تابلو برق فشار قوی (High Voltage)
با گسترش روز افزون صنعت برق در دنیای امروز، تجهیزات و قطعات الکتریکی انواع تابلوهای برق نیز هر روز پیشرفته تر می شود، به طوری که کار کردن با این تجهیزات نیازمند آن است که دائما اطلاعات خود را در رابطه با آنها بیشتر کنید. ما در این مقاله قصد داریم به معرفی تابلو برق فشار قوی بپردازیم و اطلاعات مفید و کاربردی در خصوص تابلو برق فشار قوی را بیان کنیم.
سیستم های الکتریکی، قطعات و بخش های مختلفی دارند. بدون شک یکی از مهم‌ترین و اساسی ترین تجهیزات در صنعت برق تابلو برق می باشد که توزیع کننده یا به نوعی دیگر کنترل کننده یک مدار الکتریکی است. استفاده از یک تابلو برق فشار قوی نیاز به شناخت و مهارت کافی در خصوص قطعات و تجهیزات آن دارد. بدون آشنایی با تابلو برق صنعتی و انواع آن از جمله تابلو برق فشار قوی نمی‌توانیم یک مدار الکتریکی صحیح و ایمن طراحی و اجرا کرد.
بنابراین اولین قدم در کاربرد تجهیزات الکتریکی و طراحی و اجرای مدار های فرمان شناخت تابلو برق و انواع آن می باشد. همان‌طور که در مطالب قبل بیان کردیم هر یک از انواع تابلو های برق در محدوده ولتاژ خاصی می توانند کاربرد داشته باشند.
تابلو برق یا پست توزیع کننده برق چیست ؟
هنگام ساخت یک مدار الکتریکی تمام کلید های مربوط به برقراری ولتاژ، جریان، فرکانس، کنترل، حفاظت و قطع و وصل از سیستم برق را درون یک محفظه قرار می‌دهند، این محفظه همان تابلو برق می باشد. در واقع تمام تجهیزات و قطعات مربوط به توزیع و کنترل روی این صفحه نصب می شود. تابلو برقها نقش ویژه ایی در محافظت و کنترل جریان الکتریکی را به عهده دارند.
علاوه بر نکات ذکرشده، تابلو برق دسترسی اپراتور را به‌تمامی مدار راحت‌تر می‌کند. اینکه در چه مداری از چه نوع تابلو برقی باید استفاده شود، نکته حائز اهمیتی می باشد. تابلو برقها بر اساس ولتاژ کاری به سه دسته: تابلو برق فشار ضعیف (LV)، فشار متوسط (MV) و تابلو برق فشار قوی (HV) طبقه بندی می شوند.
با توجه به ولتاژ شبکه ایی که مدار الکتریکی در آن کار می کند، نوع تابلو برق (فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی) مشخص می‌شود. به‌طور کلی تابلو برقها بر اساس ولتاژ به این صورت می باشد که بر اساس آن برای ولتاژ تا 1 کیلو ولت از تابلو برق فشار ضعیف، ولتاژ 1 تا 63 کیلو ولت از تابلو فشار متوسط و برای ولتاژهای بیش از 63 کیلو ولت تا 400 کیلو ولت از تابلو برق فشار قوی استفاده می‌شود. در ادامه به بررسی تابلو برق فشار قوی می‌پردازیم.
تابلو برق فشار قوی چیست ؟
اگر یک تابلو برق در ولتاژ بالای 63 کیلو ولت کار کند، اصطلاحا تابلوی فشار قوی نامیده می‌شود. بنابراین به‌سادگی می‌توان متوجه شد که اصطلاح ضعیف، متوسط یا قوی در تابلو مربوط به مقدار ولتاژ شبکه ایی می باشد که در آن تجهیزات و قطعات کار می کنند. هرچه موتور برق و تجهیزاتی که به کار می‌برید پرقدرت‌تر باشند، نیاز به ولتاژ بیشتر و درنتیجه تابلو برق فشار قوی دارید.
این تابلوها به طور معمول در صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجایی که یک تابلو برق علاوه بر تأمین و توزیع جریان الکتریکی، نقش حفاظت از موتور ها را نیز دارد، واجب است که در ساخت آن از اجزا و قطعات باکیفیت و استاندارد استفاده شود. بنابراین در طراحی و تولید و به کارگیری تابلو، کوچک ترین سهل انگاری ممکن است به بروز حوادث جبران ناپذیر ختم شود.
برای حفاظت و خنک کردن این تابلو ها همانند تابلو فشار متوسط بیشتر از گاز SF6 استفاده می‌شود. حال که به طور مختصر با تابلو برق فشار قوی آشنا شدیم، به بررسی اجزا و قطعات این تجهیز می پردازیم.
اجزای تابلو فشار قوی
اجزای تابلو برق فشار قوی باید به‌گونه ای طراحی و به کاربرده شوند که یک جریان برق مناسب را فراهم کنند و به خوبی از این جریان محافظت کنند، این اجزا شامل موارد زیر هستند:
- ترانسفورماتور
- کابل ها
- کلید ها شامل کلید عایق و کلید قطع بار
- فیوز
- بریکر
- کنتاکتور
- شینه‌های داخلی
- سایر تجهیزات پایش و حفاظت الکتریکی
در ادامه به معرفی هر یک از این اجزا به طور مجزا می پردازیم تا با نقش آن در یک تابلو برق فشار قوی آشنا شویم.
ترانسفورماتور
به طورکلی چند مدل ترانسفورماتور در ساخت یک تابلو برق فشار قوی به کار می‌رود. ترانسفورماتور، ترانس صفر یا زمین و ترانس تغذیه‌کننده داخلی از انواع آن هستند. به طورکلی نقش ترانسفورماتور را می‌توان این‌گونه بیان کرد که هر تابلو برق فشار قوی نیازمند اندازه‌گیری مقدار جریان الکتریکی عبوری از قسمت های مختلف مدار می باشد.
برای اندازه‌گیری و حفاظت از این مقادیر از ترانسفورماتور استفاده می‌شود. از ترانس صفر یا زمین نیز هنگامی استفاده می‌شود که نقطه اتصال با زمین در دسترس نیست، بنابراین تخلیه بار ها به زمین از طریق نقطه اتصال ترانس صفر انجام می‌شود.
کابل
یکی از اجزای اصلی هر تابلو برق کابل های موجود در آن می باشد. جنس هادی این کابل معمولا مس یا آلومینیوم است. کابل‌ها درون محفظه های مخصوصی قرار می گیرند که به آنها باسبار یا شینه های داخلی گفته می‌شود.
کلید ها
کلید قطع بار برای مواقعی تعبیه شده که بخشی از تابلو برق نیاز به بررسی و تعمیرات دارد و به همین منظور لازم است، جریان آن بخش قطع گردد. بنابراین نباید تصور کرد که کلید های قطع بار برای قطع جریان کلی طراحی شده‌اند. این کلید ها تنها بخشی از مدار را به حالت بدون ولتاژ در می آورند و معمولا مدت زمان تحمل جریان اتصال کوتاه در آنها یک ثانیه است.
فیوز
از آنجایی‌که یک تابلو برق فشار قوی مقدار زیادی جریان الکتریکی اتأمین می‌کند، نیاز به حفاظت بالایی دارد. فیوز ها نقش حفاظتی را در این تابلو ها دارند. فیوز ها تابلو برق را در هنگام افزایش غیر مجاز مقدار بار الکتریکی محافظت می‌کنند و با قطع به موقع جریان الکتریکی هنگام اتصال کوتاه یا افزایش بار، تابلو را از آسیب محافظت می‌نمایند.
بریکر
مدارشکن ها یا همان بریکر ها از اجزای بسیار مهم یک تابلو برق هستند که قطع کردن، کنترل و همچنین حفاظت از جریان برق را به طور هم زمان انجام می‌دهند. بریکر ها از سوییچ های کوچکی که به یک مگنت برقی وصل شده تشکیل می‌شوند.
همچنین می‌توانیم با اضافه کردن کنتاکت های مخصوص به بریکر ها قابلیت های دیگری مثل کنترل از راه دور یا تخلیه جریان به زمین را به آنها اضافه کرد. بریکر ها بیشترین نقش را در سیستم حفاظتی تابلو برق فشار قوی دارند و به هنگام حوادثی مثل سیل یا زلزله با عملکرد خود مانع آسیب به مدار الکتریکی می‌شوند.
کنتاکتور
بخشی از مدار هستند که برای باز و بسته کردن های پی‌درپی در مدار تعبیه شده‌اند و با کنتاکت های On , Off روی مدار کار می‌کنند. شروع کار الکتروموتور ها یا تغییر خازن ها به وسیله کنتاکتور ها کنترل می‌شوند.
* همچنین تجهیزات دیگری درون یک تابلو برق فشار قوی برای توزیع و کنترل برق وجود دارد که می توان به سوییچ های قطع بار، رله الکتریکی، اجزای چفت‌کننده و … اشاره کرد.
مزایای استفاده از تابلوی فشار قوی :
ضریب ایمنی بالا
این محفظه ها با نقش حفاظتی خود و دارا بودن مدار شکن های قوی نقش اساسی در ایجاد امنیت در مدار های الکتریکی می‌کنند.
مقاوم بودن نسبت به زلزله و آتش‌سوزی
مدار شکن های موجود در این تابلو ها با قطع جریان در مواقع لزوم، این تجهیزات را در برابر زلزله و آتش‌سوزی حفاظت می‌کند. یکی از مشکلاتی که درگذشته برای نگهداری موتور های برق وجود داشت، این بود که این موتورها در معرض باد و باران، رطوبت، صاعقه، آلودگی و سایر آسیب ها قرار داشتند. امروزه تابلو های برق همانند جعبه ای محافظت کننده تمامی تجهیزات مربوط به یک موتور برق را درون خود نگه داری می‌کنند.
قابلیت نصب در مناطق آب‌وهوایی مختلف
تابلو های برق در مناطق مرطوب، مناطق مرتفع و حتی آب و هوای آلوده قابلیت نصب را دارند. بنابراین در تمامی مناطق کشور می‌توان این تابلو ها را نصب و نگه داری کرد.
به‌صرفه بودن هزینه نگهداری و تعمیرات
به طور معمول یک تابلو برق فشار قوی، کمتر دچار اختلال می‌شود و هزینه نگهداری از آنها معمولا کمتر می باشد. در ساخت این تابلو ها معمولا از تجهیزات مقاوم استفاده می‌شود، زیرا در طراحی اولیه با هدف کارکرد مداوم ۲۴ ساعته صورت می‌گیرد.
قابلیت کنترل دستی
تابلو های برق این قابلیت را دارند که در صورت بروز هرگونه خطایی، همانند اتصال کوتاه به وسیله اپراتور کنترل و خاموش شوند. ازآنجایی‌که جریان عبوری از تابلو برق فشار قوی بسیار زیاد است، باید حتماً قابلیت کنترل دستی داشته باشد تا در صورت بروز هرگونه خطا با مداخله دستی کارشناسان کنترل شود.
مدارشکن فشار قوی اصلی‌ترین المان های تابلو برق ولتاژ بالا است. بنابراین، این کلید ها باید ویژگی‌های منحصر به فردی برای عملکرد ایمن داشته باشند. در تابلو برق فشار قوی از تجهیزاتی مانند مدارشکن‌های روغنی، هوایی و گاز SF6 استفاده می‌شود. مدار شکن یکی از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار است. یک قطع کننده یا اصطلاحا مدارشکن می‌تواند از این انواع باشد، شامل:
۱- مدارشکن گاز SF6 :
در اینجا از خاصیت عایق بودن این گاز برای قطع جریان مدار استفاده می‌شود. از آنجایی که این گاز به عنوان یک آلاینده محیط زیست شناخته می‌شود، به گونه‌ای درون محفظه‌ها نگهداری می‌شود که از نشت آن جلوگیری شود. باید گفت که این نوع از بریکرها یا مدارشکن‌ها جزو رایج‌ترین بریکرهای موجود در تابلو برق فشارقوی است.
۲- مدارشکن هوایی :
در این نوع، از انفجار هوای فشرده برای قطع جریان در مدار استفاده می‌شود. هنگامی که مقدار یونیزاسیون مدار الکتریکی به صفر می‌رسد، هوای فشرده داخل محفظه دچار انفجار شده و سبب قطع جریان الکتریکی می‌گردد.
۳- مدارشکن روغنی :
در این دسته درون مخزن روغنی محیطی برای حفاظت و قطع جریان مدار در مواقع لزوم استفاده می‌شود. روغنی که درون محفظه تعبیه شده هم نقش حفاظت کننده و هم نقش قطع‌کننده جریان برق را دارد.
۴- مدارشکن وکیوم یا فضای خلا :
در اینجا پس از آنکه جریان صفر شد، یونیزاسیون بین دو حامل جریان نیز قطع می‌گردد و به مقدار صفر می‌رسد. این نوع مدارشکن حتی قادر است ولتاژ های بسیار بالاتر را با سرعت زیادی قطع کند، اما به علت هزینه بر بودن کمتر در تابلوهای برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
* با توجه به نوع قطع کننده به کار رفته قیمت تابلو برق متفاوت خواهد بود،گرانترین نوع قطع‌کننده نوع هوایی آن است که با انفجار هوای فشرده به قطع جریان مدار منجر می‌شود.
