فرض کنید در یک کارگاه یا کارخانه، قرار است تعداد زیادی موتور را واردِ مدار کنیم. اتصالِ همزمانِ همه موتور‌ها به صورتِ مستقیم به برقِ سه‌فاز ممکن نیست، این کار به تعداد زیادی نیروی انسانی نیاز دارد.
از آن گذشته، ارتباطِ مستقیم با برقِ سه‌فاز، خطراتِ جانیِ زیادی برای نیروی کار دارد و احتمال بروز خطای انسانی و آسیب به تجهیزات هم هست. همچنین، کارکرد نادرست تجهیزات ممکن است باعث کاهش ضریب توان شبکه (cosϕ)، اخطار و جریمه از سمت اداره برق و بسیاری زیان‌های مالی دیگر شود.
برای این‌که موتور‌ها بدونِ هیچ مشکلی به مدار وصل شوند و نیز برای اتوماتیک کردنِ فرآیند‌ها نیاز به طراحی و مونتاژِ تابلو برق است. برای انجام این کار باید به‌طورِ کامل با تجهیزات برق صنعتی آشنا باشیم. در این مقاله، این تجهیزات را معرفی می‌کنیم. با آکادمی ماهر همراه باشید.
برق صنعتی چیست؟
همان‌طور که می‌دانید، صنعتِ برق به بخش‌های تولید، انتقال، توزیع و مصرفِ انرژی تقسیم می‌شود. برق صنعتی رشته‌ای است که در آن انرژی الکتریکی را در مرحله توزیع و مصرف کنترل می‌کنند. برق صنعتی فقط مختص صنعت نیست و از آن در جاهایی مانند ساختمان‌های اداری، مسکونی، بیمارستان‌ها نیز استفاده می‌شود. این مهارت شاملِ دانستن قوانین و مفاهیم پایه، طراحی، نقشه‌کشی، مونتاژ و نظارت است.
برق صنعتی کجا کاربرد دارد؟
تقریباً در هر جایی که برق وجود دارد، برق صنعتی کاربرد دارد. می‌توانیم موارد زیر را به‌عنوان مثال نام ببریم.
- برای راه‌اندازی موتور‌ها نیاز به کنتاکتور داریم.
- از رله‌ها برای قطع و وصل کردن عملگر‌ها (برای مثال، المنت و آژیر) استفاده می‌کنیم.
- کلید مینیاتوری را برای حفاظت در برابر اضافه‌جریان به کار می‌بریم.
- کلیدها را برای قطع و وصل مدارات استفاده می‌کنیم.
به طور کلی، در انواع محیط‌های صنعتی مثل پالایشگاه‌ها، کارخانه‌ها، کارگاه‌ها از تابلوهای برق برای کنترل فرآیند‌ها استفاده شده است که در آن‌ها انواع تجهیزات برق صنعتی (کنتاکتور، رله، بیمتال، کنترل فاز، کنترل بار) وجود دارد. همچنین در محیط‌های غیر‌صنعتی مانند آزمایشگاه‌ها، بیمارستان‌ها، ادارات و ساختمان‌های مسکونی از انواع کلیدها برای کنترل و حفاظت استفاده می‌شود.
انواع تجهیزات برق صنعتی کدام‌اند؟
تجهیزات برق صنعتی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. تجهیزات الکتریکی و غیرالکتریکی که در ادامه این مقاله هر یک از آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
تجهیزات الکتریکی
تجهیزات الکتریکی به تجهیزات پایه، تجهیزات حفاظتی، سیم و کابل، ترانسفورماتور و منابع تغذیه تقسیم می‌شوند. در ادامه، هر یک از آن‌ها را به‌اختصار توضیح می‌دهیم.
تجهیزات پایه برق
تجهیزات پایه تجهیزاتی هستند که برای راه‌اندازی مدارها و اتصال آن‌ها به شبکه برق به کار می‌روند. در ادامه مطلب، تک‌تکِ این تجهیزات را معرفی می‌کنیم.
۱. کنتاکتور (Contactor)
مهم‌ترین تجهیز برق صنعتی که برق را به عملگر متصل می‌کند کنتاکتور (Contactor) است. این کلید صنعتی بیشتر برای قطع و وصل الکتروموتورها به‌کار می‌رود؛ اما با آن می‌توان ترانس، المنت و هر تجهیز الکتریکی دیگری را نیز وارد مدار کرد.
کنتاکتور شاملِ بوبین، کنتاکت‌هایِ اصلی (قدرت) و کنتاکت‌هایِ کمکی (فرمان) می‌شود. اتصالِ برق به بوبین کنتاکتور، آن را فعال می‌کند، کنتاکت‌هایِ اصلی در مدارِ قدرت، قرار می‌گیرند و کنتاکتهای کمکی (کنترلی/فرمان) که هم‌محور با آن‌ها هستند، برای ایجاد منطق کنترلی، در مدار فرمان به کار گرفته می‌شوند.
با اتصال برق به بوبین در اثر نیروی الکترومغناطیس، تیغه‌های قدرتِ کنتاکتور بهم می‌چسبند و سه فاز را که به ترمینال‌های ورودی متصل شده است از طریق ترمینال‌های خروجی، به مصرف‌کننده می‌رسانند (شکل ۲).
۲. کنتاکتور خازنی
در جایی که بار القایی (برای مثال، موتور) بیش از اندازه وجود دارد، ضریب توان (cosϕ) به شدت افت می‌کند. برای جبران این افتِ توان باید از بانک خازنی استفاده کنیم. با ورود خازن‌ها به مدار، جریان بالایی از کنتاکتور عبور می‌کند.
کنتاکتورهای معمولی توانِ تحمل این جریان هجومی را ندارند، تیغه‌های آن‌ها ذوب شده و بهم می‌چسبد. بنابراین از کنتاکتور خازنی (Capacitor Contactor/Capacitor Duty Contactor) استفاده می‌کنیم تا این جریان را محدود کنیم و از آسیب به خازن‌ها و کنتاکتور جلوگیری کنیم.
مطابق شکل ۳، کنتاکتور خازنی از کنتاکتور معمولی، واحد سوئیچینگ خازنی (کنتاکتهای کمکی) و سیم‌های مقاومت‌دار تشکیل شده است. واحد سوئیچینگ خازنی موازی با کنتاکتهای اصلی است و سیم‌های مقاومت‌دار به‌صورت سری بین کنتاکتهای اصلی و کنتاکتهای کمکی قرار دارند.
با اتصال برق، تیغه‌های واحدِ سوئیچینگِ خازنی حدودِ چند میلی‌ثانیه زودتر از کنتاکتهای اصلی بسته می‌شوند، در این حالت، جریان هجومی ابتدا از سیم‌های مقاومت‌دار عبور می‌کند. این سیم‌ها مشابه مقاومت عمل می‌کنند و به‌محض تمایل به تغییر جریان، ولتاژ دو سر آن‌ها افت می‌کند. افتِ ولتاژ باعث دمپِ جریان در لحظه ورودِ خازن‌ها می‌شود. در نتیجه، بعد از بسته شدن کنتاکتهای اصلی، جریانِ کاهش‌یافته از خازن‌ها عبور می‌کند و کنتاکتهای کمکی به‌صورت خودکار باز می‌شوند.
۳. کنتاکتور خلأ (Vacuum Contactor)
کنتاکتور خلأ یکی از انواع تجهیزات برق صنعتی است که مانند یک کپسول مهر و موم شده عمل می‌کند که هوای داخل آن را به‌طور کامل تخلیه کرده‌اند. کنتاکت‌هایِ الکتریکی درونِ این کپسولِ خلأ، اتصالِ بین منبع و بار را قطع و وصل می‌کنند.
این کنتاکتور یک کنتاکتِ ثابت و یک کنتاکتِ متحرک دارد. با اتصال کنتاکتور به برق، بوبین آن میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. این میدان کنتاکتِ متحرک را به سمتِ کنتاکتِ ثابت حرکت می‌دهد. با قطع برق، فنر کنتاکت متحرک را به جای خود برمی‌گرداند. این فرآیند در خلأ انجام می‌گیرد و قوس الکتریکی را به‌صورت ایمن مهار می‌کند.
کنتاکتور خلأ کم‌وزن و کوچک است و ایمنی بالایی برای ولتاژهای بیش از ۶۰۰ ولت دارد. این کنتاکتور دارای فرکانس بالا است: بنابراین، برای کاربردهای با سوئیچینگ زیاد مناسب است. کنتاکتور خلأ قدرتِ قطع و عمرِ مکانیکی نسبتاً بالایی (تا حدود ۳ میلیون بار قطع و وصل) دارد.
ساختار عملکرد کنتاکتور خلأ
- کنتاکتور خلأ از چهار بخش تشکیل شده است. بخشِ مغناطیسی، بخشِ تماسی، قطع‌کننده قوس الکتریکی و سایر قطعات.
- قسمت بالای کنتاکتور، سیستمِ تماس و قسمت پایین آن، سیستمِ الکترومغناطیسی است.
- بخشِ مغناطیسی شاملِ سیم‌پیچ و هسته است که باعث اتصال کنتاکتهای متحرک به ثابت می‌شود.
- بخشِ تماس از کنتاکتهای ثابت، متحرک و قطع‌کننده خلأ تشکیل شده است.
- با جدا شدنِ کنتاکت‌ها و قطعِ مدار، قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. وظیفه قطع‌کننده در کنتاکتورِ خلأ مهارِ کاملِ قوس و جلوگیری از آسیب به کنتاکت‌ها است.
- سایر بخش‌های کنتاکتورِ خلأ شاملِ پوسته عایق، فنر، حلقه اتصال‌کوتاه و مکانیزم انتقال است.
کنتاکتورهای خلأ عملکرد بهتری نسبت به کنتاکتور معمولی دارند و در مواجهه با جریان موتور، جریان‌های القاییِ کم، جریان‌های خازنی کیفیت خوبی دارند. این کنتاکتورها در محیط‌های سخت، مانندِ معادن بسیار پرکاربرد هستند.
۴. رله (Relay)
رله تجهیزی بسیار پرکاربرد در بین تجهیزات برق صنعتی است که برای سوئیچینگِ مدارهای فرمان و تجهیزاتی که توان پایینی دارند به کار می‌رود. استفاده از این تجهیز در مدارهای رله تکنیک (فرمان)، مدارهای PLC و کنترل On/Off مصرف‌کننده‌ها بسیار رایج است.
رله در دو نوع EMR و SSR موجود است که آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
۱.۴ رله EMR
رله الکترومکانیکی (Electromechanical Relay) یا رله EMR یک کلیدِ الکترومکانیکی است که مدارهای ولتاژ بالا را به کمکِ یک منبعِ توان‌پایین کنترل می‌کند. این تجهیز برق صنعتی، کم‌حجم و ارزان‌قیمت است و برای بار‌هایی مانند، چراغ سیگنال، آلارم‌های صوتی و مصرف‌کننده‌هایی که جریانِ کمی می‌کشند، استفاده می‌شود.
در رله EMR یک فنر و نگهدارنده، نوار فلزی را مطابق شکل ۵ در حالتِ معمول به یک کنتاکتِ بسته متصل می‌کنند. اگر به بوبین رله جریان دهیم، مگنت می‌شود و نوارِ فلزی را به سمت خود جذب می‌کند. در این حالت، نوارِ فلزی به کنتاکت می‌چسبد و کنتاکت‌ها تغییر وضعیت می‌دهند. (ابتدا جریان از کنتاکتِ NC و پس از تغییرِ وضعیت، جریان از کنتاکتِ NO عبور می‌کند)
شکل ۶ نمای یک رله الکترومکانیکی (EMR) را نشان می‌دهد. بدنه این تجهیز برق صنعتی را معمولاً از پلاستیک شفاف می‌سازند و اجزای درون آن قابل دیدن است.
۲.۴. رله SSR
رله حالت جامد (Solid State Relay/SSR) یک تجهیزِ الکترونیکیِ ساخته شده از نیمه‌هادی است و یک واسط بین برق شبکه و مصرف‌کننده است. این تجهیز برق صنعتی یک مدار ولتاژ بالا را با کمکِ یک سیگنال توان‌پایین، کنترل (قطع و وصل) می‌کند. رله‌های SSR کنتاکت متحرک ندارند، بدین ترتیب امکان عملکرد با فرکانس بالا به‌صورت بی‌صدا را فراهم می‌کنند.
با اِعمال سیگنال به ورودی رله، اپتوکوپلر عمل می‌کند. عملکرد رله به عملکرد اپتوکوپلر وابسته است، بدین صورت که با دریافتِ سیگنال ورودی، LED روشن می‌شود و نور مادون قرمز ساطع می‌کند. سنسورِ نوری امواج را دریافت و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. این سیگنال خروجی رله SSR را فعال می‌کند و درنتیجه فاز به مصرف‌کننده می‌رسد.
۵. تایمر (Timer)
چنان‌که گفته شد، یک رله معمولی با اتصال به برق، تیغه‌ای را باز و تیغه‌ای دیگر را می‌بندد، یعنی بخشی از مدار را قطع و بخش دیگر را وصل می‌کند. اگر به عملکرد یک رله، عامل زمان اضافه شود، یعنی در عملکرد قطع یا وصل آن تأخیر ایجاد کنیم، یک رله زمانی یا تایمر خواهیم داشت.
این تجهیز برق صنعتی برای اتوماتیک‌سازی فرآیند‌ها، خطوط تولید و دستگاه‌ها استفاده می‌شود. برای مثال، زمانی که نیاز است دو موتور با تاخیرِ زمانی ۱۰ دقیقه‌ای، یکی پس از دیگری وارد مدار شوند، می‌توانیم از تایمر استفاده کنیم.
در ادامه، دو نسل متفاوت از تایمر‌ها، یعنی تایمرهای آنالوگ و تایمرهای دیجیتال را معرفی می‌کنیم.
در تایمرهای نسل قدیم (آنالوگ) از مدار RC برای ایجاد تأخیر زمانی استفاده می‌شود. مقدار زمان با مقدار مقاومت تغییر می‌کند. به این صورت که با تغییر ولوم روی تایمر، مقاومت تغییر کرده و درنتیجه، ثابت زمانی مدار RC تغییر می‌کند. با تغییر ثابت زمانی، تأخیر در قطع یا وصل ایجاد می‌شود.
همان‌طور که در شکل ۱۰ می‌بینید، این تایمر شامل دو پایه‌ی A1 و A2 برای اتصال بوبین به برق، پایه ۱۵ (مشترک) برای اتصال فاز، پایه ۱۶ (متصل به تیغه NC) و پایه ۱۸ (متصل به تیغه NO) است. در زمان عدم تحریکِ بوبین، پایه ۱۵ به ۱۶ متصل شده و فاز از آن عبور می‌کند. وقتی بوبین تحریک می‌شود، تیغه بسته، باز و تیغه باز، بسته می‌شود. در نتیجه پایه ۱۵ و ۱۸ متصل می‌شوند و فاز از پایه ۱۸ عبور می‌کند.
در تایمرهای نسل جدید (دیجیتال) از IC و میکروکنترلر استفاده می‌شود. این نوع تایمر‌ها برنامه‌پذیرند و تنظیم زمان روی آن‌ها از طریقِ کلیدها انجام می‌شود. به‌طورکلی، تایمر‌ها از لحاظ تأخیر زمانی به دو دسته تأخیر در وصل و تأخیر در قطع تقسیم می‌شوند، که در ادامه آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
- تایمر تأخیر در وصل (On-Delay Timer): شروع زمان‌شماریِ این تایمر دقیقاً همزمان با رسیدنِ لبه بالارونده است. (شکل ۱۱) با آمدنِ لبه بالارونده، تایمر T ثانیه زمان‌شماری کرده و بعد از آن وضعیت تیغه‌ها تغییر می‌کند. با قطع برق، تیغه‌ها به حالت اولیه (Resting State) خود برمیگردند.
- تایمر تأخیر در قطع (Off-Delay Timer): شروعِ زمان‌شماریِ این تایمر دقیقاً همزمان با رسیدن لبه پایین‌رونده است. (شکل ۱۳) با آمدنِ لبه پایین‌رونده تایمر T ثانیه زمان‌شماری کرده و بعد از آن تیغه‌ها به حالت استراحت برمیگردند.
هر یک از تایمرهای بالا می‌توانند NC یا NO باشند و در مدارهای فرمان بسیار پرکاربرد هستند.
بیشتر بدانید
تایمر یک رله است که تحملِ جریان حداکثر ۵ آمپر را دارد، پس نمی‌توانیم آن را به‌طور مستقیم به مصرف‌کننده وصل کنیم و برای این کار حتماً به تجهیزاتِ واسط، مانندِ رله و کنتاکتور نیاز داریم. برای مثال، برای On/Off اتوماتیک یا ایجاد تأخیر در عملکردِ موتور باید از یک تجهیزِ واسط، مانندِ کنتاکتور بین تایمر و موتور استفاده کنیم. به این صورت که تیغه فرمان تایمر را به بوبین کنتاکتور و تیغه‌های قدرت کنتاکتور را به موتور متصل می‌کنیم.
در صورت نیاز به استفاده از تایمر و کانتر‌های برند آتونیکس، می‌توانید از راهنمای فارسی کانتر تایمر آتونیکس سری CT در وبسایت ماهر استفاده کنید.
۶. کانتر (Counter)
کانتر هم مشابه تایمر برای اتوماتیک‌سازی استفاده می‌شود. این تجهیز یک رله با عملکرد شمارشی است که از آن برای شمارش عادی و شمارش همراه با کنترل استفاده می‌شود.
کانتر‌ها در انواع مختلفی ساخته می‌شوند. کانتر‌های الکترونیکی با میکروکنترلر کار می‌کنند؛ یعنی در کارخانه سازنده برنامه‌نویسی می‌شوند و به اپراتور این امکان را می‌دهند که از طریق دکمه‌های تعبیه شده روی آن، تنظیم پارامتر انجام دهد.
برای مثال، می‌توانیم یک کانتر را روی عدد ۲۰ تنظیم می‌کنیم. سنسور جعبه‌های روی کانوایر را سنس می‌کند و بعد از شمارشِ ۲۰ جعبه، رله‌ای را فعال یا غیر فعال می‌کند. این رله می‌تواند عملکردِ موتور را کنترل کند. (مثلاً موتور یک کانوایر را خاموش یا روشن می‌کند.)
کانتر‌ها دارای حالت و مُد هستند به‌صورتی‌که می‌توانیم آن‌ها را صعودی‌شمار یا نزولی‌شمار کنیم. تیغه‌های این تجهیز برق صنعتی، تحملِ جریان بالا را ندارند و مانند تایمر‌ها باید از تجهیزات واسط، مانند رله و کنتاکتور بین آن‌ها و مصرف‌کننده استفاده شود.
بیشتر بدانید
در تابلوهای برق صنعتی از تایمر و کانتر سخت‌افزاری و در برنامه‌نویسی PLC می‌توان آن‌ها را به‌صورت نرم‌افزاری استفاده کرد، بدین صورت که فانکشن یا دستور آن‌ها را در برنامه فراخوانی می‌کنیم.
برای آشنایی کامل با تایمر و کانتر، نحوه سیم‌کشی و تنظیم پارامتر آن‌ها فصل ۳ دوره آموزش برق صنعتی را بخوانید. همچنین در دوره اتوماسیون می‌توانید با نحوه استفاده از تایمر و کانتر‌ها در برنامه نرم‌افزاری PLC آشنا شوید.
۷. انواع کلیدهای دستی
کلیدها برای قطع و وصل مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند. به‌طورکلی، آن‌ها را به دو بخشِ کلیدهای دستی و کلیدهای مغناطیسی تقسیم می‌کنیم. کلیدهای مغناطیسی رله‌ها و کنتاکتورها هستند که در ابتدای این مقاله آن‌ها را توضیح دادیم. حال، کلیدهای دستی را در دو گروه دائمی و لحظه‌ای معرفی می‌کنیم.
۱.۷ کلید شستی یا پوش‌باتن
کلید شستی یا پوش‌باتن (Push Button) با فشار فعال شده، به‌صورت لحظه‌ای عمل می‌کند و به‌محضِ برداشتنِ فشار، غیر‌فعال می‌شود. این کلیدها دارای کنتاکتهای باز و بسته‌اند که با تحریک شستی تغییر وضعیت می‌دهند. مانند شستی‌های Start ،Stop و Emergency که استفاده از آن‌ها در برق صنعتی بسیار رایج است.
- شستی Start: این شستی به صورت (NO/Normally Open) است. مادامی که فشار وجود دارد، کنتاکت وصل می‌شود و با برداشتن فشار به حالت اولیه خود برمی‌گردد.
- شستی Stop: این شستی به صورت (NC/Normally Closed) است. مادامی که فشار وارد است، کنتاکت باز می‌شود و با برداشتن فشار به حالت اولیه خود برمی‌گردد.
۲.۷. کلیدهای دائم (سوئیچ)
کلیدهای دائم بعد از تغییر وضعیت در همان حالت باقی می‌مانند، تا زمانی که آن‌ها را به حالت اول برگردانیم. انواع کلیدهای دائم را توضیح می‌دهیم.
- کلید تیغه‌ای (Knife Switch): سوئیچِ چاقویی نوعی کلید برای کنترلِ جریانِ برق است. در این کلید یک اهرم وجود دارد که از فک (شکاف) جدا می‌شود (قطع کلید) یا داخل آن قرار می‌گیرد (وصل کلید).
- کلید گردان (Rotary Cam Switch): با چرخاندن دسته این کلید در زاویه‌های مختلف انرژی الکتریکی از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر منتقل می‌شود. این کلیدها در انواع مختلفی مانند سوئیچ‌های ایزولاتور، چِنج‌اُوِر (Change Over)، کنترل موتوری، سوئیچ‌های چند‌مرحله‌ای و سلکتور سوئیچ‌ها وجود دارند.
تجهیزات حفاظتی
از این تجهیزات برق صنعتی برای حفاظت از دستگاه‌ها و نیروی کار استفاده می‌شود. در صنعت برق خطا‌های زیادی رخ می‌دهد که ممکن است جانِ انسان‌ها و سلامتِ دستگاه‌ها را به خطر بیندازد یا مواد اولیه را خراب کند. بنابراین استفاده از تجهیزات حفاظتی در تمام محیط‌ها ضروری است. در ادامه با این تجهیزات بیشتر آشنا می‌شویم.
۱. فیوز (Fuse)
یکی از ساده‌ترین و پر‌کاربرد‌ترین تجهیزات برق صنعتی در صنعت، فیوز‌ها هستند. فیوز به‌صورت سری در مدار قرار می‌گیرد و برای جلوگیری از اضافه جریان استفاده می‌شود.
فیوز ساختمان ساده‌ای دارد. این قطعه شاملِ بدنه، سیمِ ذوب شونده و ترمینال‌ها است. فیوز را به‌صورتِ سری بین منبع و بار قرار می‌دهیم. اگر به هر دلیلی جریان زیادی از مدار عبور کند، گرما ایجاد می‌شود، این گرما سیم فیوز را ذوب و مدار را قطع می‌کند. انواع مختلف فیوز را در ادامه این مطلب توضیح می‌دهیم.
۱.۱. فیوز فشنگی (Bottle Fuse)
ترمینال‌های فیوز از طریق دو سیمِ مسی که از داخل با قلع بهم لحیم شده‌اند، مرتبط هستند. با اتصالِ برق به ترمینال‌ها جریان از مس‌ها عبور می‌کند، اگر این جریان بالا باشدِ قلع ذوب می‌شود و فیوز می‌سوزد. همزمان با سوختن فیوز، نشانگر هم سوخته و پولکِ کوچک آن از انتهای ترمینال بیرون می‌زند. (دو سر فیوز توسط یک سیمِ بسیار نازک ارتباط دارند که به آن نشانگر می‌گوییم)
نکته
فیوز باید در ولتاژِ نامی خود به کار گرفته شود تا در رنجِ جریانِ خاصی عمل کند. در غیر این صورت، در جریان مد نظر مدار را قطع نخواهد کرد.
در دوره آموزش برق صنعتی ماهر فیوز‌ها را به صورت عملی تست کرده و ویژگی‌ها و ساختار آن‌ها به‌طور کامل شرح داده شده است. در صورتی که علاقمند به دریافت این اطلاعات هستید حتما فصل ۴ این دوره را ببینید.
۲.۱. فیوز شیشه‌ای (Glass Fuse)
فیوز شیشه‌ای در لوازم خانگی، برد‌ها و مدارهای فرمان در رنج آمپری کم (۳۰ کمتر از آمپر) استفاده می‌شود. این فیوز دارای یک محفظه‌ی شیشه‌ای و دو درپوشِ فلزی است و مانند سایر فیوز‌ها، روی پایه مخصوص خود نصب می‌شود.
۳.۱. فیوز کاردی (Knife Blade Fuse)
فیوز کاردی (تیغه‌ای، کتابی یا چاقویی) یکی از فیوز‌های پرکاربرد است که متشکل از دو تیغه، درپوش، سیم ذوب‌شونده و بدنه است. درون این فیوز از خاکِ کوارتز یا سرامیک پر شده است. سیم ذوب‌شونده در حالتِ عادی، جریانِ بار را عبور می‌دهد، با افزایشِ جریان و عبور از حدِ مجاز، سیم، ذوب شده و مدار را قطع می‌کند.
۴.۱. فیوز سیلندری (سیگاری)
فیوز سیلندری (Cylindrical Fuse) از یک استوانه با درپوش‌های فلزی ساخته شده است. در ولتاژ پایین برای صنعتِ الکترونیک و در ولتاژ بالا برای مدارهای قدرت کاربرد دارد.
برای آشنایی با پلاک‌خوانی و آگاهی از عوامل مؤثر در انتخاب فیوز‌ها می‌توانید از فصل ۴ دوره آموزش برق صنعتی ماهر استفاده کنید.
۲. کلید مینیاتوری (MCB)
کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker) یک کلیدِ الکتریکی است که به صورت خودکار عمل می‌کند. این کلیدها برای حفاظت در برابر اضافه‌جریان (اتصال‌کوتاه یا اضافه‌بار) طراحی شده‌اند. بدین صورت که اگر به هر دلیلی جریان از مقدارِ مجاز بیشتر شود، کلید، اتصال الکتریکی را قطع کرده و مدار را خاموش می‌کند.
این تجهیز برق صنعتی به جریانِ بیش از حد، بسیار حساس است و سرعت عملکرد بالایی دارد. کلیدهای مینیاتوری بر اساس نوعِ ولتاژ، تیپِ کاری و نوعِ عملکرد (تعدادِ پل) دسته‌بندی می‌شوند.
بیشتر بدانید
زیرِ ترمینال‌های MCB معمولاً سیم‌های ۱ تا ۱۶ بسته می‌شوند. در برخی مینیاتوری‌ها در ابعاد بزرگ‌تر، سیم ۲۵ هم قرار می‌گیرد.
اجزای جانبی کلید مینیاتوری
برای بهینه کردن عملکرد مینیاتوری، تجهیزاتی وجود دارند که به انعطاف‌پذیری بیشترِ پروژه‌ها کمک می‌کنند. در ادامه آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
- تیغه سیگنال خطا (Fault Signal Contact/FC): این تیغه امکانِ قطعِ کلید را در زمانِ وقوعِ خطا فراهم می‌کند. در‌صورتی‌که این تیغه فعال باشد، کلید به‌صورت دستی عمل نمی‌کند.
- سوئیچ کمکی (Auxiliary Switch): این سوئیچ‌ها نشان‌دهنده موقعیت تیغه هستند. برای مثال این سوئیچ کمکی یک چراغ سیگنال را در زمانِ رخ دادنِ اضافه جریان روشن می‌کند. فرقی ندارد که کلید به‌صورت دستی یا در اثر وقوع Fault قطع شده باشد.
- رله شنت تریپ (ST/Shunt Trip Relay): وقتی به تجهیز دسترسی نداریم، می‌توانیم از طریق این رله MCB را از دور کنترل کنیم. به این صورت که با اعمالِ ولتاژِ خارجی، رله مینیاتوری را قطع می‌کند. برای مثال، ولتاژ را به کلیدِ امرجنسی داده و برگشتِ امرجنسی را به رله شنت تریپ وصل می‌کنیم. در‌صورتی‌که کلید امرجنسی عمل کند، کلید ST مدار را قطع می‌کند.
- رله آندر ولتاژ (UR/Under Voltage Relay): از این رله در زمانِ افتِ ولتاژ استفاده می‌شود.
برای آشنایی بیشتر با جزئیاتِ کلید مینیاتوری و تجهیزاتِ جانبی آن دوره آموزش برق صنعتی را تهیه و مطالعه کنید.
بیشتر بدانید
دژنکتور (Disjoncteur) یک کلمه فرانسوی و معادل (Circuit Breaker) در انگلیسی است. این کلیدها در برق فشار متوسط و فشار قوی برای قطع مدار، زیرِ بار استفاده می‌شوند. کلیدهای حرارتی، کامپکت و مینیاتوری در دسته بریکر‌های صنعتی قرار می‌گیرد.
۳. کلید کامپکت اتوماتیک (MCCB)
کلید کامپکت (Molded Case Circuit Breaker) به‌عنوان یک تجهیز برق صنعتی دو وظیفه اصلی on/off و حفاظت در برابر اضافه جریان را در مدارات دارد. این کلید دارای سه وضعیت off، on و trip است. کلید در حالت trip در وضعیتِ وسط قرار می‌گیرد و چون از نوع free trip است، باید برای on کردن مجددِ آن، ابتدا کلید را off و سپس on کنیم.
این کلیدها دارای ویژگی‌هایی است که برای آشنایی با آن‌ها می‌توانید از فصل ۴ دوره آموزش برق صنعتی استفاده کنید.
اجزای جانبی کلید کامپکت
اجزای جانبی کلید کامپکت عملکرد این کلید را بهبود بخشیده و به کاربر این امکان را می‌دهد که به‌صورت اتوماتیک برخی از خطاها را کنترل کند. این تجهیزات را در ادامه مطلب معرفی می‌کنیم.
- کنتاکت کمکی (Auxiliary Contact): کنتاکتهای NO و NC هستند که با توجه به طراحی مدار فرمان در صورت نیاز می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.
- کنتاکت خطا (Alarm Contact): در زمان وقوع خطا اگر کلید کامپکت Trip بدهد، این کنتاکت عمل می‌کند. در هنگام قطع دستی این کنتاکت غیر فعال است.
- رله شنت (Shunt relay): با دریافت برق، این رله کلیدِ اتوماتیک را تحریک کرده و به مد Reset می‌برد؛ یعنی مدار را قطع می‌کند. این حالت دقیقا مشابه زمانی است که شستی Trip روی کلید کامپکت (MCCB) فشرده می‌شود.
- رله آندر ولتاژ (Under Voltage Relay): اگر به هر دلیلی، مقدار ولتاژ کمتر از مقدار معین باشد، این رله MCCB را به مد Trip می‌برد.
- عملگر موتوری (MOP): در مکان‌های پر‌خطر مانند صنایع نظامی، کشتیرانی و بیمارستان‌ها برق باید به‌صورت پیوسته وصل باشد و اگر به هر دلیلی قطع شد، باید به‌صورت اتوماتیک on شود. در نتیجه از عملگر‌های موتوری (Motor Operation) برای قطع، وصل و ریست اتوماتیک MCCBها استفاده می‌شود.
۴. بیمتال (Bimetal)
بیمتال متشکل از دو تیغه فلزیِ غیرِ هم‌جنس است که از یک سر بهم متصل‌اند. با دریافت حرارت دو فلز به سمت فلزی که ضریب حرارتی کمتری دارد، خم می‌شوند. وظیفه این تجهیز برق صنعتی حفاظت در برابر اضافه جریانِ ناشی از اضافه بار است.
اضافه‌بار سرعت موتور را کاهش می‌دهد، این کاهشِ سرعت باعث اضافه‌جریان و بالا رفتن دما می‌شود. دما روی دوفلزی اثر می‌گذارد، در نتیجه تیغه‌ای را باز کرده یا می‌بندد. از این تیغه‌ها می‌توانیم در مدار فرمان استفاده کنیم.
۵. کلید حرارتی (MPCB)
کلید حرارتی تجهیزی برای حفاظت در برابر اضافه جریان است که در برخی برند‌ها به قطعی فاز و نامتعادلی بار هم حساس است و برای حفاظت در این زمینه نیز کاربرد دارد.
این تجهیز برق صنعتی هم مانند MCB و MCCB، شامل بیمتال برای حفاظتِ اضافه‌بار و کویل برای حفاظت در برابر اتصال‌کوتاه می‌شود. MPCB به طور خاص برای حفاظت الکتروموتورها طراحی شده و در رنج وسیعی موجود است.
در مقاله «کلید حرارتی چیست و چه کاربردی دارد؟» تمام اطلاعات مربوط به بیمتال، از ساختمانِ داخلی و نحوه سیم‌کشی تا کاربرد و مزایای آن را در اختیار شما قرار داده‌ایم.
۶. رله کنترل بار (Overload Relay)
وظیفه کنترل بار، مانیتورینگ و نمونه‌گیری از جریان است. این تجهیز الکترونیکی دقت و طول عمر بالایی دارد و به‌صورتِ مستقیم در مدارِ قدرت قرار نمی‌گیرد. رله کنترل بار این امکان را فراهم می‌کند که زمان اضافه‌بار و مقدار جریان مجاز را مشخص کنیم.
اگر جریان در زمان تنظیمی از مقدار تنظیم شده، بیشتر شود یک کنتاکت در اختیار ما قرار می‌دهد که می‌توانیم از آن برای حفاظت در مدار فرمان استفاده کنیم. کنترل بار قابلیت تشخیص اضافه بار و افت بار را دارد.
۷. رله کنترل فاز (Phase Protection Relay)
رله کنترل فاز (رله مانیتورینگ)، توالیِ فاز، نامتقارنیِ فاز، اضافه ولتاژ و افت ولتاژ را در سیستم‌های برقِ سه‌فاز کنترل می‌کند. این تجهیز برق صنعتی مانند کنترل بار دارای تیغه‌های NO و NC است. در حالت تحریک تیغه‌ها تغییر وضعیت می‌دهند و بعد از بروز خطا به جای خود برمیگردند.
رله کنترل فاز خطاها را اصلاح نمی‌کند، فقط در زمانِ وقوعِ خطا به سیستم اجازه راه‌اندازی مدار نمی‌دهد. این تجهیز در انواع مختلفِ سه‌فاز، تکفاز، آنالوگ و دیجیتال وجود دارد.
نکته
توجه داشته باشید که با اتصال کنترل فاز به برق، اگر آن را دوباره به هر شکل دیگری به برق وصل کنیم، این تغییر را خطای جابه‌جایی فاز تشخیص می‌دهد.
اگر تمایل به شناخت عملکرد کنترل فاز، نحوه سیم‌بندی، انواع خطاها، مزایا و کاربردهای کنترل فاز دارید، در مقاله «رله کنترل فاز (ساختمان و کاربردهای آن)» همه اطلاعات در مورد این تجهیز برق صنعتی وجود دارد.
۸. ترانس جریان (CT)
ترانس جریان یا ترانسفورماتور جریان (Current Transformer) تشکیل‌شده از یک هسته است که سیم‌پیچی دور آن پیچیده شده است. با عبورِ سیمِ حاملِ جریان از داخل آن، اطرافِ سیم میدانِ مغناطیسی ایجاد می‌شود. این میدان درون سیم‌پیچ ولتاژ القا کرده و موجب جاری شدن جریان می‌شود.
جریان عبوری از سیم حامل جریان و سیم‌پیچ دارای یک نسبت است، سی‌تی بر اساس آن، جریان را مانیتور می‌کند. مقدار جریانِ ثانویه سی تی ۰ تا ۵ آمپر است. برای مثال ترانس ۵۰:۵ (پنجاه به پنج) را در نظر بگیرید، از سیم‌پیچ اولیه ۵۰ آمپر و از سیم‌پیچ ثانویه ۵ آمپر جریان عبور می‌کند، یعنی جریان اولیه ۱۰ برابر جریان ثانویه است.
آمپر‌متر‌ها جریانِ بالا را نمایش نمی‌دهند. در واقع آمپرمتر با آمپرِ بالا اصلا وجود ندارند. به همین دلیل برای اندازه‌گیری جریان زیاد از CT استفاده می‌کنیم.
انواع CT
از انواع ترانس‌های جریان می‌توان به ترانس‌های جریان WOUND، TROIDAL و BAR اشاره کرد، در ادامه آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
- ترانسفورماتور Trodial (حلقوی): این ترانس دارای یک حفره است که هادی (کابل) از داخل آن رد می‌شود.
- ترانسفورماتور Wound: در این نوع ترانس سیم‌پیچ اولیه و ثانویه هر دو روی یک هسته قرار دارند.
- ترانسفورماتور Bar (میله‌ای): در سمت اولیه این نوع ترانس، یک هسته استوانه‌ای رسانا و در سمت ثانویه، یک سیم‌پیچ وجود دارد. هسته و سیم‌پیچ نسبت به هم عایق هستند.
بیشتر بدانید
سی‌تی کوربالانس یا Core Balance Current Transformers) CBCT) نوعی ترانسِ جریان است. اگر از داخل آن فاز و نول را بدون ارت عبور دهیم، نشتی جریان را تشخیص می‌دهد.
۹. کلید محافظت در برابر جریان باقیمانده RCD
کلید RCD برای حفاظت از اشخاص و تجهیزات استفاده می‌شود. این کلید جریان باقیمانده را تشخیص داده و از شوک‌هایی که در اثر تماسِ غیرِ مستقیم با جریان اتفاق می‌افتد، جلوگیری می‌کند. دو عاملِ مهمِ ایجاد جریانِ باقیمانده اتصالِ بدنه تجهیزات الکتریکی به فاز و وجود اشکال در اتصال زمین (ارت) هستند.
خلاف باور رایج، این کلید «محافظ جان» نیست و فقط افراد را در برابر جریان باقیمانده محافظت می‌کند، یعنی اگر شخصی فاز و نول را در دست بگیرد، حفاظت صورت نمی‌گیرد.
برای آشنایی با مشخصات فنی و نکات نصب RCD مقاله RCD یا کلید حفاظت جریان باقیمانده را بخوانید.
۱۰. کلید RCBO
کلید RCBO یا Residual Current Operated Circuit Breaker یک تجهیز نمونه‌گیری جریان است که می‌تواند به طور خودکار با عبورِ جریان از حدِ مجاز یا زمانِ رخ دادنِ خطا، مدار را قطع کند. RCBO با تشخیص نامتعادلی جریان، فعال می‌شود و مدار را قطع می‌کند.
در گذشته از MCB در تابلو‌ها برای حفاظت و قطع کردن مدار و از RCD برای حفاظت نیرو‌ها در برابرِ جریانِ نشتی استفاده می‌کردند. RCBO نسبت به MCB بهتر است، زیرا علاوه بر اتصال کوتاه و اضافه جریان در برابر جریان‌های باقیمانده، شوکِ الکتریکی و خطای سیستم ارت نیز محافظت می‌کند. در نتیجه از آن برای محافظت در برابر برق‌گرفتگی و جلوگیری از شوک‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
این تجهیز برق صنعتی به سادگی نصب شده و چون نقش دو تجهیزِ حفاظتی MCB و RCD را ایفا می‌کند، باعث آزاد شدن فضای تابلو می‌شود.
۱۱. کلید هوایی (ACB)
کلید هوایی (Air Circuit Breaker) یک تجهیز حفاظتی در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه و افتِ ولتاژ است. برای کنترل ترانسفورماتورها و حفاظت موتور‌ها از آن استفاده می‌شود. این کلید در دو نوعِ ثابت و کشویی وجود دارد و به دو دسته کلید هوایی ساده و کلیدِ انفجارِ هوایی تقسیم می‌شود.
استفاده از این کلیدها قابلیت اطمینانِ سیستم را بالا می‌برد، تعمیر و نگهداری کمی نیاز داشته و سرعت قطع آن‌ها زیاد است. در مقاله کلید هوایی یا ACB چیست؟ به‌طور مفصل درباره این کلید توضیح داده‌ایم.
۱۲. رله ضربه‌ای (Impulse Relay)
رله ضربه‌ای برای کنترل روشنایی استفاده می‌شود. این رله یک تجهیزِ سوئیچینگِ طراحی شده برای کنترلِ مصرف‌کنندگانِ برق است. هر بار که کلید را فشار دهیم، ترمینالِ داخلیِ رله تغییر موقعیت می‌دهد. (از روشن به خاموش یا برعکس) با رله‌های ضربه‌ای می‌توانید در مکان‌های مختلف روشنایی را کنترل کنید.
رله‌های ضربه‌ای را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد: الکترومکانیکی و الکترونیکی که به‌طور مختصر آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
- رله‌های ضربه‌ایِ الکترومکانیکی قابل اعتماد هستند و می‌توانند در برابر ولتاژهای بالای شبکه مقاومت کنند. از عیب‌های آن صدای کلیکِ بلند هنگامِ تعویض و تک عملکرد بودن است. (آن‌ها فقط یک عملکرد دارند، روشن یا خاموش کردن چراغ‌ها با فشار دادن سوئیچ.)
- رله‌های ضربه‌ای الکترونیکی بارها را بسیار آرام‌تر سوئیچ می‌کنند و قابلیت‌های بیشتری دارند. برای مثال، می‌توان آن‌ها را به تایمر مجهز کرد و به‌طور خودکار، جریان را بعد از زمانِ مشخصی قطع کرد.
۱۳. کلید چنج اور (ChangeOver Switch)
کلید چنج‌اور یک کلید الکتریکی است که امکان تغییر بار از یک منبع الکتریکی به منبع دیگر و بالعکس را به صورتِ دستی یا خودکار فراهم می‌کند. این سوئیچ می‌تواند جریانِ الکتریکیِ منبعِ پشتیبان را در زمانِ قطعیِ برق جایگزینِ منبع اولیه کند. با وصلِ برق، کلید چنج اور جریانِ برق را به منبع اصلی برمی‌گرداند.
این تجهیز برق صنعتی به‌عنوان یک پل عمل می‌کند و دو منبع الکتریکی را با سوئیچ کردنِ کنتاکتهای خود، به هم متصل می‌کند. در صورتی که منبع اصلی توانِ الکتریکی کافی را تامین نکند، برق از منبع جایگزین جریان تأمین می‌کند.
کلید چنج‌اور در جاهای زیر به‌کار می‌رود.
- مخابرات و شبکه‌های داده
- کارخانه‌ها و فرآیندهای صنعتی
- بیمارستان‌ها و مراکز درمانی
- امکانات آموزشی
- مراکز خرید
- انبارها
- کسب و کارهای کوچک و متوسط
۱۴. رله ارت فالت (Earth Fault Relay)
یک دستگاهِ حفاظتِ الکتریکی است که برای تشخیصِ جریانِ نشتیِ زمین و محافظت از انسان و تجهیزاتِ الکتریکی در برابر نشتیِ جریان یا خطای زمین طراحی شده است. در شرایطی مانند خرابی عایق یا وجود رطوبت وقتی قسمتِ برق‌دار در تماسِ غیر‌مستقیم با زمین قرار می‌گیرد، مقدار کمی نشتیِ جریان ایجاد می‌شود. رله ارت فالت به شناسایی این نشتیِ کم کمک و سیستم را در برابر آن محافظت می‌کند.
۱۵. رله حفاظت موتور (MPR)
برای محافظت از موتور‌های القاییِ ولتاژِ بالا از رله حفاظت موتور (Motor Protection Relay) استفاده می‌کنیم. این رله‌ها برای کاربردهایی مانند آسیاب، میکسر و خردکن استفاده می‌شوند.
MPR موتور را در برابر قفل شدنِ روتور، جریانِ بالا، خطای ارت، اتصال کوتاه و نامتعادلی جریان، حفاظت می‌کند.
بیشتر بدانید
خطای اتصال به زمین یا خطای ارت (Earth Fault) در اثر خرابیِ عایقِ کابل و اتصالِ هادی به زمین رخ می‌دهد.
خطای قفل شدن روتور (Locked Rotor) در اثر ضربه یا گیر کردنِ روتورِ موتورِ القایی اتفاق می‌افتد. این خطا به دلیل خرابی تجهیزات مکانیکی، خرابی یاتاقانِ موتور، برخوردِ موادِ خارجی به فاصله هواییِ استاتور و روتور است. در طول این خطا، موتور ۳ تا ۵ برابر جریانِ بارِ کامل جریان می‌کشد. این جریان به سیم‌پیچ و عایق آسیب می‌زند.
منبع تغذیه
منبع تغذیه یک وسیله الکتریکی است که نیروی الکتریکی را برای بار، تامین می‌کند. منابعِ تغذیه گاهی به‌عنوان مبدل نیز به‌کار می‌روند، مثلا برای تبدیل سیگنال AC به DC در مدارات از آن‌ها استفاده می‌شود. این تجهیزات می‌توانند در دستگاه‌ها تعبیه شوند (مانند گوشی یا لپ‌تاپ) و یا به صورت مجزا (منبع تغذیه همراه PLC) در مدارات قرار گیرند.
منابع تغذیه دارای یک اتصال ورودی برای دریافت انرژی الکتریکی و یک یا چند خروجی برای رساندن برق به بار هستند. ورودی و خروجی‌ها معمولاً اتصالات سیمی هستند. (برخی از منابع تغذیه از انتقال انرژی بی‌سیم (القایی) برای تغذیه بارهای خود بدون اتصالات سیمی استفاده می‌کنند. مانند شارژر‌های بی‌سیم تلفن همراه.
منابع تغذیه از لحاظ تنظیم ولتاژ و جریان خروجی به انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند که به چند مورد از آن‌ها اشاره می‌کنیم.
- منبع تغذیه تنظیم‌شده: ولتاژ یا جریانِ خروجی با وجودِ تغییرات در جریانِ بار یا ولتاژِ ورودی ثابت است.
- منبع تغذیه تنظیم‌نشده: وقتی ولتاژِ ورودی یا جریانِ بار تغییر کند، ولتاژ خروجی به‌طور قابل توجهی تغییر می‌کند.
- منبع قابل تنظیم: این منبع اجازه می‌دهد تا ولتاژ یا جریانِ خروجی توسط کنترل‌های مکانیکی یا با استفاده از ورودی کنترل یا هر دو تنظیم شود.
- منبع تغذیه ایزوله: خروجی از نظر الکتریکی مستقل از برق ورودی است.
ترنسفورماتور
ترانسفورماتور وسیله‌ای است که برای انتقال توان انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. این تجهیز معمولاً برای افزایش یا کاهش ولتاژ تغذیه بدون تغییر در فرکانس، بین مدارها به‌کار می‌رود. ترانسفورماتور بر اساسِ اصول اولیه القای الکترومغناطیسی و القای متقابل کار می‌کند و در دو نوعِ کاهنده و افزاینده وجود دارد.
- ترانسفورماتور افزاینده: بین ژنراتور و شبکه استفاده می‌شود. در این نوع ترانسفورماتور ولتاژِ خروجیِ ثانویه بیشتر از ولتاژ ورودی است.
- ترانسفورماتور کاهنده: این ترانسفورماتور برای تبدیل منبع تغذیه ورودی ولتاژ بالا را به خروجی ولتاژ پایین تبدیل می‌کند.
ترانسفورماتورها در زمینه‌های مختلفی مانند شبکه تولید برق، بخش توزیع، انتقال و مصرف انرژی الکتریکی استفاده می‌شوند.
نشانگرها
۱. چراغ سیگنال (Indicator Lights)
چراغ سیگنال‌ها برای تعیینِ وضعیتِ مدار (On/Off/Ready/Run) به کار می‌روند. بنابراین، رنگِ نورِ ساطع‌شده با وضعیتِ دقیقِ سیستم مرتبط است. تکنسین یا اپراتور به راحتی می‌تواند با یک نگاه وضعیتِ دستگاه را تشخیص دهد. هر چراغ سیگنال از چهار بخش اساسی تشکیل شده است.
- درپوشِ رنگی که از پلاستیک ساخته شده است و اجازه عبور نور را می‌دهد.
- منبع نور (لامپ یا LED)
- بدنه چراغ سیگنال
- کانکتور که محل اتصال برق به چراغ سیگنال است.
چراغ سیگنال در حوزه‌های مختلفی مثل لوازم خانگی، ماشین‌آلات صنعتی و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود. به‌طور کلی، هر جایی که نیاز به دریافت اطلاعات کلی، به‌صورت آنی باشد، می‌توان از چراغ سیگنال استفاده کرد.
چراغ سیگنال در صنعت برای نمایشِ قطع و وصلِ برق، عملکردِ دستگاه‌ها، روشن و خاموش بودن سیستم یا تشخیص خطا بسیار پرکاربرد است.
چراغ سیگنال‌ها معمولاً در رنگ‌های سبز، قرمز، زرد، سفید و آبی به کار می‌روند.
- رنگ قرمز خطر را اعلام می‌کند.
- رنگ زرد بیانگر احتیاط است. (اگر سریع اقدام نکنیم سیستم خطا می‌دهد)
- رنگ سبز آمادگی سیستم را نشان می‌دهد.
- رنگ سفید شرایط نرمال را نشان می‌دهد. (سیستم بدون هیچ مشکلی فعال است)
- رنگ آبی می‌تواند برای کاربردهای دیگر مثلا باز بودن درب به‌کار رود.
۲. آژیر
آژیر یک تجهیزِ هشدار‌دهنده است که از طریق صدا و نور خطا را گزارش می‌دهد. در صنعت هنگامِ بروز خطا، آژیر عمل می‌کند. برای مثال، زمانی که دستگاه دچار مشکل شده یا در سوله آتش‌سوزی اتفاق افتاده است.
سیم و کابل
از سیم و کابل به عنوان هادی جریان برق برای انتقال انرژی الکتریکی بین تجهیزات یک پروسه استفاده می‌شود.
- کابل از یک یا چند هادی تشکیل شده است که نسبت بهم و نسبت به محیطِ اطراف عایق هستند. کابل دارای خواص سلفی، مقاومتی و خازنی است. بین هادی‌ها ولتاژ خطی و بین هر هادی با زمین، ولتاژ فازی وجود دارد. از کابل، علاوه بر انتقال انرژی و توان، به‌عنوان هادیِ حفاظتی برای برگشتِ جریانِ خطا نیز استفاده می‌شود.
- سیم تنها متشکل از دو لایه عایق و هادی است. از سیم‌ها برای ارتباطِ اجزایِ داخلِ تابلو برق‌ها استفاده می‌شود.
تفاوت اصلی سیم و کابل در تعداد لایه‌های آن‌ها است. کابل‌ها دارای هادی، عایق، روکش، شیلد و آرمور هستند.
معیار‌های انتخاب کابل
- جنس هادی: هادی‌ها در جنس‌های مختلفی مانند مس و آلومینیوم وجود دارند.
- قطر خارجی کابل: در برخی از پروژه‌ها از نظر فضا محدودیت‌هایی برای کابل‌کشی وجود دارد و باید کابل با قطر مناسب انتخاب شود. برای مثال دو فلز آلومینیوم و مس را با سطح مقطع مساوی در نظر بگیرید، از مس به دلیل مقاومت الکتریکی کمتر، جریان بیشتری عبور می‌کند. بنابراین در پروژه‌هایی که امکان عبور کابل با قطر زیاد نیست می‌توان با مد نظر داشتن این نکته از کابل مسی استفاده کرد.
توجه داشته باشید که علاوه بر شرایط پروژه حتما به هزینه‌ها را هم در نظر بگیرید و بین کیفیت و هزینه تعادل برقرار کنید.
- وزن کابل: وزن کابل تأثیر مستقیم روی هادی دارد. برای مثال وزن مس نسبت به آلومینیوم بیشتر است در نتیجه باید ابعادِ سینی با نوع و اندازه‌ی کابل هماهنگ باشد.
- مقاومت در برابر خوردگی: برای کابل‌کشی داشتنِ مشخصاتِ شیمیاییِ خاک و شرایطِ هواییِ منطقه بسیار مهم است. (خاصیتِ اسیدی، نمکی، قلیایی)
- جریان مجاز: باید بدانیم که کابل با توجه به سطح مقطع انتخابی، چه میزان جریانی را می‌تواند عبور دهد. این پارامتر بر اساسِ جریان و توانِ بار مشخص می‌شود.
کابل‌ها در چهار کلاس وجود دارند.
- کلاس ۱: کابل‌های استخوانی
- کلاس ۲: کابل‌های رشته‌ای
- کلاس ۵: کابل‌های انعطاف‌پذیر
- کلاس ۶: کابل‌های با انعطاف‌پذیری بسیار بالا
هادی‌های کلاس ۵ و ۶ مصارف خانگی دارند. کابل‌ها را می‌توان بر اساس تعداد هسته (هادی) دسته‌بندی کرد که آن‌ها را به اختصار بیان می‌کنیم.
سوال:
آیا چالش یا تجربه‌ای در انتخاب کابل مناسب برای پروژه‌هایتان داشته‌اید؟
تجربه خود را در انتخاب کابل مناسب، با ما در میان بگذارید.
دسته‌بندی کابل‌ها بر اساس تعداد هادی
- کابل تک هسته (Single core): فاز (Ph)، نول (N) یا ارت (PE)
- کابل دو هسته (Two core): فاز+نول، فاز+فاز یا فاز + مشترک ارت و نول (PEN)
- کابل سه هسته (Three core): هر سه فاز یا فاز+نول+ارت
- کابل چهار هسته (Four core): سه فاز+نول، سه فاز+ ارت (PE) یا سه فاز+ مشترک ارت و نول (PEN)
- کابل پنج هسته (Five core): سه فاز+نول+ارت
در تصاویر زیر با برخی از انواع کابل آشنا می‌شویم.
انواع عایق
عایق پایداری کابل‌ها را افزایش می‌دهد و آن‌ها را در برابر اتصال کوتاه شدن حفاظت می‌کند. عایق‌هایی مختلفی در کابل‌ها استفاده می‌شود که در ادامه آن‌ها را توضیح می‌دهیم.
۱. عایق XLPE
این عایق در برابر حرارت، رطوبت و موادِ شیمیایی بسیار مقاوم است و تحمل دماهای بالا و تنش‌های الکتریکی را دارد. برای شرایطِ سختِ محیطی مانند تأسیساتِ زیرزمینی یا زیرِ آب مناسب است. عایق XLPE در مقایسه با کابل‌های عایق PVC دمای کاری بالاتری دارد.
۲. عایق PVC
عایق PVC محافظِ بسیار خوب و پرکاربردی برای کابل است. از ویژگی‌های این عایق می‌توان موارد زیر را نام برد.
- خاصیت شیمیایی ندارد و در صنایع شیمیایی به‌کار می‌رود.
- ضد آب بوده و برای دماهای بسیار بالا و بسیار پایین مناسب است.
- نفوذپذیری کمی دارد. (مایعات و گاز‌ها به ندرت از آن عبور می‌کند)
- در شرایط محیطی مختلف به‌کار می‌رود.
در دوره آموزش برق صنعتی ماهر نحوه سایزینگِ کابل، استفاده از هندبوک‌های معتبر، کار با جداول، نحوه مفصل و سرکابل زدن و ده‌ها نکته در این خصوص وجود دارد، در صورت نیاز، حتما فصل ۷ این دوره را مطالعه کنید.
بیشتر بدانید
در جایی که بارِ القایی زیادی وجود دارد، توان مفید و در نتیجه ضریب توانِ شبکه کم می‌شود. این کاهشِ توان، اخطار و جریمه از طرف اداره برق را در پی دارد. برای جبران، باید خازن وارد مدار کنیم. در زمان‌های مختلف متناسب با بارهای القایی، نیاز به مقدار متفاوتی از ظرفیت خازن برای اصلاح ضریب توان شبکه داریم، بنابراین از بانک خازنی استفاده می‌کنیم. برای تشخیصِ میزانِ کیلووارِ خازن برای اصلاحِ ضریبِ توان و ترتیبِ ورودِ خازن‌ها به مدار و خروج آن‌ها، از رگولاتور (Capacitor Bank Regulator) استفاده می‌کنیم.
تمامِ مفاهیم مرتبط با برق از جمله ویژگی‌ها و انواع خازن‌ها به‌صوتِ پایه در فصلِ اول و صفر تا صدِ بانک خازنی در فصل ۱۲ دوره آموزش برق صنعتی و دوره آموزش اصول طراحی، مونتاژ و راه‌اندازی بانک خازنی وجود دارد. مطالب این دوره‌ها به ساده‌ترین و قابل فهم‌ترین شکلِ ممکن بیان شده است.
در صورتی که علاقمند به رشته برق هستید و یا برای توسعه کسب و کار خود به این اطلاعات نیاز دارید، می‌توانید دوره‌های آموزش برق آکادمی ماهر را از سایت تهیه و از آن استفاده کنید.
تجهیزات غیرالکتریکی
برخی تجهیزات برق صنعتی حامل جریان الکتریکی نیستند اما برای نصب و منظم کردن مدارهای الکتریکی لازم هستند. در این بخش برخی از این قطعات و تجهیزات پرکاربرد را شرح می‌دهیم.
۱. ترمینال (DIN Terminal)
ترمینال‌ها ارتباط‌دهنده تجهیزات داخل و خارج تابلو، ترمینال هستند. این قطعات در سایز و رنگ‌های مختلف وجود دارد. سایز ترمینال‌ها متناسب با سایز سیم و کابل انتخاب می‌شود.
معمولاً ترمینال‌های ورودی را در ردیف آخر و پایین تابلو برق‌ها قرار می‌دهند. سه فاز، نول، ارت و تجهیزاتِ خارجِ تابلو از طریق سیم، زیر ترمینال‌ها قرار می‌گیرند. تجهیزات داخل تابلو هم سیم‌کشی شده و در صورتی که نیاز است به تجهیزات خارجی وصل شوند، سیم آن‌ها را بالای ترمینال‌های مرتبط می‌بندیم.
در فصل ۱۱ دوره آموزش برق صنعتی ماهر اطلاعات کاملی در مورد بدنه‌ی تابلو برق و تجهیزات مورد استفاده در تابلو‌ها وجود دارد. در این فصل با سیم‌کشی تابلو و راه‌اندازی موتور به روش ستاره-مثلث آشنا می‌شوید.
۲. داکت و ریل (DIN Mounting Rail & Duct)
- داکت: کانال‌هایِ سیم‌کشی هستند که معمولاً در برق صنعتی به‌عنوان مسیری برای کابل‌ها و سیم‌ها در تابلو برق‌ها استفاده می‌شوند. جنسِ داکت‌ها معمولا از پلاستیکِ سخت است و در شکل‌های مختلفی متناسب با کاربردهای متفاوت تولید می‌شوند. داکت‌ها در منازل، ادارات و کارخانه‌ها بسیار پرکاربرد هستند.
- ریل: ریل در تابلوهای برق صنعتی به‌کار می‌رود. از آن برای نگهداری تجهیزات روی سینی‌های تابلو استفاده می‌شود. به این صورت که آن‌ها را روی سینی یا تابلو پیچ کرده و قطعات را روی آن قرار می‌دهیم. ریل‌ها معمولا فلزی هستند.
۳. اسکلت تابلو (Electrical Enclosure Box)
در برق صنعتی تجهیزات در اسکلت تابلو جانمایی می‌شوند؛ بنابراین برای سفارش تابلو برق باید ابتدا مدار را طراحی و سپس متناسب با تجهیزات به‌کار رفته در آن ابعاد تابلو را به‌دست آوریم. اکثرِ اسکلت‌ها فلزی یا پلاستیکی هستند. اسکلت‌های فلزی ضد آب بوده و برای استفاده در فضای باز به‌کار می‌روند. اسکلت تابلو علاوه بر نظم دادن به تجهیزات و بهینه کردن فضا، از آسیب به تجهیزات نیز جلوگیری می‌کند.
جمع‌بندی
در این مقاله با انواع تجهیزات برق صنعتی که شامل تجهیزات الکتریکی مانند تجهیزات پایه و حفاظتی و تجهیزات غیرالکتریکی مانند اسکلت تابلو، داکت و ریل می‌شود، آشنا شدیم. علاوه بر تجهیزات داخل تابلو، سیم و کابل، معیار‌های انتخاب و انواع آن را نیز بررسی کردیم. اگر نیاز به اطلاعات بیشتر در این زمینه دارید، می‌توانید به سایت یا اپلیکیشن ماهر مراجعه کنید.
منابع
- آموزش برق صنعتی آکادمی ماهر ( آموزش صفر تا صد تابلو برق )
- tameson.com
- Chintglobal.com
- www.electrical4u.net