند آنها: ۱٫۲۵ برابر حداکثر جریان مصرف

• بارهای خازنی و مصرف کننده هایی که خازن جبران کننده دارند: ۲ برابر حداکثر جریان مصرف

• در صورتی که کلید برای قطع بار کامل سلفی طراحی نشده باشد باید آمپراژ آن دو برابر بار ثابت مورد نظر انتخاب شود.

• مشخصات کلی کلید

   مشخصات زیر بایستی بر روی کلید درج شده باشد:

• استاندارد مورد استفاده V_n و I_n و جریان های قطع مرتبط با ولتاژهای اعمال شده، تعداد فازها (تعداد پل های کلید)، فرکانس کاری، درجه حفاظت نام یا علامت تجاری سازنده، نام کشور سازنده.

• هر تابلو باید به یک کلید اصلی قطع و وصل زیر بار مجهز شود، جریان نامی این کلید حداقل برابر با جریان مصرف کل تابلو و قدرت تحمل اتصال کوتاه آن نباید کمتر از جریان اتصال کوتاه احتمالی باشد و در صورتی که این کلید وسایل حفاظتی دارد، جریان نامی وسیله حفاظتی نباید از جریان نامی تابلو بیشتر باشد. از کلیدهای خودکار مجهز به ماژول های حفاظتی می توان برای هر دو منظور حفاظت و قطع و وصل مدار استفاده نمود. در تابلوی اصلی اگر از کلید و فیوز جداگانه در ورودی تابلو استفاده شود بایستی کلید قبل از فیوز در مدار قرار بگیرد.

• تنظیم قطع کننده حرارتی جریان زیاد (بی متال) کلید، باید بر اساس جریان کار کلید انجام گیرد نه بر اساس جریان اسمی کلید (برای تأمین حفاظت دقیق تر). حد بالای تنظیم این رله بهتر است از جریان اسمی کلید بیشتر نباشد.

   مثال: کلید با جریان اسمی ۲۵۰ آمپر برای کار در جریان کاری ۲۳۰ آمپر انتخاب می شود و بنابراین بی متال باید بر روی ۲۳۰ آمپر تنظیم شود.

۲- کنتاکتور:

 مشخصات کلی کنتاکتورها بصورت زیر است:

• ولتاژ اسمی، جریان اسمی (یا کد مشخص کننده جریان)، فرکانس اسمی، تعداد پل ها، توان اسمی، ولتاژ آزمون عایقی، ولتاژ آزمون ایستادگی فرکانس صنعتی یک دقیقه ای، کنتاکت های کمکی NC و  NO.

• نوع بار تغذیه شونده از کنتاکتور (روشنایی، موتوری، خازنی) و شرایط محیط کار کنتاکتور مدنظر باشد. با استفاده از رله های حرارتی و الکترومغناطیسی همراه با کنتاکتورها و تنظیم دقیق آنها بر اساس نیاز مدار و منحنی مشخصه عملکرد آنها می توان سیستم حفاظتی صحیحی را در شبکه فراهم نمود.

• کنتاکتور AC₂: مناسب برای بارهای سلفی و خازنی با تعداد دفعات قطع و وصل کم.

• کنتاکتور AC₃: مناسب برای بارهای سلفی و خازنی با تعداد دفعات قطع و وصل زیاد.

۳- شینه :

ظرفیت الکتریکی شینه فازها ۱۵۰ % (۱٫۵ برابر بیشتر) ظرفیت جریان دهی کلید اصلی انتخاب شده و قابلیت تحمل نیروهای ناشی از اتصال کوتاه احتمالی را دارا باشند. ابعاد شینه بر اساس حداکثر جریان مدار از جدول مربوطه یا محاسبه بدست می آید و در صورت لزوم ضرائب رنگی یا بی رنگ بودن شینه، درجه حرارت محیط و درجه حرارت مجاز، ارتفاع از سطح دریا اعمال می شود.

   نیروی الکترودینامیکی مابین دو شین موازی حین عبور جریان اتصال کوتاه بر حسب نیوتن:

   در این رابطه:

• A: فاصله دو شین از هم.

• I_s: جریان اتصال کوتاه بر حسب آمپر.

• I_k: جریان اتصال کوتاه متناوب در طرف ثانویه ترانسفورماتور.

• U_k: درصد امپدانس ترانسفورماتور.

۴-فیوز:

انتخاب فیوز بر اساس نوع حفاظت از مدار (اضافه بار، اتصال کوتاه) و در نظر گرفتن نوع بار (فیوز سریع یا تندکار، فیوز تأخیری یا کندکار) و با مراجعه به منحنی های مشخصه عملکرد فیوز (منحنی جریان زمان) انجام می گیرد. در صورتی که از چند فیوز پشت سر هم استفاده گردد برای تأمین حفاظت موضعی بهتر است فیوز بالادست با ضریب ۱٫۶ برابر فیوز پایین دست انتخاب شود تا از عملکرد نابهنگام فیوز حتی الامکان جلوگیری شود. وسایل حفاظتی مدار با توجه به جریان مجاز تعدیل شده (پس از اعمال ضرائب مختلف به جریان موردنیاز، مثال ضریب همزمانی) انتخاب می شوند.

جدول علائم درج شده بر روی فیوزها

• فیوزهای G جریان های کمتر از جریان ذوب تا جریان نامی قطع را، وصل نگه می دارند.

• فیوزهای A جریان های بیش از چند برابر جریان نامی معین خود تا محدوده جریان نامی قطع را، وصل نگه می دارند.

۵- مقره:

مقره بر اساس ولتاژ کاری تابلو (فشار ضعیف یا فشار متوسط) و وزن شینه ها انتخاب می شود. در انتخاب مقره باید دقت شود که حداکثر نیروی الکترودینامیکی وارد به مقره از ۷۵ درصد قابلیت تحمل مقره بیشتر نگردد.

• نحوه استقرار مقره در روی بدنه و بسته شدن شینه به مقره باید پیش بینی شود.

• ارتفاع عایقی مقره بر اساس حداکثر ولتاژهای عبوری احتمالی (کلید زنی و …) بدست می آید.

• شرایط کار تابلو (رطوبت، ارتفاع، گرد و غبار، تغییرات دما و شدت تغییرات) به دقت مورد مطالعه قرار گرفته و مقره مناسب با این محیط تهیه گردد.