آشنایی با تجهیزات داخل تابلو برق

گروه نویسندگان
اجرای تاسیسات الکتریکی, نظارت تاسیسات الکتریکی

تجهیزات الکتریکی داخل تابلوهای برق

در تابلوهای برق فشار ضعیف یک سری تجهیزات معمول مورد استفاده قرار می گیرند که آشنایی با آنها از ملزومات یک متخصص تابلوهای برق است. این تجهیزات عبارتند از

کنتاکتور

کنتاکتور برق نوعی کلید الکترومغناطیسی می گویند که جهت قطع و وصل کردن مدار از طریق یک سیم پیچ مغناطیسی به کار برده می شود. یعنی با تحریک یا وصل شدن این سیم پیچ مغناطیسی یا بوبین کنتاکتور وصل و مدار سه فاز یا تکفاز را وصل می نماید و برعکس با قطع شدن ولتاژ بوبین، کنتاکتور قطع می گردد.

این تجهیز با تحریک بوبین داخل کنتاکتور از طریق ولتاژ AC یا DC، جهت قطع و وصل کردن مدارهای قدرت از راه دور به کار گرفته می شود. هم چنین این تجهیز یکی از اجزای لازم برای تابلو برق است و به آن کلید الکترومغناطیسی (Electromagnetic Contact) نیز گفته می شود. این مزیت سبب می شود که بتوان مدار را از راه دور و از هر نقطه ای قطع و وصل کرد. طبق این تعریف، کنتاکتور با بهره گیری از عملکردی مشابه عملکرد رله، در آمپراژ بالا به کار برده می شود. هم چنین می توان نتیجه گرفت که به علت استفاده در آمپراژ بالا، سرعت قطع و وصل کنتاکت های آن در مقایسه با رله کمتر است.

کنتاکتور الکترونیکی ( SSR )

کنتاکتور الکترونیکی SSR (Solid State Relay) در واقع یک کنتاکتور است که در آن از قطعاتی مثل تریستور یا ترایاک برای قطع و وصل جریان تک فاز یا سه فاز استفاده می شود. این قطعه به دلیل سرعت بالا و کنترل راحتتر جایگزین مناسبی برای کنتاکتور هاست.

رله حالت جامد (SSR) یک المان سوئیچینگ الکترونیکی است که کاری شبیه رله های الکترو مکانیکی را انجام می دهد ولی هیچ عضو متحرکی ندارد, دارای طول عمر طولانی تری بوده و جهت کاربرد در سیستم های اتوماسیون صنعتی، PLC، بارهای مقاومتی ( المنت ها ) و بارهای سلفی ( موتورها ) عرضه می‎شوند.

ترانس جریان یا CT

ترانس جریان یا CT به عنوان یک تجهیز الکتریکی حیاتی در سیستم‌های انتقال نیرو به کار می‌رود. این وسیله از جریان بالا در شبکه‌های با ولتاژ بالا نمونه‌برداری می‌کند تا اطلاعات دقیقی از جریان در بخش‌های مختلف شبکه فراهم شود. عملکرد این ترانس‌ها بر مبنای اصل الکترومغناطیس بوده و با تغییر جریان ورودی به نسبت جریان خروجی، نمونه‌برداری دقیقی انجام می‌دهند. از طراحی‌های مختلف ترانس جریان بر اساس نیازهای مختلف شبکه‌ها استفاده می‌شود.در واقع می توان گفت ترانسفورماتور جریان نقش تبدیل جریان و جداسازی الکتریکی را بازی می کند.

کلید اتوماتیک کمپکت (MCCB)

یکی از پرکاربردترین و رایج‌ترین کلیدها در صنعت برق، کلید اتوماتیک یا کمپکت می‌باشد. کلید اتوماتیک یا کمپکت یک وسیله محافظتی است که آن را MCCB‌ (Molded Case Circuit Breaker) نیز می‌نامند. این تجهیز وظیفه قطع و وصل اتوماتیک و ایمن مدارها را بر عهده دارد.MCCB، دو مدار حفاظت حرارتی و حفاظت مغناطیسی در خود دارد. به این دلیل که این نوع از کلیدها حاوی رله های الکترونیکی هستند، در مقابل خطاهای مداری همچون اتصال کوتاه و اضافه بار استفاده می‌شوند. بنابراین این نوع کلید از کشیدن جریان بیش از حد در مصرف کننده و ایجاد افت ولتاژ جلوگیری می‌نماید. کلیدهای کمپکت با توجه به ابعاد کوچکی که دارند، فضای کمی را اشغال می‌کنند. و همچنین این نوع کلیدها قابلیت تعمیر شدن ندارند و رنج جریانی آن‌ها تا ۱۲۵۰ آمپر می‌باشد.

کلید مینیاتوری (MCB)

کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker) یک کلید الکتریکی است که به طور خودکار عمل می کند. این وسیله برای محافظت از مدارهای الکتریکی ولتاژ پایین در برابر آسیب ناشی از اضافه بار یا اتصال کوتاه استفاده می شود. MCB ها معمولاً تا جریان 125 آمپر درجه بندی می شوند. این وسیله می تواند از نوع حرارتی یا مغناطیسی حرارتی باشد. از این کلید در تابلو برق ساختمان یا مجتمع های اداری-سازمانی و صنایع مختلف استفاده می شود.

کلید نشت جریان (RCD)

این کلید در دو نوع تک فاز و سه فاز ساخته می شود و وظیفه آن حفاظت مدار در برابر جریان های نشتی (مانند اتصال فاز به بدنه) است.کلید جریان نشتی که با RCD که به اشتباه به کلید محافظ جان نیز شناخته می‌شود، نوعی کلید است که با مقایسهٔ جریان سیم‌های رفت و برگشت، در صورتی که اختلافی بین جریان رفت و برگشت وجود داشته باشد مدار را قطع می‌کند. در حالت عادی مدارهای الکتریکی، جریان رفت با جریان برگشت برابر است، اما اگر به هر دلیلی جریان بین سیم فاز و نول (در مدارهای تکفاز) اختلاف داشته باشد کلید محافظ جان عمل خواهد کرد. وجود این اختلاف ممکن است بر اثر اتصال بدنهٔ یکی از دستگاه‌های الکتریکی باشد که در آن جریان الکتریکی به جای برگشتن از راه سیم نول از راه زمین به منبع برمی‌گردد که اصطلاحاً می‌گویند جریان نشت پیدا کرده‌است. این دستگاه جریان‌های نشتی کوچکی را که توسط فیوز شناسایی نمی‌شوند اما می‌توانند زمینه‌ساز آتش سوزی یا برق گرفتگی شوند را شناسایی و مدار را در چند دهم یا صدم ثانیه قطع می‌کند.

کلید محافظ MPCB

MPCB مخفف عبارت انگلیسی motor protection circuit breaker به معنای قطع کننده مدار محافظ موتور است.این قطعات در حالات مختلف با قطع کردن موتور از رسیدن آسیب به آن جلوگیری می کنند.

در واقع، کلید MPCB یک دستگاه الکترومکانیکی تخصصی است که می تواند با مدار موتورهای مختلف استفاده شود.

کلید های MPCB به شما این امکان را می دهند که برای موتورهای سیستم، یک منبع تغذیه ایمن فراهم کنید.

وظایف کلید محافظ MPCB

محافظت در برابر اتصال کوتاه
محافظت از اضافه بار موتور
محافظت از نامتعادلی فاز و از قطع فاز
تأخیر حرارتی برای جلوگیری از روشن شدن موتور بلافاصله پس از اضافه بار (خنک شدن موتور)

این کلید از تجهیزات حفاظتی است که ساختار و عملکرد الکترومکانیکی دارد یعنی هم شامل تجهیزات الکتریکی مثل بوبین است وهم مکانیکی مثل فنر‌ها و اهرمها.

موارد زیر فقط چند نمونه از دستگاه هایی است که توسط موتورهای الکتریکی در ساختمان های تجاری و صنعتی عمل می کنند:

کولرهای نصب شده در پشت بام، چیلرها، کمپرسورها، برج های خنک کننده، فن های تهویه هوا، سیستم های پمپاژ آب، آسانسور و سایر دستگاه های بالابر، تسمه های صنعتی.

فیوزها

فیوزهای کارتریج یا فشنگی:

این نوع فیوزها درون یک محفظه کاملاً بسته قرار دارند و کنتاکت‌های آن‌ها در دو سمت است. این فیوز از فشنگی، پایه فیوز، درپوش و حلقه آداپتور تشکیل شده است. پایه فیوز دارای درپوش است که با کارتریج از طریق حلقه آداپتور وصل شده است. مدار هنگامی کامل می شود که نوک فشنگ با هادی ارتباط برقرار کند.

فیوزهای فشار قوی:

این فیوزها در محدوده ولتاژ کاری ۱٫۵ تا ۱۳۸ کیلوولت موجود هستند. این فیوزها برای محافظت از ترانسفورماتورهای ابزار دقیق و ترانسفورماتورهای کوچک به کار می‌روند. جنس آن‌ها معمولاً نقره، مس و قلع است. وقتی گرما تولید می‌شود، آرک به وجود می‌آید که خود موجب می‌شود اسید بوریک واکنش داده و مقدار زیادی گازها تولید شود. به همین دلیل است که این فیوزها در فضای باز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فیوزهای فشار قوی دارای المانهای به هم چسبیده موازی از نقره خالص هستند که به دور یک سرامیک مرکزی پشتیبان پیچیده و با جوش نقطه ای به کلاهک فلزی روکش نقره در دو سر چسبیده اند. مجموعه فوق داخل یک تیوب سرامیکی قرار گرفته و پس از پرشدن با مواد پرکننده و پوشش کامل هر دو سر پرس می شوند.

فیوزهای فشار قوی معمولا برای محافظت از تجهیزات در سوییچگیرهای بخش توزیع (Distribution Switch-gears)استفاده میشوند .مزیت این فیوزها سرعت بالای آنها در محدود کردن جریان در هنگام وقوع اتصال کوتاه است که متعاقبا موجب حفاظت تجهیزات در مقابل اثرات حراراتی و دینامیکی اتصال کوتاه می گردد.
این فیوزها در موارد زیر مورد استفاده قرار میگیرند:

ترانسفورماتورهای توزیع
الکتروموتورهای فشارقوی
بانکهای خازنی
ترانسفورماتورهای اندازه گیری PT
فیدرها

فیوز کاردی

یکی از انواع پرکاربرد فیوزها، فیوزهای کاردی (Knife Blade Fuse) هستند. این فیوز که با نام‌های فیوز کتابی، تیغه‌ای، NH فیوز و فیوز چاقویی هم شناخته می‌شود، در ابتدا برای حفاظت از رساناها استفاده می‌شد. امروزه این فیوز علاوه بر حفاظت از رساناها، از مدار و تجهیزات در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه هم حافظت می‌کند. فیوزهای کاردی فیوزهایی یکبار مصرف هستند. یعنی: پس از یک بار حفاظت از مدار، باید آن‌ها را با فیوز جدیدی با همان مشخصات جایگزین کرد.

فیوز کاردی یا فیوز چاقویی یک نوعی از فیوز های ذوب شونده به شما می آید گرچه مدل های دیگری از فیوز ها نیز وجود دارد مانند فیوز فشنگی یا فیوز شیشه ای که مکانیزم اصلی آنها عین هم است و فقط در شکل ظاهری و مقدار تحمل جریان با یک دیگر متفاوت هستند.

کلید فیوز

کلید فیوز وسیله ای الکتریکیست که اگر جریان عبوری بیش از مقدار از پیش تعیین شده باشد جریان را به سرعت در مدار قطع می کند. کلید فیوز با کلید مینیاتوری تفاوتهایی دارد که در زیر اشاره می کنیم.

از نظر سرعت عمل کلید فیوز سریع تر از کلید مینیاتوری عمل می کند.
کلید فیوز از سیم فلزی تشکیل شده است و معمولا جنس آن از مس، آلومینیوم ،قلع، سرب، نقره و غیره تشکیل شده که در صورت وجود خرابی ذوب می گردد. اما در مقابل آن کلید مینیاتوری از یک هسته الکترومغناطیسی با ساختار پیستون جهت حفاظت مقابل اتصال کوتاه و یک نوار دو فلزی جهت حفاظت مقابل اضافه بار تشکیل شده است.
همه کلید فیوزها به جز آن دسته که دارای قابلیت سیم کشی مجدد هستند، پس از رفع عیوب قابلت استفاده مجدد ندارند ام در مقابل آن کلیدهای مینیاتوری یا MCB ها را می توان پس از قطع مجدد استفاده کرد.
از نظر قیمت نیز می توان گفت کلید فیوزها از کلید مینیاتوری دارای قیمت مناسب تری هستند.
زمان قطع کلیدهای مینیاتوری ۲۰ میلی ثانیه و فیوزها معمولا ۲ میلی ثانیه است.
کلید مینیاتوری به دمای محیط وابسته هستند اما کلید فیوز از دمای محیط مستقل نیستند.
ظرفیت شکست کلید فیوزها در مقایسه قطع کننده مدار کم تر است.
عملکرد فیوزها اتوماتیک است، اما کلید مینیاتوری هم به صورت دستی و هم به صورت خودکار می تواند کار کند.