تابلو برق چیست؟

امروزه برای جلوگیری از خطرات ناشی از عوامل محیطی و مشکلاتی مانند نصب آشفته تجهیزات و پدیده‌هایی مانند اتصال کوتاه در تجهیزات الکتریکی، از تابلو برق استفاده می‌شود. در گذشته تمامی قسمت‌های برق‌دار در دسترس اپراتور قرار می‌گرفت که خطر برق گرفتگی افراد را افزایش می‌داد به همین علت متخصصان، برای افزایش ایمنی نیز از این وسیله کاربردی استفاده می‌کنند. تابلو برق را به شکل یک محفظه بسته طراحی می‌کنند تا تجهيزات داخل آن غیرقابل‌دسترس باشند.

اگر بخواهیم تابلو برق را تعریف کنیم، می‌گوییم تابلو برق همان کنتور برقی است که در منزل همه ما وجود دارد. ابعاد کنتور برق کوچک است و تنها برای مصارف خانگی مناسب است. هنگامی که تعداد مصرف‌کننده‌ها زیاد باشد، دیگر کنتور کافی نیست. در سیستم‌هایی که با برق صنعتی سروکار داریم، به جای کنتور برق از تابلو برق استفاده می‌شود. تابلو برق به طور کلی در دو گروه خانگی و صنعتی طراحی می‌شود. در ادامه شما را با انواع تابلو برق و کاربرد آنها آشنا می‌کنیم. پس تا انتهای مقاله ما را همراهی کنید.

به مجموعه تجهیزات برقی که داخل محفظه‌ای معمولاً فلزی قرار می‌گیرند، تابلو برق گفته می‌شود. کنترل برق ساختمان یا دستگاه‌های صنعتی به عملکرد تجهیزات داخل تابلو بستگی دارد. تابلو برق باهدف کنترل و همچنین توزیع انرژی الکتریکی به کار می‌رود. تابلوی توزیع بخش مهمی از یک سیستم تامین برق است. وظیفه آن تقسیم یک تغذیه برق ورودی به چندین مدار ثانویه یا فرعی است. معمولاً هر یک از این مدارهای ثانویه با فیوز یا قطع کننده محافظت می‌شوند.

درگذشته مشکلاتی مانند اتصال کوتاه، دسترسی راحت به تجهیزات و عوامل محیطی، باعث ایجاد خطرات جانی و مالی می‌شد. همچنین نبود تابلو برق، باعث آسیب رسیدن به انواع تجهیزات در برابر رطوبت، باران، گردوغبار، حیوانات و … می‌شد. برای جلوگیری از این اتفاقات و تأمین امنیت بیشتر، محفظه‌ای برای تجهیزات برقی در نظر گرفته شد. استفاده از تابلو برق امکان کنترل و حفاظت مطمئن‌تری را فراهم کرده و هزینه سیستم را کاهش می‌دهد، تعمیر و نگهداری آن ساده‌تر است و ایمنی افراد را در برابر اتفاقاتی چون برق‌گرفتگی بالاتر می‌برد.

معرفی انواع تابلو برق

تابلو برق‌ها از نظر عبور جریان برق، به دو دسته صنعتی و خانگی تقسیم می‌شوند. برای برق‌های 3 فاز با 380 ولت از تابلو برق صنعتی و برای برق‌های خانگی با 220 ولت از تابلو برق خانگی استفاده می‌شود. اما موارد دیگری نیز وجود دارد که بر اساس آن‌ها می‌توان تابلو برق‌ها را دسته بندی کرد. این دسته بندی‌ها برای انواع تابلو برق صنعتی و خانگی یکسان است. پارامترهایی که می‌توان براساس آن انواع تابلو برق را دسته بندی کرد عبارتند از:

از نظر ساختار (Swing – Metal Enclosed – Metal Clad – Withdrawable – Compartment Type – Rack)
از نظر ولتاژ (تابلو برق فشار ضعیف – تابلو برق فشار متوسط – تابلو برق فشار قوی)
کاربرد (توزیع – کنترل – اصلاح ضریب قدرت)
عملکرد (کنترل موتور – قبل برنامه‌ریزی – خازنی)
جنس بدنه (فلزی – پلی کربنات – کامپوزیت – فولاد کربن – آلومینیومی – استیل)
محل نصب (بیرونی – درونی)
بر اساس ایستایی (ثابت – دیواری – کشویی)

برای اطلاعات بیشتر درباره انواع تابلو برق و آشنایی با هر یک از آن‌ها به مقاله “بررسی انواع تابلو برق صنعتی (لیست کامل)” سربزنید.

لیست تجهیزات و قطعات تابلو برق

لیست کامل تجهیزات و قطعات تابلو برق عبارتند از:

1- بدنه تابلو برق

بدنه یا استراکچر مهم‌ترین قسمت تابلو برق است. تجهیزات مختلف تابلو برق در داخل یا روی بدنه تابلو نصب می‌شوند و بدنه تابلو علاوه بر محلی برای استقرار تجهیزات، از آن‌ها در برابر ضربات، گردوغبار، شرایط آب‌وهوایی و… محافظت می‌کند. جنس بدنه تابلو برق از پلاستیک، آهن یا مواد کامپوزیتی است. عواملی مانند محل قرارگیری تابلو، محل ورود و خروج هادی‌ها، ساختمان تابلو، نوع دسترسی به اجزای آن و… در ضخامت ورق تابلو مؤثر هستند.

تابلو برق باید به‌گونه‌ای باشد که علاوه بر سهولت در دسترسی به تجهیزات، از آن‌ها در برابر خطرات ممکن جلوگیری کند. علاوه‌ بر این، محل قرارگیری تجهیزات در سلول‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که در هنگام تعمیرات مشکلی ایجاد نکنند. سلول‌ها بخش‌هایی از تابلو هستند که به‌صورت قطعه‌های مختلف در تابلو از هم مجزا شده‌اند و تجهیزات در آن‌ها قرار می‌گیرند تا فاصله مناسبی از هم داشته باشند و از خطراتی مانند آتش‌سوزی جلوگیری شود.

قطعات داخلی مهم تابلو برق، کلیدها هستند. پیش از آنکه به وظایف و کاربرد دقیق هر یک از این کلیدها بپردازیم، لازم است در ابتدا شناختی کلی از عملکرد و دسته‌بندی آن‌ها در تابلو برق به دست آوریم.

کلیدهای داخلی تابلو برق، به‌طور کلی، کلیدها در دو گروه قرار می‌گیرند:

گروه اول کلیدهایی هستند که قطع و وصل را زیر بار انجام می‌دهند؛ یعنی هنگام عبور جریان نیز می‌توانند مدار را باز یا بسته کنند. کلیدهای قابل قطع و وصل زیر بار به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در شرایط ولتاژ و جریان نامی قابلیت قطع و وصل داشته باشند و همچنین در مدت زمان کوتاه، بتوانند جریان خطا بیش از جریان نامی را تحمل کنند. کلید سلکتوری و گردان در این گروه قرار می‌گیرند.
گروه دوم کلیدهایی را شامل می‌شود که در حالت بدون بار قطع و وصل انجام می‌دهند. این دسته از کلیدها معمولاً در خطوط و ترانسفورماتورهای بی‌بار مورد استفاده قرار می‌گیرند تا مدار برای جداسازی ایمن شود.
یکی از ویژگی‌های مهم کلیدهای گروه دوم، قابل مشاهده بودن کنتاکت‌ها است؛ به همین دلیل هنگام تعمیرات و نگهداری، ایمنی افراد افزایش پیدا می‌کند. از جمله این کلیدها می‌توان به سکسیونر و سوئیچ‌ چاقویی اشاره کرد.

راهنمای نصب تابلو برق + لیست استانداردهای نصب تابلو برق

2- سیستم اتوماسیون و منطق در تابلو برق

کنترل کننده منطقی (PLC): دستگاهی است که با دریافت ورودی‌ها، پردازش منطقی انجام می‌دهد و خروجی‌ها را کنترل یا نمایش می‌دهد. در واقع قابلیت مدیریت سیستم‌های صنعتی را به‌شکل برنامه‌پذیر فراهم می‌کند.
سافت استارتر (soft starter): دستگاهی برای راه‌اندازی تدریجی موتور است که با کاهش ولتاژ اولیه و افزایش تدریجی آن، از شوک‌های الکتریکی و مکانیکی جلوگیری می‌کند. همچنین موجب کنترل و نرم شدن شتاب موتور می‌شود.
درایو موتور (Inverter): یک تجهیز الکترونیکی است که با کنترل ولتاژ و فرکانس قادر است سرعت، جریان و گشتاور موتورهای الکتریکی را به‌صورت دقیق مدیریت کند. این فرآیند معمولا موجب عملکرد بهینه موتور خواهد شد.

3- سیستم فرمان‌دهی در تابلو برق

سوئیچ و شستی (Push Button): پوش باتن (شستی) یک کلید فشاری است که با فشار دست، مدار را قطع یا وصل می‌کند. پوش باتن پس از رها شدن به وضعیت اولیه بازمی‌گردد، برای کنترل دستی تجهیزات و مدارها کاربرد دارد.
رله (Relay): قطعه‌ای الکترومکانیکی است که با دریافت ولتاژ ورودی، اتصال الکتریکی بین نقاط مختلف مدار را قطع یا وصل می‌کند و برای کنترل جریان فرمان، ایزولاسیون مدار و حفاظت در برابر خطاهای حرارتی کاربرد دارد.
کنتاکتور (Contactor): کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی است که برای قطع و وصل مدارهای قدرت با جریان بالا استفاده می‌شود. این قطعه مشابه رله عمل می‌کند، با این تفاوت که برای آمپرهای بالا طراحی شده است و سرعت عملکرد پایین‌تری نسبت به رله دارد.

4- کلیدهای محافظت و قدرت

دژنکتور (BreakerCircuit): یک کلید اتوماتیک برای فشار متوسط و قوی است که مدار را تحت بار قطع و وصل می‌کند تا تجهیزات در برابر اتصال کوتاه و اضافه‌بار آسیب نبینند.
کلید کامپکت (MCCB): کلید اتوماتیک یک قطع‌کننده مدار در بازه جریان تقریبی ۱۶ تا ۱۶۰۰ آمپر است که برای حفاظت تجهیزات در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه در کاربردهای صنعتی و ساختمانی استفاده می‌شود.
سوئیچ جداکننده (Disconnector): نوعی کلید مکانیکی است که برای قطع و وصل مدار در حالت بدون بار استفاده می‌شود و با ایجاد یک فاصله هوایی قابل مشاهده، جداسازی ایمن مدار را تضمین می‌کند.

5- کلیدهای محافظ موتورها

کلیدهای محافظ موتور در تابلو برق وظیفه دارند موتورهای الکتریکی را در برابر خطاهایی مانند اضافه‌بار، اتصال کوتاه و افزایش دما محافظت کرده و از آسیب دیدن یا سوختن موتور جلوگیری کنند. این کلیدها عبارتند از:

کلید حرارتی (MPCB): یک کلید الکترومکانیکی برای حفاظت موتورهای الکتریکی در برابر اضافه‌بار حرارتی، اتصال کوتاه مغناطیسی و عدم تعادل فاز است. کلید حرارتی، با تنظیم جریان و عملکرد دستی، موتور را به طور مستقیم قطع می‌کند و نیاز آن را به فیوز و بیمتال جداگانه از بین می‌برد.
بیمتال (Bimetal): بیمتال (رله حرارتی) یکی از تجهیزات حفاظتی در تابلوهای برق است که موتورهای الکتریکی را در برابر اضافه‌بار و افزایش دمای بیش از حد محافظت می‌کند و از آسیب حرارتی به موتور جلوگیری می‌نماید.

6- کلیدهای محافظت ایمنی در مدار

تجهیزات حفاظتی برای حفاظت مدار در مواردی مانند اضافه جریان، اتصال کوتاه، خطای فاز و… کاربرد دارند. کلیدهای محافظت از مدار در تابلو برق عبارتند از:

کلید مینیاتوری (MCB): یک کلید حفاظتی غیرقابل تنظیم است که مدارها و تجهیزات الکتریکی را در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کند. کلید مینیاتوری با بهره‌گیری از مکانیزم حرارتی–مغناطیسی، خطاهای جریان را تشخیص می‌دهد و مدار را به‌صورت خودکار قطع می‌کند.
کلید محافظ جان (RCCB): محافظ جان با کنترل و مقایسه جریان رفت و برگشت مدار، در صورت بروز عدم تعادل ناشی از نشتی، به‌صورت آنی مدار را قطع می‌کند و ایمنی افراد و تجهیزات را تضمین می‌نماید.
کنترل بار: دستگاهی است که مصرف بارهای الکتریکی را بررسی می‌کند و در صورت افزایش غیرمجاز یا ایجاد اضافه‌بار، مدار را قطع کرده و از آسیب‌دیدگی تجهیزات جلوگیری می‌کند.
کنترل فاز: رله کنترل فاز وضعیت فازها در مدار را بررسی کرده و در شرایطی مانند قطع فاز، جابه‌جایی فاز یا عدم تعادل ولتاژ، مدار را قطع می‌کند.
فیوز (Fuse): انواع فیوز یک قطعه حفاظتی در تابلو برق هستند که برای جلوگیری از آسیب تجهیزات در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه به کار می‌روند و با عبور جریان بیش از حد، مدار را قطع می‌کنند.

معرفی کامل فیوزهای کاربردی در تابلو برق را در مقاله “معرفی انواع فیوز در تابلو برق و کاربردهای آن‌ها” با جزئیات بخوانید.

7- تجهیزات انتقال و اتصالات در تابلو برق

شینه (Busbar): یک قطعه فلزی در تابلو برق صنعتی است که انرژی الکتریکی را بین فیدرهای ورودی و خروجی توزیع می‌کند. این قطعه از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود و با ظرفیت جریان بالا، جایگزین کابل در مسیرهای اصلی جریان می‌شوند (زمانی که جریان مصرف کننده بالاست) تا عملکرد ایمن و پایدار سیستم‌های برق را تضمین کنند.
بلوک های ترمینال (Terminal Blocks): یک اتصال‌دهنده الکتریکی است که سیم‌ها یا کابل‌ها را به‌صورت ایمن به یکدیگر متصل می‌کند. این قطعه با ایجاد اتصال محکم و جلوگیری از شل‌شدن یا ایجاد حرارت ناشی از مقاومت تماس، ایمنی و عملکرد پایدار مدار را تضمین می‌کند.
سیم و کابل (Wire & Cable): سیم و کابل در تابلو برق صنعتی، وظیفه انتقال سیگنال‌ها و فرمان‌های مدار کنترل را بر عهده دارند و با عبور جریان‌های کم، دقت عملکرد و پایداری سیستم کنترلی را تضمین می‌کنند. این اجزاء اتصال بین اجزای کنترلی و انتقال فرمان‌ها را ممکن می‌سازند.

8- کلیدهای مانیتورینگ و هشدار

تجهیزات اندازه‌گیری تابلو برق: ابزارهایی مثل ولت‌متر، آمپرمتر و وات‌متر هستند که میزان جریان، ولتاژ، توان و فرکانس را نشان می‌دهند. انواع تجهیزات انداز‌ه‌گیری به مهندس یا اپراتور کمک می‌کنند تا عملکرد مدار را زیر نظر داشته باشد و از بروز خطا یا مشکل جلوگیری کند. تجهیزات اندازه گیری مستقیماً روی تابلو نصب نمی‌گردند.
چراغ سیگنال: یک چراغ هشدار دهنده در تابلو برق و ماشین‌آلات صنعتی است که با نمایش نور رنگی، وضعیت‌های مختلف مدار را به اپراتور اطلاع می‌دهد. رنگ‌های مختلف چراغ سیگنال آن شامل سبز (وضعیت عادی)، قرمز (خطر،)، زرد (هشدار)، آبی (نیاز به اقدام) و سفید (ولتاژ نرمال) است.

9- ترانسفورماتور

ترانسفورماتور دستگاهی است که انرژی الکتریکی را بین دو یا چند سیم‌پیچ از طریق القای الکترومغناطیسی منتقل می‌کند. همچنین با تغییر ولتاژ بدون تغییر فرکانس، امکان انتقال و توزیع بهینه برق را فراهم می‌آورد. این قطعه بر اساس قانون القای فارادی کار می‌کند و در تامین انرژی و تبدیل ولتاژ کاربرد دارد.

10- زیرساخت و نظم دهی در تابلو برق

مقره (Insulator): یک قطعه عایق الکتریکی است که هادی‌ها را از دکل‌ها، برج‌ها یا بدنه تابلو برق جدا می‌کند و باعث جلوگیری از نشتی جریان به زمین جلوگیری می‌شود. این قطعه که از سرامیک، شیشه یا پلیمر ساخته می‌شود، در انواع آویزی، اتکایی و سوزنی برای کاربردهای فشار قوی، تابلو برق و خطوط توزیع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
داکت کابل: یک کانال پلاستیکی یا فلزی است که برای عبور، نظم‌دهی و محافظت از سیم‌ها و کابل‌ها روی دیوار، سقف یا کف ساختمان استفاده می‌شود. ضمن جلوگیری از آسیب به کابل‌ها، امکان نصب امن و مرتب سیم‌ها در محیط‌های مسکونی و صنعتی را فراهم می‌کند. انواع آن شامل داکت ساده، شیاردار، قرنیزی و کف‌خواب است.
پنل های پشتی و ریل: شامل یک ورقه فلزی برای نصب تجهیزات و ریل‌های استاندارد DIN است که قطعاتی مانند فیوز و کنتاکتور روی آن به‌صورت منظم و محکم نصب می‌شوند. این سیستم موجب نصب راحت و تعویض آسان می‌شود و و نظم داخلی تابلو را حفظ می‌کند.
دین ریل (DIN Rail): یک ریل فلزی استاندارد ۳۵ میلی‌متری است که برای نصب منظم و سریع تجهیزات الکتریکی مانند MCB، کنتاکتورها، PLC و منابع تغذیه در تابلو برق استفاده می‌شود. دین ریل با ایجاد ساختار یکپارچه، نصب، تعمیر و صرفه‌جویی در فضا را تسهیل می‌کند.

11- سیستم اینترلاک

سیستم قفل داخلی یا اینترلاک، سیستمی برای جلوگیری از رخ‌دادن حوادث ناخواسته است که در تابلو برق تعبیه می‌شود. اینترلاک هم می‌تواند مکانیکی و هم الکتریکی باشد. اینترلاک سازوکاری را فراهم می‌آورد که قطعات نتوانند به‌گونه‌ای عمل کنند که در عملکرد سایر قطعات تداخل داشته باشند. برای نمونه، در تابلوهای برق صنعتی زمانی که کنتاکتور راست‌گرد موتور در حالت وصل قرار دارد، کنتاکتور چپ‌گرد اجازه فعال شدن ندارد. سیستم اینترلاک تضمین می‌کند اگر به اشتباه فرمان وصل چپ‌گرد صادر شود، تا قبل از قطع شدن راست‌گرد، هیچ عملی انجام نشود.

12- سیستم اتصال زمین (ارتینگ)

اتصال زمین برای حفاظت جان افراد و موجودات زنده در برابر برق‌گرفتگی از طریق برق‌دار شدن بخش‌های فلزی تابلو برق به کار می‌رود. معمولاً هر سلول تابلو به‌صورت مجزا به هادی اتصال به زمین متصل می‌شود. در اتصال به زمین، بخش‌های فلزی که در مدار الکتریکی قرار ندارند (مانند در تابلو و بدنه فلزی برخی تجهیزات)، باید به هادی زمین اتصال داشته باشند و اصطلاحاً زمین شوند. تجهیزاتی که باید زمین شوند، به شینه اتصال زمین متصل می‌شوند.

کاربرد و موارد مصرف تابلو برق

تابلو برق کاربردهای متعدد و گسترده‌ای دارد. سیستم‌های خانگی، صنعتی و نیمه صنعتی با این تجهیز تکمیل می‌شوند. به‌طورکلی تابلوهای برق برای استفاده در مکان‌های زیر کاربرد زیادی دارند:

ساختمان‌های مسکونی برای تأمین برق مصرفی اهالی
بیمارستان
فرودگاه
بخش صنعت و کارخانه‌ها
کارگاه‌های تولیدی

راهنمای انتخاب تابلو برق (خانگی و صنعتی) + مشاوره ساخت و قیمت

تابلو برق چگونه کار می‌کند؟

تابلوی توزیع برق مهمترین بخش یک سیستم تامین برق است. تابلوی توزیع فرقی ندارد که در یک واحد صنعتی باشد یا یک فضای مسکونی، تمام مدارهایی را که برق واحدها/وسایل مختلف را تامین می‌کنند را در خود جای می‌دهد. یک تابلو با عملکردی مناسب برای ایمنی هر مکانی ضروری است.

تجهیزات و چیدمان تابلوها ممکن است از کشوری به کشور دیگر متفاوت باشد، اما اصل کار، توزیع منبع تغذیه واحد به نقاط مختلف سیستم است. تابلو برق دارای یک سیستم کلی با انواع کلید، فیوز، واحدهای ارتینگ، تایمرها و سیم‌های اتصال دهنده برای توزیع برق است.

بسته به کاربرد، تنظیمات مختلفی در این بردها وجود دارد. تابلوی تک درب برای کاربردهای ساده و تابلو دو درب برای عملیات سنگین و اتصالات متعدد استفاده می‌شود. برد توزیع یک هاب قدرت یکنواخت است که به یک ورودی الکتریکی واحد متصل است.

نیرو بیشتر به کلیدهای مدار یا فیوزهای کوچک هدایت می‌شود تا به نقاط مصرف مختلف فرستاده شود. الکتریسیته در یک نیروگاه تولید می‌شود و سپس از طریق کابل‌ها به شبکه برق مرکزی منتقل می‌شود. از این شبکه به تابلوی توزیع خانه، مجتمع یا تاسیسات تجاری می‌رسد. مدار اصلی این جریان را به چندین مدار کوچکتر برای تامین برق داخلی جدا می‌کند.