گزارش کاراموزی بررسی تابلوهای برق

گزارش کاراموزی بررسی تابلوهای برق در 71 صفحه ورد قابل ویرایش

عنوان                                                                                                                                                                         صفحه

مقدمه                                     1

تعاریف اولیه تابلو                                2

تابلوهای برق                                  2

تابلوی فرعی                                   3

انواع تابلوها                                 6

خصوصیات تابلوها                                                                            7                                                                                                                                                                            

حفاظت الكتریكی تابلو                               10

طریقه ساخت                                    11

نقشه كشی تابلوها                              12

ساخت تابلوها                               13

انواع مدارات فرمان                                15

حفاظت تجهیزات و نفرات در تأسیسات الكتریكی تابلو             16

فیوزها                                        17

تقسیم بندی فیوزها                             18

اندازه استاندارد فیوزها                               22

محافظت سیم ها و کابل های انشعاب معمولی                 23

كنتاكتور (كلید مغناطیسی)                          28

جریانهای نامی كنتاكتور                             31

قطع كننده حرارتی (رلة حرارتی یا بی متال)                  36

كلید محافظ                                     37

شستی                                       40

لیمت سوئیچ یا میكروسوئیچ                          40

رله های زمانی (تایمرها)                                42

لامپ سیگنال                                    46

كلیدهای تابع فشار (كلیدهای گازی)                      47

كلیدهای شناور                                 48

چشمهای الكتریكی (سنسورها)                          48

نقشه های مدار كنترل                                52

حروف شناسایی                                  52

شماره گذاری و نمایش تعداد كنتاكتهای كنتاكتور                55

شمای فنی یا نقشه تك خطی                         57

اصول کلی طراحی مدارهای فرمان                      66

تحلیل انواع مدارات فرمان                           71

راهنمای انتخاب درجات حفاظتی برای تابلوهای بكار رفته در شبكه های توزیع      73

شینه های بكار رفته در تابلو                       76

 

مقدمه

رشته تابلوسازی رشته ای ترکیبی می باشد. تابلوی برق در حقیقت یک محفظه می باشد که تجهیزات الکتریکی را در بر می گیرد و البته تابلو ها می توانند در بر گیرنده تجهیزات پنیوماتیک نیز باشند مانند شیر های برقی ، کمپرسور و ….  به طور کلی لازم به ذکر است که جهت فراگیری فنون مربوط به تابلوهای برق نیاز به فراگیری چندین آیتم اصلی می باشد که در ذیل به اختصار عنوان می کنم :

 1-     اصول کلی و استانداردهای مربوط به تابلو های برق و محفظه های الکتریکی مانند درجه حفاظتی IP و درجه بندی جداسازی محفظه ها Segregation و مقابله با عوامل جوی و …

 2-     اصول تخصصی در مورد تابلو های برق ، مقادیر نامی مانند ولتاژ و جریان نامی و..

3-   آشنایی با تجهیزات الکتریکی و عملکرد آنها و نحوه انتخاب صحیح آنها

4-    آشنایی با تاسیسات الکتریکی وآُشنا با محاسبات مربوطه

5-آشنایی با دروسی مانند رله و حفاظت سیستم ها – طرح پست الکتریکی  

و …

6-    آشنایی با طراحی مدارات فرمان و کنترل و لاجیک

جهت فراگیری هر یک از فنون یاد شده لازم است به صورت جداگانه اقدام به فراگیری نمود. البته وقتی تنها در مورد تابلو های برق صحبت به میان می آید آیتم های یک و دو فوق الذکر بسیار پررنگ تر می باشند. البته در حرفه تابلو سازی علوم مهم دیگری نیز نقش دارد که از نام بردن کلیه آنها صرف نظر می کنم مانند علم ارگونومی و …..  به صورت کلی در مورد تابلو های برق اصول کلی و استاندارد و همچنین تعاریف کلی وجود دارد و بسیار حائز اهمیت است مثلا نوع تابلو از نظر ساختمان آنها به عنوان مثال تابلوهای ایستاده – دیواری – میزی – رک و … و هر یک از آنها ساختمان منحصر به فردی دارند و کاربرد آنها نیز متفاوت است.

تعاریف اولیه تابلو

تابلوهای برق

انواع تابلوها :تابلوی ایستاده قابل دسترسی از جلو- سلولی-تمام بسته دیواری كه خود این تابلو ها می توانند اصلی- نیمه اصلی و فرعی باشند.

تابلوی اصلی: در پست برق و بطرف فشار ضعیف ترانس متصل است.

تابلوی نیمه اصلی : این گونه تابلو ها ی برق بلوك ساختمانی یا قسمت مستقلی از مجموعه را توزیع و ازتابلوی اصلی تغذیه می شود .

 

 

تابلوی فرعی:

برای توزیع و كنترل سیستم برق خاصی مانند موتور خانه- روشنایی و غیره به كار می رود و از تابلوی اصلی تغذیه می شود.

معمولاً تابلو های موتور خانه از نوع ایستاده و بقیه تابلوها از نوع توكار تمام بسته می باشد (در این ساختمان تماماً به این شكل می باشد)در این ساختمان لیستی تهیه شده كه شامل قطعات مكانیكی و الكتریكی داخلی تابلو می باشد. این لیست شامل ضخامت ورق - فریم تابلو – روبند- نوع رنگ كاری - جانقشه ای- یرق آلات- نوع تابلو(یك درب- دو درب - نرمال - اضطراری) اسم شركت سازنده تابلو - اسم تابلو – چراغ سیگنال (رنگ- تعداد- وات - نوع لامپ - فیوز) مشخصات فیوزهای داخل تابلو به علاوه پایه فیوز – كلید مینیاتوری (تكفاز - سه فاز- ولتاژ قابل تحمل )رله- كنتاكتور –كلید گردان (با مشخصات كامل ) مشخصات ترمینال - مشخصات شین فاز - نول- مقره های پشت شین - نوع سیم كشی داخلی تابلو- نوع سیم كشی خط به تابلو - طریقه انتقال سیم در تابلو(ترانكینگ-استفاده از كمربند) استفاده از سیم یك تكه در تابلو – شماره گذاری خطوط روی ترمینال –استفاده از كابلشو . تمام این عناوین با مشخصات كامل می باشد .وجود این مشخصات باعث عمر بیشتر تابلو- خطر كمتر و تعویض آسانتر می شود.

* وجود سیم ارت در تابلوی برق ضروری و با رنگ سبز می باشد .

* خطوط R -S - T به تر تیب با رنگ زرد- قرمز- آبی - سیم نول با رنگ سیاه می باشد.

* در بعضی از تابلو ها روی درب تابلو ها یك سری كلید وجود دارد START- STOP یا یك كلید گردان كه برای روشن و خاموش كردن روشنایی و یا موتور به كار می رود.

* برای تابلو ها دو نوع نقشه می كشند :

1 - رایزر دیاگرام كه مكان تابلو در آن قید شده است .

2- نقشه داخل تابلو (كه خطوط - فیوز و كلیدها در آن كشیده شده است)

نكات مربوط به رعایت مسائل ایمنی بر اساس نشریه سازمان برنامه و بودجه و یا 110می باشد.

* شین ها با رنگ نسوز رنگ آمیزی می شود.

* كلید ورودی باید خودكار باشد. در مواردی كه از كلید و فیوز جداگانه استفاده شود كلید باید قبل از فیوز نصب شود . بطوریكه با خاموش كردن كلید , فیوز نیز قطع شود. كلید اصلی حتی الامكان گردان باشد و از فیوز فشنگی استفاده شود.

* سیم كشی داخلی تابلو با سیم مسی تك لا با عایق حداقل 1000ولت با مقطع مناسب انجام شود.

* ارتفاع بالاترین دسته كلید تابلو175 سانتیمتر بیشتر نباشد و همچنین قسمت میانی از سطح زمین 160 سانتیمتر باشد.

* استفاده از سیم 5/1 برای روشنایی با كلید مینیاتوری10 آمپر و سیم 5/ 2 برای پریزبا كلید مینیاتوری 16 آمپر می باشد.

* محاسبه كابل از طریق سطع مقطع انجام می گیرد.

بقیه تابلوها از نوع توكار تمام بسته می باشد.

در قسمت زیر لیستی تهیه شده كه شامل قطعات مكانیكی و الكتریكی داخلی تابلو می باشد.این لیست شامل:

ضخامت ورق - فریم تابلو – روبند- نوع رنگ كاری - جانقشه ای- یرق آلات- نوع تابلو(یك درب- دو درب - نرمال - اضطراری) اسم شركت سازنده تابلو - اسم تابلو – چراغ سیگنال (رنگ – تعداد- وات - نوع لامپ - فیوز ) مشخصات فیوزهای داخل تابلو بعلاوه پایه فیوز – كلید مینیاتوری (تكفاز - سه فاز- ولتاژ قابل تحمل )رله- كنتاكتور –كلید گردان (با مشخصات كامل ) مشخصات ترمینال - مشخصات شین فاز - نول- مقره های پشت شین - نوع سیم كشی داخلی تابلو- نوع سیم كشی خط به تابلو - طریقه انتقال سیم در تابلو(ترانكینگ-استفاده از كمربند) استفاده از سیم یك تكه در تابلو – شماره گذاری خطوط روی ترمینال –استفاده از كابلشومی باشد. تمام این عناوین   كامل می باشد .وجود این مشخصات باعث عمر بیشتر تابلو، خطر كمتر و تعویض آسانترآن می شود.

انواع تابلوها :

تقسیم بندی نوع اول :

 الف) تابلوی ایستاده قابل دسترسی از جلو

ب) سلولی

پ) تمام بسته دیواری كه خود این تابلو ها می توانند اصلی- نیمه اصلی و فرعی باشند.

تقسیم بندی نوع دوم :

تابلوی اصلی: در پست برق و بطرف فشار ضعیف ترانس متصل است.

تابلوی نیمه اصلی: اینگونه تابلو ها ی برق بلوك ساختمانی یا قسمت مستقلی از مجموعه را توزیع و ازتابلوی اصلی تغذیه می شود.

تابلوی فرعی: برای توزیع و كنترل سیستم برق خاصی مانند موتور خانه- روشنایی و غیره به كار می رود و از تابلوی اصلی تغذیه می شود.                                                                                                           

معمولاً تابلو های موتور خانه از نوع ایستاده و ....

خصوصیات تابلوها

1. رنج ولتاژ تابلوها :

380و400و660و1000و2500و3300و36000و7500و12000و175000و24000و52000و72000و100000و132000و145000و420000و765000 ولت می باشد .

2- ولتاژ سطح عایقی UL   :

الف: ولتاژ قابل تحمل ضربه ای برای صاعقه

1.  اتصال كوتاه بین فازها (اتصال كوتاه سه فاز و دو فاز) و اتصال كوتاه فاز به زمین كه باعث افزایش جریان تا چند برابر مقدار نامی می شود.

    اضافه بار كه عبارت است از افزایش جریان از مقدار نامی.

با توجه به موارد فوق وجود تجهیزاتی به منظور حفاظت از سیم ها ، كابل ها و دستگاه های الكتریكی در مدارات الزامی می باشد.

فیوزها

ساده ترین و متداول ترین وسایل حفاظتی مدارات در برابر اضافه جریان های پیش آمده ، فیوزها می باشند. جریان اضافی كم و كوتاه مدت كه اضافه بار نام دارد معمولاً صدمه ای به مدار و وسایل تشكیل دهنده آن وارد نمی كند و لزومی به قطع مدار توسط فیوز نمی باشد ، اما در موارد اتصال كوتاه ، فیوز باید به سرعت عمل كرده و مدار را قطع كند. فیوزهای معمولی ، دو سر مدار را به وسیله سیمی كه در درون آن ها قرار دارد به هم وسل می كنند. این سیم جریان نامی مدار را به راحتی تحمل می كند. هنگامی كه جریان مدار از حدی بالاتر رود ، حرارت ایجاد شده ، سیم فیوز را پس از مدتی ذوب كرده مدار قطع خواهد شد.

تقسیم بندی فیوزها

فیوزها بر اساس سرعت قطع مدار به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول را فیوزهای تند كار می گویند كه بیشتر در مصارف روشنایی به كار می روند. این فیوزها دارای زمان عملكرد كوچك می باشند.

دسته دوم فیوزهای كند كار یا تأخیری می باشند كه زمان قطع مدار در آن ها طولانی تر خواهد بود. این فیوزها در مداراتی به كار می روند كه در آن ها قع مدار باید با تأخیر بیشتری صورت گیرد. یكی از این موارد فیوز محافظ مدار موتورهای برقی است كه این فیوز در طول مدت راه اندازی موتور كه جریان به طور موقت به سه تا هفت برابر جریان نامی می رسد نباید مدار را قطع كند. فیوزهایی كه برای ترانسفورماتورها و خازن ها به كار می روند نیز از نوع كند كار خواهند بود.

علاوه بر این فیوزها از لحاظ ساختار نیز در انواع فشنگی ، اتوماتیك یا آلفا ، مینیاتوری ، بكس ، كاردی(چاقویی) ، شیشه ای یا كارتریج فشار قوی ساخته می شوند.

t     ? F = Fm sin2

نكته 1: در هستة كنتاكتورهای AC برای جلوگیری از لرزش ناشی از فركانس از یك حلقة اتصال كوتاه شده مانند آنچه كه در موتورهای با قطب چاكدار وجود دارد، استفاده می شود. با القای ولتاژ در حلقة اتصال كوتاه، جریانی از آن خواهد گذشت و این جریان شاری را تولید می كند كه با شار اصلی 90 درجه اختلاف فاز دارد و باعث می شود در هسته دائماً شار وجود داشته باشد و نیروی دائمی دو بخش ثابت و متحرك هسته را به هم متصل نگه دارد.

مزایای استفاده از كنتاكتورها نسبت به كلیدهای دستی صنعتنی عبارتند از :

1-                       امكان كنترلی مصرف كننده از راه دور.

2-                       كنترل مصرف كننده از چند محل .

3-    امكان طراحی مدار فرمان اتوماتیك برای مراحل مختلف كار مصرف كننده.

4-                       سرعت قطع و وصل زیاد و كم بودن استهلاك كلید .

5-    از آنجا كه در كنتاكتورها در هنگام قطع و وصل كنتاكتها بر روی هم ساییدگی مكانیكی ندارند لذا عمر مكانیكی آنها نسبت به سایر كلیدها بیشتر است.

6-    هنگام قطع برق، مدار مصرف كننده به وسیلة كنتاكتور قطع می شود و شروع به كار دستگاه نیاز به استارت مجدد دارد. در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلوگیری به عمل می آید.

7-    از نظر حفاظتی نیز كنتاكتورها مطمئن تر بوده، دارای حفاظت مناسبتر و كامل تر هستند.

رود. بی متال معمولاً از دو تیغة فلزی غیر هم جنس و با ضریب انبساط طولی مختلف ساخته می شود. چنانچه جریان عبوری از بی متال از حدی بالاتر رود، اینجاد شده از عبور جریان، دو فلز را گرم كرده طول آنها را افزایش می دهد و از آنجا كه طول یكی بیشتر از دیگری افزایش می یابد، دو فلز خم شده و از طریق اهرم هایی كنتاكت بی متال را باز   می كنند و به این ترتیب مدار قطع می شود.

هر رلة حرارتی سه فاز از سه كنتاكت قدرت برای عبور جریان اصلی مصرف كننده و دو كنتاكت فرمان بهره می گیرد. از دو كنتاكت فرمان یك كنتاكت بسته است و جهت قطعت مدار تغذیه بوبین كنتاكتور به كار می رود و كنتاكت دیگر باز است كه پس از عمل بی متال، بسته می شود و برای اطلاع یا وصل مدارهای اضطراری به كار می رود.

 

 

نكته 5 : جریان بی متال برابر جریان نامی موتور تنظیم می شود و در مقابل اضافه بار از 05/1 تا 10 برابر جریان نامی، می تواند موتور را قطع می كند. در صورتی كه جریان عبوری از بی متال به آندازة 5% بیشتر از جریان تنظیم شده باشد، معمولاً مدار در مدتت زمانی بیشتر از 2 ساعت قطع خواهد شد و اگر جریان عبوری از بی متال به اندازة 20% بیشتر از جریان تنظیم شده باشد، مدار در مدت زمانی كمتر از 2 ساعت قطع خواهد شد و چنانچه جریان عبوری از بی متال بیشتر از 50% جریان تنظیم شده باشد، مدار در مدت زمانی كمتر از 2 دقیقه قطع خواهد شد.

 

رلة زمانی یا تایمر الكترونیكی

از تایمرهای الكترونیكی برای تنظیم زمانهای كمتر از ثانیه تا چندین ثانیه استفاده می شود. در ساختمان این تایمرها از مدارات و اجزا الكترونیكی استفاده می شود. در نوعی از این تایمرها با شارژ و دشارژ شدن خازن بوبین یك رلة كوچك تحریك می شود. به عبارت رله هنگامی وصل می شود كه خازن شارژ شده، ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ مورد نیاز برای وصل رله شود پس از وصل رله بار ذخیره شده در خازن روی مقاومتی كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل می شود تخلیه می گردد.

نكته 6 : در تایمر نوع خازنی می توان با تغییر ظرفیت خازن زمان تایمر را تنظیم نمود.

 

رله زمانی هیدرولیكی

در این رله كه از سیستم هیدرولیكی بهره می گیرد، وقتی جریان برق به رله وصل می شود مقداری روغن در داخل رله جا به جا می شود. برای بازگشت روغن به محل اولیه زمانی لازم است كه این زمان را به عنوان زمان تایمر مورد استفاده قرار می دهند.

رله زمانی یا تایمر نیوماتیكی (پنوماتیكی)

در این تایمر از خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده می شود. هنگامی كه بوبین تحریك، قسمت متحرك را جذب می كند قطعه ای كه شبیه به دم آهنگری است فشرده شده هوای آن از طریق سوپاپ یك طرفه خارج می شود. هنگامی كه جریان بوبین قطع می شود، دم از طریق فنر به حالت اولیه خود بر می گردد و از طریق سوپاپ تنظیم از هوا پر می شود وقتی كه دم به حالت عادی برگشت كنتاكتها تغییر وضعیت می دهند.

شستی ها : در مدارهای با کنتاکتور اغلب برای دادن فرمان روشن و خاموش از شستی استفاده توسط دست فرمان گرفته و در صورتی که برای وصل مدار به کار رود دارای دو کنتاکت باز و وقتی برای قطع مدار مورد استفاده قرار گیرد دارای دو کنتاکت بسته می باشد. که حالت باز آن را Start و حالت بسته آن را Stop می گویند.

نقشه های مدار كنترل

در نقشة یك سیستم الكتریكی وسایل و تجهیزات الكتریكی با علامتهای اختصاری نشان داده می شوند و ربط این علامتها به یكدیگر و همچنین طرز كار سیستم الكتریكی، از نقشه اتصال درك خواهد شد. این علائم اختصاری و همچنین طریقه كشیدن نقشه مدارهای فرمان در بعضی از كشورها با یكدیگر متفاوت است.

حروف شناسایی

هر دستگاهی كه در مدار فرمان مورد استفاده قرار می گیرد. با یك حرف لاتین شناسایی و به وسیلة همین حرف در تمامی نقشه ها و لیست وسایل نشان داده می شود. حروف شناسایی استاندارد قدیم در جدول و حروف شناسایی استاندارد جدید در جدول    نشان داده شده اند. اگر تعداد دستگاه های مشابه در یك نقشه بیشتر از یكی باشد، در این صورت به دنبال حرف مشخص كنندة دستگاه عدد نیز آورده می شود، مانند: Q1 و Q2 و K1M و K2M در استاندارد جدید یا c1 و c2 و a1 و a2 در استاندارد قدیم.