اصول چیدمان و جاسازی لوازم مورد نیاز در تابلوهای برق

هنگام طراحی تابلوهای برق، زمانی که مونتاژ کار و طراح شروع به چیدن قطعات و لوازم تابلو برق می کنند همواره باید به خاطر داشته باشند که این چیدمان بر اساس اصول، هماهنگی ها و ترکیب صحیحی انجام می پذیرد. طرز قرار گیری این قطعات نسبت به یکدیگر و چیدمان آن ها به سلیقه مونتاژ کار بستگی دارد. در ادامه مطلب به اصول چیدمان قطعات داخل تابلوهای برق می پردازیم.

1- حفظ رعایت نکات ایمنی در مقابل برق گرفتگی و آتش سوزی

امنیت اولین و مهمترین مسئله در پروژه های برق صنعتی و قدرت است. برق گرفتگی و آتش سوزی از بارزترین تهدیداتی هستند که در زمان کار با برق احساس می شوند و چیدمان صحیح قطعات، نقش مهمی را در ایمنی تابلوهای برق ایفا می کند.

:: قطعاتی نظیر کلید های اصلی که برای قطع و وصل مدار تعبیه شده اند، باید در دسترس باشند، زیرا در حوادثی مانند آتش سوزی یا برق گرفتگی افراد به این فکر هستند که بلافاصله کلید اصلی تابلو برق را قطع کنند. پس یک طراح باید محل نصب قطعات را طوری در تابلو پیش بینی کرده باشد که حتی اگر شخصی با قد کوتاه، اقدام به قطع کلید اصلی کرد، کلید در ارتفاع مناسبی نصب شده باشد و کلید اصلی حتما با پلاک و اسم مشخص شود تا کاربر با کلید های مشابه دیگر اشتباه نکند و برای قطع آن با مشکل روبرو نشود.

:: اگر تابلو دارای شینه یا باس‌بار (Busbar) است، حتما روی شینه ها را با طلق و یا عایق حرارتی بپوشانید تا تحت هیچ شرایطی احتمال برخورد دست شخص با قسمتهای برقدار وجود نداشته باشد.

در تصویر زیر نمایی از چیدمان صحیح و چیدمان غلط لوازم در تابلو برق ها را مشاهده می کنیم.

2- رعایت نکات فنی

رعایت نکات فنی تابلو برق، از مسائل مهمی است که طی چند مثال آن را مطرح می کنیم.

:: همه ی قطعات برای اتصال به یکدیگر، دارای پیچ یا ترمینال هستند. این قسمت از پیچ ها بایستی در دسترس کامل برای باز و بسته کردن توسط آچار باشند و تا جایی که ممکن است هیچ گونه قطعه یا کابلی در مسیر این پیچ ها قرار نداشته باشد تا کاربر در تعمیرات و تعویض دچار مشکل نشود.

:: قطعاتی که در مقابل ضربه بسیار حساس هستند و در برابر گرد و غبار به شدت آسیب پذیر اند، باید بالاترین قسمت از تابلو را به آن ها اختصاص داد و حتی در قسمت هایی قرار دهیم که در دسترس نباشد. می توان به قطعاتی مانند PLC یا کنترلرهای دیگر اشاره کرد که در مقابل ضربه بسیار حساس اند که اپراتور معمولا با این قطعات کمتر سروکار دارد.

:: قطعاتی مانند ترمینال و یا شینه هایی که باید از طریق کابل به خارج ار تابلو مرتبط شوند، طوری طراحی و نصب می کنیم که کاربر بتواند براحتی و به دور از هرگونه تماس بدنی با قسمت هی برقدار دیگر کارکند.

:: باید همیشه فضای خالی برای فرم دادن و بستن کابل ها فراهم باشد که این فضا نسبت به نوع کابل و جریان عبوری از آن متغیر است. چیدمان و نصب کلید اصلی و خروجی ها را می توان نسبت به مسیر کابل های ورودی و خروجی خارج از تابلو برق تعیین کرد.

3- صرفه جویی در هزینه های قطعات تابلو برق و کاهش حجم استفاده از سیم و کابل ها

قطعات تابلو برق را باید طوری چید که از حداقل سیم و شینه استفاده شود تا هزینه کمتری داشته باشد و علاوه بر هزینه ها حجم استفاده سیم و کابل در داکت ها ی سیم کشی نیز کاهش پیدا کند.

برای مثال در تصویر زیر می بینیم که چیدمان نادرست قطعات چقدر در اتلاف سیم موثر است. در تصویر سمت راست با اینکه فقط محل قرار گیری مینیاتوری و کنتاکتور را جابجا کردیم چقد نامنظم شده و مقدار زیادی سیم مصرف شده است. اما تصویر سمت چپ بسیار منظم و با حجم کم سیم کشی شده است. باید توجه داشته باشیم که استفاده ی بیش از حد و بی دلیل از سیم و شینه، باعث گرما و هزینه ی بیشتر خواهد شد.

4- نظم و زیبایی تابلو برق

حفظ نکات ایمنی و چیدمان صحیح قطعات، باعث زیبایی داخلی تابلو برق می شود که نشان دهنده ی کیفیت تابلو برق می باشد. هنگام چیدن قطعات تابلو برق، طراح باید سعی کند قطعات را کاملا افقی یا عمودی نصب کند و آنها را کج نبندد. قطعات کنار یکدیگر، باید هارمونی داشته باشد. زیبایی تابلو برق، نشانه ی نظم و حرفه ای بودن طراح آن است و این نکته حتی در تعمیرات، عیب یابی و تعویض قطعات، بسیار حائز اهمیت است و تعمیرکار راحت تر و با اطمینان بیشتری می توانند در تابلوها کار کنند.

چیدمان عمومی لوازم تابلو برق و محل نصب صحیح آن ها

ابتدا به یک نمونه طرح که نحوه چیدمان لوازم در داخل تابلو های دیواری را نشان می دهد، نگاهی می اندازیم و در مورد طریقه ی جاسازی و محل نصب قطعات مختلف بحث می کنیم. در حالت نرمال، ورودی و خروجی ها را در پایین تابلو در نظر گرفته ایم.

:: قطعاتی که در مقابل ضربه بسیار حساس هستند همانند کنترل کننده ها و PLC در بالاترین قسمت سینی مونتاژ قرار می گیرند.

:: کلید اصلی با کمی فاصله از لوازم دیگر در قسمت پایین سمت چپ قرار دارد و فیوزها در بالای سینی، ردیف پایین PLC قرار دارند.

:: کنتاکتورها در ردیف پایین کلیدها و فیوزهای محافظ خود قرار دارند.

:: ترانسفورماتورها در پایین ترین سطح سینی یا در کف تابلو قرار دارند.

:: ترمینال یا کانکتورها: محل قرارگیری ورودی و خروجی تابلو، بستگی به جهت و مسیر کابل ها در آن واحد دارد.

::خازن ها حتما بصورت ایستاده و حتی المقدور در پایین ترین قسمت تابلو و کف آن نصب شوند.

:: ادوات فرمان در سطح پایین تر از کنتاکتورها نصب می شوند.

:: شینه ارت به صورت عمودی و در سمت راست ترمینال ها قرار می گیرد.

:: شینه نول به صورت عمودی و در سمت چپ فازهای ورودی قرار می گیرد.

توجه: محل نصب ترمینال ها عامل بسیار موثری در چیدمان یک تابلو برق است.

ابعاد و اندازه لوازم مورد استفاده در یک تابلو برق

برای طراحی تابلو های برق در اندازه و ابعاد مختلف، دانستن ابعاد و فضاهای مورد نیاز برای نصب قطعات، امری ضروری است. ما باید در ابتدای کار برای طراحی یک تابلو برق، اطلاعات کاملی از تجهیزات داخل تابلو داشته باشیم.

باید به این نکته توجه کنیم که عوامل زیادی در ابعاد تابلو برق موثر هستند و با توجه به این عوامل اندازه تابلو برق و تجهیزات داخلی آن را مشخص می کنیم. می توان به عواملی همچون عملکرد تابلو برق، محل نصب تابلو برق و … اشاره نمود.

در جدول زیر، ابعاد و اندازه های برخی از لوازم پرکاربرد آورده شده است که این اندازه ها به صورت تقریبی هستند زیرا ابعاد لوازم مختلف در مارک های مختلف با هم تفاوت دارند اما با این حال برای طراحی و کار می توان از این ابعاد به خوبی استفاده کرد.

ابعاد تقریبی برخی لوازم

فضاهای خالی بین لوازم مورد استفاده در تابلو های برق

:: اطراف قطعاتی که در مسیر عبور سیم و کابل قرار دارند، جهت عبور و مانور سیم باید فضای خالی وجود داشته باشد.

:: این فضای خالی برای قطعاتی که تا جریان 100 آمپر دارند و کانال سیم کشی، حدود 2 تا 3 سانتیمتر است.

:: مطابق تصویر زیر، بین قطعه و کانال سیم کشی، فضای خالی وجود دارد.

نکته ای مهم در رعایت فاصله استاندارد بین قطعات

از آنجایی که در تابلو و قطعات فشار ضعیف، به دلیل ایجاد قوس الکتریکی یا آرک، استاندارد فاصله ی خزشی بین فازها بسیار کم است، به شرطی که اطراف آن قطعه، دارای عایق باشد نزدیک نمودن قطعات به یکدیگر، ایرادی ندارد. به بیان دیگر، می توان قطعاتی مانند فیوز مینیاتوری یا کنتاکتور را کنار یکدیگر با فاصله کم قرار داد ولی به هرحال، تا جایی که ممکن است برای عبور هوا و نیز جلوگیری از تاثیرگذاشتن گرمای لوازم روی یکدیگر، فضای خالی بین آنها در نظر می گیریم.

:: فضاهای خالی، با توجه به نکته ی فوق، برای کلید های بین 63 تا 200 آمپر، حدود 3 سانتیمتر است.

هرچه جریان بالاتر می رود، قطر سیم و کابل، بیشتر شده و کابلشوها و سرسیم های بزرگتری نیز مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، این فضاها برای راحتی بستن سیم ها، کمی بیشتر در نظر گرفته می شوند.

:: داکت (کانال سیم کشی): با توجه به حجم سیم هایی که قرار است در داخل کانال های سیم کشی عبور کنند، باید از کانال های مناسب استفاده شود و همچنین، حدود 30% (یا یک – سوم) از کانال را برای عبور هوا در نظر بگیریم. در تابلو های برق، داکت ها باید از نوع شیاردار باشند.

:: داکت های سیم کشی با ابعاد مختلف تولید می شوند:

100 * 60 , 60 * 60 , 60 * 40 , 40 * 60 , 40 * 40 , 40 * 30 , 40 * 25, 20 * 20

عرض * ارتفاع (mm)

حال با ذکر یک مثال کاربردی لوازم مورد استفاده در تابلو برق یک واحد صنعتی را تشریح می کنیم.

لوازم و قطعات مورد نیاز تابلو برق یک واحد صنعتی

– لوازم و قطعات مورد نیاز در یک واحد صنعتی، بدین صورت برآورده شده اند:

1- کلبد اصلی تابلو: کلید کمپکت 250 آمپر 1عدد

2- کلید تغذیه برای برق آسانسور: کلید کمپکت 50 آمپر 1 عدد

3- کلید تغذیه برای برق انبار: کلید کمپکت 40 آمپر 1 عدد

4-کلید تغذیه برای برق سالن تولید: کلید کمپکت 63 آمپر 1 عدد

5- در مجموعه خط انتقال قطعه (کانوایر)، پنج الکتروموتور وجود دارد که برای هر خط موتور یک عدد مینیاتور – کنتاکتور و بیمتال در نظر می گیریم. بنابراین:

5-1- مینیاتوری سه فاز 25 آمپر: 5 عدد

5-2- کنتاکتور 25 آمپر: 5 عدد

5-3- بیمتال 13-9 آمپر: 5 عدد

5-4- کنترل فاز برای محافظت موتورها: 1عدد

6- مجموعه المنت های حرارتی برای گرم کردن مواد: سه المنت وجود دارد که برای هر خط، به یک مجموعه کلید حرارتی، کنتاکتور و ترموستات ریلی نیاز داریم.

نکته

ترموستات برای تنظیم درجه حرارت مواد است که به کنتاکتور، فرمان قطع و وصل می دهد. ترموستات ها هم بر روی درب تابلو نصب می شوند و هم داخل تابلو و کنار لوازم دیگر که ما در اینجا آن ها را در داخل تابلو جاسازی می کنیم. بنابراین:

6-1- محافظ هر خط المنت: کلید حرارتی 8-5 آمپر: 3 عدد

6-2- کنتاکتور 9 آمپر: 3 عدد

6-3- ترموستات دیجیتال: 3 عدد

7- محافظ برای روشنایی کل واحد: فیوز مینیاتوری تک فاز 16 آمپر 20 عدد

شرح چگونگی نحوه چیدمان قطعات، تعیین محل نصب آنها و محاسبه ابعاد تابلو برق یک واحد صنعتی

قبل از اینکه نحوه کار را شرح دهیم، باید توجه داشته باشید که اصولا در یک مجموعه صنعتی، برای هر گروه از مصرف کننده ها باید تابلوی جداگانه در نظر گرفته شود، مثلا مصارف روشنایی در تابلوی (LDP)، فیدرهای تغذیه در تابلوی توزیع (MDP) و مصارف موتوری و فرمان در تابلوی کنترل (MCC) تعبیه شوند، ولی چون هدف ما در اینجا، آموزش اصول و روش های چیدمان می باشد، سعی کردیم که همه مصارف را در یک تابلو در نظر بگیریم تا بتوانیم نحوه کار با لوازم مختلف را در یک تابلو بررسی نماییم. به هرحال، اصول و روش کار، برای اکثر تابلوها تقریبا یکسان می باشد.

همانطور که اشاره نمودیم، چیدمان تابلو برق به کمی سلیقه و تجربه نیاز دارد، بنابراین اولین کاری که برای جاسازی قطعات تابلو برق باید انجام دهید، این است که تمامی لوازم را طبق ترکیبی (چیدمان عمومی لوازم) که در ابتدای این پست نشان دادیم، پیاده کنید. سپس، طبق نکاتی که به شما خواهیم گفت، مرحله به مرحله آن را تکمیل کنید.

در مثال بالا، لیست لوازم (part list) مورد نیاز ما در داخل تابلو برق ارائه شده است. حال، طبق نکاتی که قبلا اشاره کردیم، لوازم را مرحله به مرحله کنار یکدیگر می چینیم. در اینجا، چیدمان لوازم برای آموزش اولیه و آشنایی بیان شده و یک روش پیشنهادی می باشد و می توان به روش ها و شکل های دیگر نیز این کار را انجام داد.

مرحله اول

ابتدا یک مستطیل به عنوان تابلوی فرضی می کشیم و با توجه به شکل کلی و ابعاد گفته شده، چیدمان قطعات را طبق شکل، بدین ترتیب انجام می دهیم:

– کلید اصلی در قسمت پایین و چپ

– کلیدهای کمپکت خروجی در بالاترین قسمت

– کلیدهای حرارتی مانند مینیاتوری بر روی ریل های مخصوص نصب می شوند و در کنار فیوزهای مینیاتوری قرار می گیرند.

اگر تعداد این قطعات بیشتر باشد، بهتر است که هر ردیف را به یک قطعه اختصاص بدهیم، ولی:

اولا: در اینجا کلیدهای حرارتی 3 عدد هستند و نیازی نیست که آنها را در یک ردیف قرار دهیم،

دوما: چون از نظر کلی، مانند مینیاتوری نقش حفاظت جریان را بر عهده دارند و نیز از نظر ابعاد، تقریبا با مینیاتوری هم اندازه هستند، آنها را در یک ردیف قرار می دهیم.

– تمامی فیوزهای مینیاتوری را از آمپر بالا به پایین، در یک ردیف قرار می دهیم. ابتدا سه فاز، و بعد تک فاز

– کنتاکتورها را به ترتیب چیدمان کلیدهای حرارتی و فیوزهای مینیاتوری مربوط به خودش، می چینیم.

– ادوات فرمان مانند کنترل فاز – ترموستات در ردیف بعدی جاسازی می کنیم.

مرحله دوم

در این مرحله، چیدمان را کامل تر می کنیم. مثلا، ردیف فیوزهای مینیاتوری را در شکل مشاهده کنید.

این ردیف، نسبت به ردیف های دیگر، بسیار بلندتر است. این ردیف را به دو ردیف تبدیل کنید.

بهترین کار این است که کلیدهای حرارتی و مینیاتوری های 25 آمپر را در یک ردیف قرار دهیم تا با کنتاکتورهایشان، هماهنگی داشته باشد و بعد در ردیف پایین، فقط مینیاتوری های 16 آمپر را قرار دهیم.

نکته

تا جایی که ممکن است، سعی کنید هر مجموعه را در یک ردیف قرار دهید، البته اگر این کار باعث زیباتر شدن و هماهنگی بیشتر این قطعات شده و تقریبا عرض هر ردیف از نظر اندازه، با ردیف های دیگر برابر شود.

– ردیف کلیدهای کمپکت نیز کمی نسبت به بقیه کمتر است، بنابراین برای تکمیل و زیبایی آن، فاصله ی بین آنها را بیشتر می کنیم (به دلخواه) تا با دیگر ردیف ها برابر شود.

– تمامی قطعات را به مرکز می آوریم.

مرحله سوم

در مرحله بعد، بین قطعات را دات کشی می کنیم.

فضاهای خالی را در نظر گرفته و بعد طبق اندازه هایی که در بخش های قبلی اشاره کردیم، ابعاد لوازم را وارد می کنیم.

حال، به نکات واقع در شکل توجه کنید:

– کانال عرض 6 سانتیمتر برای این تابلو، کافی می باشد.

– فضاهای خالی برای عبور سیم ما بین قطعه و کانال، 3 سانتیمتر

– فضای خالی زیر ترمینال ها، برای بستن کابل، حداقل حدود 15 سانتیمتر

فضا برای باسبار اصلی و انشعاب

11 سانتیمتر برای عرض کلید اصلی – 3 سانت از چپ کلید – 5 سانت سمت راست کلید، که این 5 سانت به علت اینکه تراکم سیم ها در قسمت سمت راست باسبار، بیشتر است، به دلخواه، کمی جادارتر در نظر گرفته شده است.

– ارتفاع ترمینال ها 5/4 سانتیمتر و کنترل فاز 9 سانتیمتر می باشد.

– تا اینجا، تمامی فضاها، ابعاد و اندازه های قطعات را بر روی شکل پیاده کردیم. این کار را با هم بصورت عرضی و هم بصورت عمودی یعنی از بالا به پایین انجام داده و سپس، تمامی اندازه ها را با هم جمع می کنیم:

ارتفاع از بالا به پایین:

6+3+15+3+6+3+8.3+3 +6+3+8.3+3+6+3+12+3+6+3+9+3+6+3+5.4+15=142cm

راهنما: عرض کانال -فضاهای خالی- ارتفاع قطعه

اندازه های عرضی

نکته مهم این است که برای جمع اندازه های عرضی، باید بلندترین ردیف را در نظر بگیریم، مثلا در شکل، ردیف کنتاکتورها بلندتر از همه است، بنابراین:

8 کنتاکتور داریم که عرض هر یک 5 سانتیمتر است که مجموعا 40 سانتیمتر می شود. فضای بین دو کنتاکتور، 1 سانتیمتر و از هر طرف، فاصله کانال تا کنتاکتورها، 2 سانتیمتر، را فضای خالی در نظر می گیریم که 51 سانتیمتر خواهد شد.

(3+11+5)+(6+2+5+1+5+1+5+1+5+1+5+1+5+1+5+1+5+2+6)=82cm

کلید اصلی 19cm ردیف کنتاکتورها 51cm

با کمی دقت، خواهید دید که کار ساده ای است. فقط توجه داشته باشید که ابعادی که ما برای نصب قطعات بر روی سینی مونتاژ نیاز داریم، 142*82 می باشد ولی کار ما هنوز تمام نشده است.

ابعادی که محاسبه کردیم، سینی مونتاژ است و سینی ها معمولا کوچک تر از بدنه ی تابلو برق می باشند، بنابراین باید به طول و عرض بدست آمده، حدود 10-8 سانتیمتر اضافه کنیم.

در نتیجه، ابعاد تابلو، 90*150 سانتیمتر می باشد.

اکنون، ابعاد استاندارد تابلوهای دیواری را که پایین تر به آن اشاره می کنیم، مشاهده کرده و نزدیک ترین ابعاد را نسبت به ابعاد محاسبه شده، انتخاب می کنیم. اگر این ابعاد در استاندارد تابلوهای دیواری وجود داشته باشد، پس تابلو دیواری می باشد، ولی در این مثال، ابعاد 90*150 را نباید بصورت دیواری انتخاب کرد، زیرا تابلو بسیار بزرگ و سنگین خواهد شد و بهتر است ایستاده ساخته شود.

روش اول چیدمان تابلوهای ایستاده

در شکل چیدمان تابلوهای ایستاده معمولا کلید اصلی را در پایین ترین قسمت قطعات قرار می دهند. یعنی، سعی می کنیم که عرض تابلو را مطابق با تابلوهای ایستاده، 80 یا 60 سانتیمتر در نظر بگیریم و به جای آن، به ارتفاع تابلو اضافه کنیم، زیرا ارتفاع تابلوهای ایستاده را می توان تا 220 سانتیمتر در نظر گرفت که در اینجا 200 سانتیمتر کفایت می کند.

تابلو ایستاده 80 * 200 cm

روش دوم چیدمان تابلوهای ایستاده

به طور کلی، اگر طبق محاسبات، توانستیم ابعاد تابلو را به استاندارد 90 * 110 سانتیمتر برسانیم، تابلو را بصورت دیواری می سازیم، ولی اگر بیشتر از این شد، تابلو باید بصورت ایستاده ساخته شود.

استثناء: اگر طبق شرایط محل نصب، مجبور بودید تابلو را بصورت دیواری بسازید، کافیست تابلو را دوباره چیدمان کرده و سعی کنید ابعاد را بصورتی درآورید که تابلو به شکل عرضی در بیاید. بنابراین، ارتفاع را 100 سانتیمتر کنید و در عوض، به عرض آن بیفزائید.

اکنون، تمامی فیوزهای مینیاتوری و کلیدهای حرارتی را طبق ساختار اولیه، در یک ردیف چیده و ادوات فرمان (ترموستات و کنترل فاز) را در ردیف کنتاکتورها قرار می دهیم، زیرا تعداد آن ها کم است و اختصاص دادن یک ردیف برای آنها، لزومی ندارد.

سپس، طبق نکات قبلی، مجددا تابلو را از چپ به راست و با توجه به بلندترین ردیف اندازه گذاری کرده و مجموع اندازه ها را به عنوان عرض تابلو در نظر می گیریم.

نکته

در نظر داشته باشید، در صورتی که عرض تابلو از 90-80 سانتیمتر تجاوز کرد، درب تابلو باید دو قسمتی (دو درب) ساخته شود.

به شکل زیر توجه کنید.

به هر حال، شما می توانید با کمی ابتکار، بهترین شکل را به تابلو بدهید و با کم و زیاد کردن ارتفاع و عرض، تابلو را با ابعاد استاندارد مناسب تطبیق دهید.

بهترین ابعاد پیشنهادی برای مثال قبل: تابلو ایستاده 80 * 200 و یا دیواری دودرب 115 * 100 می باشد.

ابعاد تابلوهای برق را به فراخور محل نصب، تقریبا با هر اندازه ای می توان ساخت، ولی بهتر است که ابعاد بدست آمده را به ابعاد استاندارد تبدیل کنیم.

ابعاد استاندارد تابلوهای دیواری

که با عمق های مختلف ساخته می شود.

ابعاد استاندارد سلول های ایستاده

ابعاد 80* 80* 200 و 60* 80* 200 و 60* 60* 200 می باشند که ارتفاع نهایی تابلو با شاسی کف (ارتفاع 10 و 20 سانتیمتر)، به 210 و 220 سانتیمتر خواهد رسید.

ابعاد تابلوها با توجه به نیاز و فضای نصب، به صورت نیمه ایستاده (ارتفاع کمتر) و با عمق های مختلف نیز ساخته می شوند.

تابلو نیمه ایستاده بارانی 30 * 80 * 120