برق صنعتی چیست؟ + بررسی تجهیزات برق صنعتی

برق صنعتی چیست؟ تجهیزات برق صنعتی چیست؟ برق صنعتی یکی از حوزه‌های برق است که مفهوم گسترده‌ای را در بر می‌گیرد. اگر بخواهیم برق صنعتی را به صورت لغوی معنی کنیم به برقی گفته می‌شود که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین به علم و تخصصی که به کاربردهای برق در صنایع مختلف می‌پردازد نیز برق صنعتی گفته می‌شود. اما برق صنعتی حوزه‌های وسیع‌تری را نیز در برمی‌گیرد و تنها به فعالیت‌های صنعتی محدود نمی‌شود. 

برق صنعتی چیست؟

همانطور که اشاره شد به برقی که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، برق صنعتی گفته می‌شوند. در تعریف برق صنعتی به زبان ساده می‌توان گفت که استفاده از جریان برق سه‌فاز به منظور راه‌اندازی و بهره‌برداری از دستگاه‌های و تجهیزات مختلف صنعتی است. در واقع برق صنعتی شامل همه چیز می‌شود از برق شهری گرفته تا تولید برق در محل، توزیع برق، یو پی اس و تامین برق شرکت‌ها و کارخانه‌ها، اتصال به زمین، حفاظت الکتریکی و هزاران مورد دیگر.

برق صنعتی، همچنین یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین گرایش‌های مربوط به برق و برقکاری است که از جمله مشاغل پردرآمد در این حوزه نیز به حساب می‌آید. افرادی که در این رشته تحصیل می‌کنند مهارت‌های مربوط به برقکاری صنعتی را می‌آموزند و آماده ورود به بازار کار در این حوزه می‌شوند. افرادی که در این رشته تحصیل کرده و فارغ‌التحصیل می‌شوند به دلیل پیشرفت‌های فناوری با حجم زیادی از تقاضای کار از سوی صنایع مختلف روبرو می‌شوند. برخلاف برقکاران معمولی که در منازل مسکونی، ساختمان‌های تجاری و… کار می‌کنند، برقکاران صنعتی در تاسیسات صنعتی مانند نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها و شرایطی که مصرف کننده‌های پرمصرف و قوی هستند، کار می‌کنند.

تفاوت برق صنعتی و خانگی

 برق صنعتی به معنای برقی که در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و برق خانگی تفاوت‌های بارزی با یکدیگر دارند. عمده‌ترین تفاوت‌های این دو نوع برق را می‌توان در دو حوزه تجهیزات مورد استفاده و سیم‌کشی خلاصه کرد. برق خانگی پیچیدگی کمتری دارد و البته خطرات آن نیز کمتر است، اما برق صنعتی اینگونه نیست. تعداد مصرف کننده‌ها در یک پروژه برق صنعتی بیشتر است، همچنین دستگاه‌ها معمولاً سه فاز هستند.

نوع سیم کشی

یکی دیگر از جنبه‌های تفاوت برق خانگی و صنعتی، نوع سیم‌کشی آن‌ها محسوب می‌شود. در محیط‌های صنعتی و تجاری سیم‌کشی در مجراهای لوله مانند قرار می‌گیرند. همچنین سیم‌ها در فضای باز هستند تا در صورت نیاز امکان دسترسی به آن‌ها فراهم باشد. اما در محیط‌های خانگی و مسکونی تنها یک روکش پلاستیکی بر روی سیم‌ها قرار داده می‌شود که هدف آن محافظت از وارد شدن آسیب مستقیم به سیم و کابل است. همچنین نوع سیم‌ها و کابل‌هایی که در محیط‌های صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند نیز تفاوت دارند. سیم و کابل برقی که در برق صنعتی استفاده می‌شوند به دلیل عبور جریان‌های قوی، باید از مقاومت بالاتری در برابر جریان‌ برق برخوردار باشند، همچنین ضخامت آنها نیز باید بیشتر باشد.

برق صنعتی کجا کاربرد دارد؟

بدون کمترین تردید اصلی‌ترین کاربرد برق صنعتی مربوط به حوزه صنایع مختلف است. روشن و خاموش شدن تجهیزات و دستگاه‌های صنعتی مختلف نیاز مبرم به جریان الکتریسیته دارند که از طریق برق صنعتی تأمین می‌شود. فعال‌سازی یا غیر فعال‌سازی، مدیریت و کنترل طیف وسیعی از تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی در صنایع مختلف، با استفاده از برق سه‌فاز یا برق صنعتی امکان‌پذیر می‌شود. 

تجهیزات برق صنعتی وظایف مهمی را در سیستم‌ها انجام می‌دهند: کلیدزنی، کنترل، تنظیم، حفاظت، تبدیل و بازرسی تمامی فعالیت‌های سیستم شبکه و ماشین‌های الکتریکی. یک سیستم کامل انتقال و توزیع برق از 3 بخش تشکیل می‌شود: برق فشار قوی (شامل انتقال برق از نیروگاه‌ها به سراسر کشور)، برق فشار متوسط (انتقال برق به مناطق مختلف یک شهر)، برق فشار ضعیف (کاربرد در تامین نیازهای صنعتی و عمرانی صنایع). برق صنعتی تمامی این سه مورد را در بر می‌گیرد.

خطرات برق صنعتی

برق صنعتی از نوع برق سه‌فاز است که خطر برق گرفتگی همواره افرادی که با این نوع برق سر و کار دارند را تهدید می‌کند. خطر برق‌ گرفتگی با برق صنعتی به دو صورت ممکن است:

• تماس مستقیم: سیستم سالم بوده و انسان با یک هادی برق‌دار در یک یا دو نقطه تماس پیدا می‌کند.
• تماس غیر مستقیم: علت این نوع برق‌گرفتگی معمولاً خرابی تجهیزات مانند از بین رفتن عایق‌بندی سیم برق و کابل و غیره است. 

زمانی که جریان برق سه فاز به بدن انسان وارد می‌شود، بدن مانند یک هادی عمل کرده و جریان را از داخل خود عبور می‌دهد. به همین دلیل برق صنعتی که از نوع برق سه فاز است، می‌تواند اثرات شدیدی مانند سوختگی نسوج مختلف بدن، اختلال در سیستم عصبی، انقباض عضلانی و تجزیه خون را به همراه داشته باشد. میزان و شدت این آسیب‌ها در بدن مدت زمان عبور جریان برق، ولتاژ آن و همچنین مقدار جریان عبوری بستگی دارد. هر چقدر این سه فاکتور از شدت بیشتری برخوردار باشند، آسیب وارد شده شدیدتر خواهد بود و حتی در مواردی می‌تواند منجر به مرگ افراد شود. 

درآمد برق صنعتی

برق صنعتی یکی از مشاغل پردرآمد محسوب می‌شود که علاوه بر امکان فعالیت در محیط‌های صنعتی می‌توان در حوزه نصب و برنامه‌ریزی تابلو برق، حوزه ساختمان و تأسیسات نیز مشغول به فعالیت شد. برق صنعتی به عنوان پیش‌نیاز برای مشاغلی مانند هوشمندسازی، اتوماسیون صنعتی و… نیز شناخته می‌شود. افرادی که در این رشته تحصیل کرده و به مهارت کافی دست پیدا کنند می‌توانند در مراکز مختلف صنعتی، کارخانه‌ها، مراکز درمانی و بیمارستان‌ها،‌ کارگاه‌های صنعتی، مراکز تجاری، مراکز نظامی و… به عنوان تکنسین برق صنعتی مشغول به کار شده و درآمد خوبی کسب کنند. 

به طور کلی افرادی که از دانش و مهارت کافی در زمینه برق صنعتی برخوردار باشند می‌توانند در حوزه‌های مختلف شغلی مشغول به فعالیت شوند. از جمله مراکزی که افراد دارای مهارت در برق صنعتی می‌توانند در آن‌ها مشغول به کار شوند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پالایشگاه‌های و نیروگاه‌های تولید برق
• کلیه کارخانه‌ها و مراکز صنعتی بزرگ و شهرک‌های صنعتی
• کارگاه‌های تولیدی و صنعتی
• شرکت‌های تولید کتتده انواع تابلو برق
• فروشگاه‌های عرضه تجهیزات برق صنعتی
• تدریس در آموزشگاه‌ها و مراکز فنی حرفه‌ای

معرفی تجهیزات برق صنعتی

به منظور فعال‌سازی و استفاده از قابلیت‌های برق صنعتی به انواع مختلفی از تجهیزات پیشرفته نیاز است؛ به عنوان مثال یکی از این تجهیزات مدارشکن صنعتی نام دارد که عملکرد آن مشابه با مدارشکن‌های خانگی بوده و در صورت تحمیل اضافه بار به سیستم جریان برق را قطع می‌کنند. اما با توجه به اینکه جریان‌ برق صنعتی نسبت به جریان برق خانگی به مراتب قوی‌تر است، قطع کننده‌ها و سایر تجهیزاتی که در تابلو برق مورد استفاده قرار می‌گیرند، تحمل بارهای قوی‌تری را دارند. 

در تأمین و مدیریت برق صنعتی از تجهیزات مختلفی استفاده می‌شود. در ادامه با مهم‌ترین تجهیزات مربوط به این حوزه آشنا می‌شویم و ویژگی‌ها و خصوصیات هر یک را مورد بررسی قرار می‌دهیم. 

1- سیم و کابل (تجهیزات انتقال برق)

تجهیزات انتقال برق، یعنی سیم و کابل؛ یکی از پرکاربردترین و اصلی‌ترین ابزارهای حیطه برق صنعتی است که باید از خصوصیات و ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردار باشد. تحمل بالا در برابر شدت جریان الکتریکی قدرتمند برق صنعتی و سه فاز و دوام و مقاومت بالا از مهم‌ترین ویژگی‌های سیم و کابل برق صنعتی محسوب می‌شود. سیم و کابل‌های برق صنعتی در انواع مختلفی وجود دارند که می‌توان به کابل برق فشار ضعیف، کابل برق فشار متوسط و کابل برق فشار قوی اشاره کرد. 

2- تابلوی برق صنعتی 

یکی دیگر از تجهیزات پرکاربرد در حیطه برق صنعتی، تابلوی برق صنعتی است. تابلو برق یکی از تجهیزات مهم است که لوازم و تجهیزات الکتریکی مربوط به یک کارخانه، کارگاه، بیمارستان، مرکز تجاری و غیره در داخل آن قرار می‌گیرد. اصلی‌ترین کاربرد تابلوهای برق صنعتی، کنترل فرایندهای صنعتی و توزیع برق بین دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف است. تابلوها یا پنل‌های برق صنعتی از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام وظایف خاصی را بر عهده دارند.

معرفی تجهیزات تابلو برق صنعتی

در ادامه پاسخ پرسش برق صنعتی چیست، باید بگوییم که تجهیزات حیطه برق صنعتی را می‌توان بر اساس عملکرد در دسته بندی‌های مختلف طبقه‌بندی کرد. در ادامه مهم‌ترین تجهیزات تابلو برق صنعتی بر اساس عملکرد گروه‌بندی و معرفی شده است.

کلید اتوماتیک

بیشترین کاربرد در تابلو برق صنعتی متعلق به کلیدهای اتوماتیک است. کلیدهای اتوماتیک در مواقع خطر ساز (زمانی‌که اتصال کوتاه رخ دهد) می‌توانند مدار را به‌صورت خودکار قطع کنند. سه کلید هوشمند زیر جزو تجهیزات تابلو برق صنعتی هستند. درحالی‌که هدف مشترکی دارند، ساختار آن‌ها متفاوت است:

رله بی ‌متال

یکی از ابزارهای حفاظتی در تابلو برق صنعتی است که از موتورهای الکتریکی در برابر شدت و جریان اضافه بار به خوبی محافظت می‌کند. رله بی متال از دو فلز غیر هم‌جنس تولید می‌شود که بر اساس اختلاف بین ضریب انبساطی این دو فلز عمل می‌کند. 

کنتاکتور

یکی دیگر از تجهیزات تابلو برق صنعتی محسوب می‌شود که به منظور قطع و وصل جریان الکتریکی بین منبع تغذیه و بار مورد استفاده قرار می‌گیرد. کنتاکتور از دو هسته متحرک و ثابت تشکیل می‌شود که در وسط هسته ثابت یک سیم‌پیچ قرار دارد. زمانی که جریان الکتریکی برقرار می‌شود هسته متحرک به سمت هسته ثابت حرکت می‌کند. 

شاسی

برای انتقال فرمان وصل و قطع به سمت رله‌ها و کنتاکتور از قطعه‌ای به نام شاسی یا کلید فشاری شستی در تابلو برق صنعتی استفاده می‌شود. این قطعه در انواع مختلفی وجود دارد که می‌توان آن‌ها را بر اساس قطر، شکل ظاهری، رنگ و نوع ارسال فرمان در دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی کرد. 

 تایمرها

تایمرها، تجهیزات کنترل کننده زمان در مدار هستند. زیرا با کمک آن‌ها می‌توان در یک بازه زمانی، حالت مدار یا جریان داخل مدار را قطع و وصل کرد. پرکاربردترین تایمرها در تابلو برق صنعتی به شرح زیر هستند.

• الکترونیکی: تایمرهای الکترونیکی دقت بالایی دارند، اما برای این‌که عملکرد بهتری داشته باشند باید آن‌ها را به یک منبع تغذیه وصل کرد. این تایمرها دارای صفحه نمایش هستند که تنظیمات اعمال شده را می‌توان روی آن مشاهده کرد.

• مولتی رنج: تایمرهای مولتی رنج بسیار پیشرفته‌تر است دیگر انواع تایمر هستند و می‌توانند به‌طور همزمان چندین فعالیت را انجام دهند. قابلیت زمان سنجی تا 12 ساعت از ویژگی‌های تایمر مولتی رنج است. با توجه به عملکردی که این دستگاه دارد، در بیشتر تابلو برق‌های صنعتی از این مدل تایمر استفاده می‌شود.

ترمینال ریلی

ترمینال ریلی قطعه‌ای است که می‌تواند اتصال و ارتباط تجهیزات مختلف به یکدیگر را ممکن کند. این قطعه در انواع مختلفی وجود دارد که می‌توان به ترمینال ریلی معمولی، فشاری، دو طبقه و چند طبقه اشاره کرد. 

تجهیزات کنترل کننده حرکت برق در مدار

برخی از تجهیزات در تابلو برق صنعتی، حرکت بخش‌های مکانیکی را محدود می‎کنند. ازاین‌رو، به این دستگاه‌ها، کنترل کننده حرکت برق در مدار می‌گویند. انواع متفاوتی از این تجهیزات وجود دارد که به شرح زیر هستند:

• میکروسوئیچ: میکروسوئیچ‌ها نوعی کلید هستند که با فشار دادن یا ضربه زدن، می‌توان آن‌ها را فعال کرد و وظیفه وصل و قطع کردن کردن مدار را دارند. این قطعه می‌توانند به صورت محوری یا پیستونی باشند و هرکدام فعالیت خاص خود را دارند. به‌طورکلی از میکروسوئیچ‌ها برای کنترل ماشین‌های برش، بالابرها، تایمرهای موتوری و آسانسورها استفاده می‌کنند.

• شیرهای برقی: تنظیم کردن جریان هوا داخل سیستم‌های هیدرولیکی با یک نوع از شیرهای برقی انجام می‌شود. این شیرها از لحاظ ظاهری بسیار به قرقره شبیه هستند که به یک پیستون فلزی متصل شده است.

3- ترانسفورماتور

این دستگاه از یک هسته داخلی و مجموعه‌ای از سیم پیچ‌ها (اولیه و ثانویه) تشکیل شده است. وظیفه ترانسفورماتور در حیطه برق صنعتی این است که جریان و ولتاژ مناسب را برای مصرف‌کنندگان ارسال کند. در واقع ولتاژ ورودی به این دستگاه با ولتاژ خروجی آن کاملا متفاوت است. این عملکرد میزان بازدهی مدار را تا اندازه زیادی بالا می‌برد و کمک می‌کند تا جریان الکتریکی در مدار کاهش نیابد.

4- ترانسدیوسر

با استفاده از دستگاه ترانسدیوسر در مدار برق، می‌توان کمیت‌های آنالوگ را به دیجیتال تبدیل کرد. این دستگاه انرژی را از یک سر دریافت می‌کند و آن را به شکل دیگر انرژی (آنالوگ به دیجیتال) تبدیل و خارج می‌کند. از این دستگاه برای ارسال جریان برق به فواصل دور نیز استفاده می‌کنند. ترانسدیوسر ولتاژ، ترانسدیوسر خازن، ترانسدیوسر دما و ترانسدیوسر مقاومت از انواع این قطعه در حیطه برق صنعتی هستند.

5- PLC یا کامپیوتر دیجیتال

یکی از مهم‌ترین تجهیزاتی که امروزه در حوزه برق صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، PLC نام دارد. PLC یک دستگاه دیجیتال است که به منظور کنترل روند دستگاه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. PLC یکی از بروزترین تجهیزات در این حوزه محسوب می‌شود که می‌تواند فرایندی تولید در صنایع مختلف را کنترل کند. از این دستگاه می‌توان در طیف وسیعی از صنایع تولیدی به منظور کنترل فرایندهای مختلف تولید استفاده کرد. از مهم‌ترین مزایای استفاده از دستگاه PLC در برق صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قابلیت اتصال به شبکه
• برخورداری از شتاب عملکرد بالا
• برخورداری از ضریب دقت بسیار خوب
• افزایش سطح ایمنی
• قابلیت انعطاف‌پذیری بالا
• قابلیت کنترل توسط سیستم رایانه مرکزی
• قابلیت انتقال داده‌های و اطلاعات مختلف به سیستم و سایر دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی

جمع‌بندی

برق صنعتی یکی از حوزه‌های مهم در صنعت برق به حساب می‌آید که به برق مصرفی توسط صنایع مختلف مربوط می‌شود. با توجه به ویژگی‌های و تفاوت‌هایی که برق صنعتی با برق خانگی دارد، مباحث مربوط به این حوزه تخصصی‌تر است. ضرورت دارد که افرادی در این حیطه مشغول به کار می‌شوند، دانش علمی و عملی و همچنین مهارت کافی در زمینه کار با برق صنعتی و تجهیزات مربوط به آن را داشته باشند. برق صنعتی کلیه مباحث مربوط به برق در طیف وسیعی از صنایع مختلف و مراکزی مانند مراکز تجاری، درمانی، نظامی و غیره را در بر می‌گیرد؛ به همین دلیل یکی از حوزه‌هایی است که همواره به نیروی انسانی ماهر و متخصص جهت کار نیاز دارد.