آشنایی با تابلو برق فشار ضعیف | مطابق با استاندارد IEC 61439

حمید زینالی
استاندارد مرجع IEC
1404/07/30
این مقاله بروزرسانی شده 18 آبان 1404

معرفی استاندارد IEC

کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک، یک سازمان جهانی استانداردسازی است که تمام کمیته‌های ملی الکتروتکنیک را گرد هم می‌آورد. این سازمان، نهاد اصلی جهانی است که استانداردهای بین‌المللی را برای تمام حوزه‌های الکتریکی، الکترونیکی و فناوری‌های مرتبط آماده و منتشر می‌کند.

هدف اصلی IEC ترویج همکاری‌های بین‌المللی در تمامی مسائل مرتبط با استانداردسازی، از جمله ارزیابی انطباق در زمینه‌های الکتریکی و الکترونیکی است. فعالیت‌های IEC شامل توسعه استانداردهای بین‌المللی، مشخصات فنی (Technical Specifications)، گزارش‌های فنی (Technical Reports)، اسناد در دسترس عمومی، و راهنماها (Guides) است.

آشنایی با استاندارد IEC 61439

استاندارد IEC 61439 یک راهنمای بین‌المللی است که درباره تابلو برق فشار ضعیف و تجهیزات این تابلوها صحبت می‌کند.

هدف اصلی IEC 61439 این است که:

قوانین و شرایط کلی برای طراحی و ساخت تابلوهای برق فشار ضعیف را مشخص کند.
هماهنگی بین استانداردها ایجاد کند تا تولیدکنندگان و مهندسان مجبور نباشند برای هر پروژه، استانداردهای مختلف را بررسی و تأیید کنند.

IEC 61439 به‌عنوان پایه‌ای برای بررسی ایمنی و کیفیت تجهیزات فشار ضعیف عمل می‌کند. مواردی که در آن بررسی می‌شود شامل:

افزایش دما: تابلوها در شرایط کاری گرم می‌شوند؛ باید مطمئن شویم که این گرما باعث آسیب نمی‌شود.
خواص دی‌الکتریک: یعنی توانایی تجهیزات در مقاومت در برابر جریان‌های ناخواسته یا ولتاژهای بالا.
خواص مکانیکی: مثل مقاومت در برابر ضربه، لرزش یا فشارهای فیزیکی.

سطوح ولتاژی در تابلو برق فشار ضعیف

استاندارد IEC 61439 برای تابلوهای برق فشار ضعیف طراحی شده است؛ یعنی همان تابلوهایی که برای کنترل و توزیع برق در ولتاژ پایین استفاده می‌شوند. در این استاندارد، به این تابلوها اصطلاحاً “ASSEMBLY” می‌گویند. این استاندارد مشخص می‌کند که چه نوع تابلوهایی باید طبق آن طراحی، ساخته و تست شوند.

اول از همه، این استاندارد فقط برای تابلوهایی کاربرد دارد که ولتاژ نامی آن‌ها از ۱۰۰۰ ولت در حالت جریان متناوب (AC) و ۱۵۰۰ ولت در حالت جریان مستقیم (DC) بیشتر نباشد. پس اگر تابلو برق شما در این بازه ولتاژی کار می‌کند، باید الزامات این استاندارد را رعایت کند.

تابلوهایی که تحت پوشش این استاندارد هستند، برای اهداف مختلفی طراحی می‌شوند؛ از جمله تولید، انتقال، توزیع و تبدیل انرژی الکتریکی. همچنین برای کنترل تجهیزات مصرف‌کننده برق مثل موتورها، پمپ‌ها یا سیستم‌های روشنایی نیز کاربرد دارند.

نکته مهم دیگر این است که این استاندارد هم برای تابلوهایی که فقط برای یک پروژه خاص طراحی می‌شوند و هم برای تابلوهایی که به‌صورت انبوه و استاندارد تولید می‌شوند، قابل اجراست. حتی اگر مونتاژ تابلو توسط شرکتی غیر از سازنده اصلی انجام شود، باز هم باید تمام الزامات این استاندارد رعایت شود تا ایمنی، عملکرد و کیفیت تابلو تضمین گردد.

مفاهیم پایه‌ای تابلو برق فشار ضعیف

1. assembly

تابلو برق فشار ضعیف، که در استاندارد IEC 61439 با عنوان “ASSEMBLY” شناخته می‌شود، در واقع یک مجموعه کامل از تجهیزات الکتریکی است که برای کنترل، توزیع و مدیریت برق در ولتاژ پایین طراحی می‌شوند. این assembly شامل ترکیبی از چند بخش مهم است:

در قلب این مجموعه، یک یا چند دستگاه سوئیچینگ ولتاژ پایین قرار دارد؛ مثل کلیدها و قطع‌کننده‌هایی که وظیفه قطع و وصل جریان برق را بر عهده دارند. در کنار آن‌ها، تجهیزات کنترلی برای مدیریت عملکرد سیستم‌های برقی، ابزارهای اندازه‌گیری برای بررسی وضعیت جریان و ولتاژ، و تجهیزات سیگنال‌دهی مثل چراغ‌های هشدار یا آژیرها برای اعلام وضعیت یا خطا وجود دارند.

همچنین، اجزای تنظیم‌کننده برای کنترل دقیق پارامترهایی مانند ولتاژ و جریان، به همراه تمام اتصالات داخلی الکتریکی و مکانیکی (مثل سیم‌کشی‌ها، ترمینال‌ها و ریل‌ها) در این assembly گنجانده شده‌اند. در نهایت، قطعات ساختاری مثل بدنه، قاب، پایه‌ها و درب‌ها، ساختار فیزیکی تابلو را تشکیل می‌دهند و همه اجزا را در کنار هم نگه می‌دارند.

2. سیستم ASSEMBLY

سیستم ASSEMBLY یا همان “سیستم مونتاژ تابلو برق فشار ضعیف”، به مجموعه‌ای کامل از قطعات مکانیکی و الکتریکی گفته می‌شود که توسط سازنده اصلی طراحی و تعریف شده‌اند. این قطعات شامل مواردی مثل محفظه‌ها (بدنه‌ها)، شینه‌ها (برای انتقال جریان)، واحدهای عملکردی (مثل کلیدها، فیوزها، تجهیزات کنترلی) و سایر اجزای مرتبط هستند.
این سیستم به گونه‌ای طراحی می‌شود که بتوان با استفاده از همین قطعات، انواع مختلفی از تابلوهای برق فشار ضعیف (ASSEMBLIES) را مونتاژ کرد.

3. مدار اصلی (Main circuit)

مدار اصلی در یک تابلو برق فشار ضعیف، به مجموعه‌ای از قطعات رسانا گفته می‌شود که وظیفه اصلی آن‌ها انتقال انرژی الکتریکی است. این قطعات معمولاً شامل شینه‌ها، کابل‌ها، ترمینال‌ها و سایر اجزایی هستند که جریان برق را از ورودی تابلو به بخش‌های مختلف آن هدایت می‌کنند.

4. مدار کمکی (auxiliary circuit)

مدار کمکی در یک تابلو برق فشار ضعیف، به مجموعه‌ای از قطعات رسانا گفته می‌شود که وظیفه اصلی آن‌ها کنترل، اندازه‌گیری، سیگنال‌دهی، تنظیم و پردازش داده‌ها است، و نه انتقال مستقیم انرژی الکتریکی. این مدارها در کنار مدار اصلی قرار دارند و نقش پشتیبان و مدیریتی در عملکرد تابلو ایفا می‌کنند.
برای مثال، مدارهای کمکی می‌توانند شامل سیم‌کشی‌هایی باشند که اطلاعات وضعیت کلیدها را به چراغ‌های هشدار منتقل می‌کنند، یا مدارهایی که داده‌های اندازه‌گیری توسط سنسورها را به واحدهای کنترل ارسال می‌کنند. همچنین، مدارهای مربوط به تنظیم ولتاژ، فرمان دادن به تجهیزات، یا ارسال سیگنال به سیستم‌های مانیتورینگ نیز جزو مدارهای کمکی محسوب می‌شوند.

5. شینه (busbar)

شینه یا Busbar در تابلو برق فشار ضعیف، یک هادی رسانا است که مقاومت یا امپدانس بسیار پایینی دارد و وظیفه اصلی آن انتقال جریان برق بین بخش‌های مختلف تابلو است. این قطعه مثل یک مسیر مرکزی عمل می‌کند که چندین مدار الکتریکی می‌توانند به‌صورت جداگانه به آن وصل شوند تا برق مورد نیاز خود را دریافت کنند.
شینه‌ها معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند و به دلیل سطح مقطع بالا، می‌توانند جریان زیادی را بدون افت ولتاژ قابل توجه عبور دهند. نکته مهم این است که وقتی از واژه “شینه” استفاده می‌کنیم، منظورمان فقط کارکرد الکتریکی آن است.

6. باسبار اصلی (Main Busbar)

باسباری که یک یا چند باسبار توزیع یا واحدهای ورودی و خروجی به آن متصل می‌شوند.

7. باسبار توزیع (Distribution Busbar)

باسباری که به باسبار اصلی متصل است و واحدها و مصرف‌کنندگان را تغذیه می‌کند.

8. واحد عملکردی (functional unit)

واحد عملکردی یا Functional Unit در تابلو برق فشار ضعیف، به بخشی از تابلو گفته می‌شود که شامل تمام اجزای الکتریکی و مکانیکی لازم برای انجام یک وظیفه مشخص است. این وظیفه می‌تواند مثلاً کنترل یک موتور، حفاظت از یک مدار، اندازه‌گیری جریان.
در این واحد، همه چیزهایی که برای انجام آن عملکرد نیاز است، کنار هم قرار گرفته‌اند؛ مثل کلیدها، فیوزها، تجهیزات اندازه‌گیری، سیم‌کشی‌ها و قطعات مکانیکی.

9. ورودی جریان به تابلو (incoming)

بخشی از تابلو است که وظیفه‌اش دریافت انرژی الکتریکی از منبع تغذیه و وارد کردن آن به داخل تابلو است. این واحد در واقع نقطه شروع جریان برق در سیستم تابلو برق فشار ضعیف محسوب می‌شود.

10. نقطه خروجی تابلو (outgoing)

واحد خروجی یا Outgoing در تابلو برق فشار ضعیف، بخشی از تابلو است که وظیفه‌اش توزیع انرژی الکتریکی به مدارهای خروجی است. این مدارها می‌توانند شامل تجهیزات مصرف‌کننده مانند موتورها، روشنایی‌ها، دستگاه‌های صنعتی یا هر بخش دیگری باشند که به برق نیاز دارد.

11. قطعات ثابت (fixed part)

قطعه ثابت یا Fixed Part در تابلو برق فشار ضعیف، بخشی از تابلو است که اجزای الکتریکی و مکانیکی آن از قبل روی یک پایه یا تکیه‌گاه مشترک نصب و سیم‌کشی شده‌اند و به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در محل نصب، ثابت باقی بمانند و جابجا نشوند.

12. قطعات قابل جابجایی (removable part)

قطعات قابل جابجایی یا Removable Part، بخشی از تابلو است که طوری طراحی می‌شوند که بتوان آن را به‌طور کامل از تابلو خارج کرد و در صورت نیاز جایگزین نمود. نکته مهم این است که هنگام خارج کردن این قطعات، ممکن است مدارهایی که به آن متصل هستند همچنان تحت ولتاژ باشند؛ یعنی برق در آن بخش‌ها جریان داشته باشد.

13. حالت متصل (connected position)

به حالتی گفته می‌شود که یک قطعه قابل جابجایی (مثل یک واحد عملکردی) به‌طور کامل در جای خود قرار دارد و به‌درستی به مدارهای الکتریکی و مکانیکی تابلو متصل باشد. در این وضعیت، قطعه آماده انجام وظیفه‌ای است که برای آن طراحی شده، مثل کنترل، حفاظت یا اندازه‌گیری.

14. حالت منفصل (removed position)

به حالتی گفته می‌شود که یک قطعه قابل جابجایی به‌طور کامل از تابلو خارج شده باشد. دیگر هیچ‌گونه اتصال الکتریکی یا مکانیکی با سیستم نداشته باشد.

15. تعبیه اینترلاک (insertion interlock)

یک نوع مکانیزم حفاظتی در تابلو برق فشار ضعیف است که وظیفه‌اش جلوگیری از قرار گرفتن اشتباه قطعات در محل‌هایی است که برای آن‌ها طراحی نشده‌اند.
این تجهیز به‌گونه‌ای عمل می‌کند که اگر بخواهیم یک قطعه را در جای نامناسب یا اشتباه وارد کنیم (مثلاً یک واحد خروجی را در محل واحد ورودی) اینترلاک مانع از این کار می‌شود.

16. سکشن (section)

به یک واحد ساختاری مشخص گفته می‌شود که بین دو خط عمودی متوالی قرار دارد. این خطوط عمودی معمولاً همان چارچوب‌ها یا استراکچر فلزی هستند که ساختار فیزیکی تابلو را شکل می‌دهند و بخش‌های مختلف را از هم جدا می‌کنند.

17. زیر سکشن (sub-section)

به یک بخش ساختاری کوچک‌تر درون یک سکشن گفته می‌شود که بین دو خط افقی یا عمودی متوالی قرار دارد.

18. بخش (compartment)

به بخشی از تابلو گفته می‌شود که یک سکشن یا زیر سکشن کاملاً محدود را تشکیل می‌دهد. این محدود بودن به این معناست که اجزای داخلی آن توسط دیواره‌ها یا جداکننده‌های فیزیکی از سایر بخش‌ها جدا شده‌اند تا ایمنی، نظم و عملکرد مستقل آن بخش حفظ شود.

19. شاتر (shutter)

شاتر (Shutter) در تابلو برق فشار ضعیف، یک قطعه متحرک است که نقش مهمی در ایمنی و عملکرد صحیح قطعات قابل جابجایی ایفا می‌کند. این قطعه می‌تواند در دو موقعیت مختلف قرار گیرد:

موقعیت اتصال: در این حالت، شاتر باز می‌شود تا اجازه دهد کنتاکت‌ها با کنتاکت‌های ثابت تابلو درگیر شوند و اتصال الکتریکی برقرار شود.
موقعیت محافظتی: وقتی قطعه قابل جابجایی خارج شده یا در حال جابجایی است، شاتر به‌صورت خودکار یا دستی بسته می‌شود و به یک پوشش یا پارتیشن ایمن تبدیل می‌گردد. در این حالت، شاتر کنتاکت‌های ثابت را می‌پوشاند و از تماس ناخواسته یا خطرناک جلوگیری می‌کند.

20. محفظه (enclosure)

محفظه در تابلو برق فشار ضعیف، به پوششی فیزیکی گفته می‌شود که دور تجهیزات الکتریکی را می‌گیرد و وظیفه‌اش این است که درجه حفاظت مورد نظر را برای آن تجهیزات فراهم کند. این درجه حفاظت معمولاً با کد IP مشخص می‌شود و نشان می‌دهد که محفظه تا چه حد در برابر ورود گرد و غبار، رطوبت، آب یا تماس مستقیم با قطعات برق‌دار مقاوم است.

21. پوشش (cover)

بخش خارجی محفظه (enclosure) است.

22. مانع (barrier)

به بخشی گفته می‌شود که وظیفه‌اش جلوگیری از تماس مستقیم با قطعات برق‌دار است.

23. مانع فیزیکی (obstacle)

به بخشی گفته می‌شود که وظیفه‌اش جلوگیری از تماس مستقیم ناخواسته با قطعات برق‌دار است. این نوع مانع معمولاً به‌صورت پوشش، دیواره یا جداکننده‌ای طراحی می‌شود که در مسیر دسترسی معمول قرار دارد و از برخورد تصادفی با بخش‌های تحت ولتاژ جلوگیری می‌کند.
اما نکته مهم این است که مانع فیزیکی نمی‌تواند جلوی تماس عمدی یا تلاش برای عبور از مانع را بگیرد. یعنی اگر کسی بخواهد عمداً به قطعات برق‌دار دست بزند یا مانع را دور بزند، این مانع توانایی جلوگیری ندارد.

22. محافظ ترمینال (terminal shield)

بخشی از تابلو برق فشار ضعیف است که وظیفه‌اش پوشاندن و محدود کردن ترمینال‌ها است. این محافظ به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که بتواند درجه حفاظت مشخصی را فراهم کند، یعنی از تماس مستقیم یا ناخواسته افراد یا اشیاء با قطعات برق‌دار جلوگیری کند.

23. ورودی کابل (cable entry)

ورودی کابل بخشی از تابلو برق فشار ضعیف است که دارای مسیرهایی مخصوص برای عبور کابل‌ها به داخل تابلو می‌باشد.

24. فضای محدود و مورد حفاظت (enclosed protected space)

بخشی از تابلو برق فشار ضعیف، برای محدود کردن قطعات الکتریکی تعبیه می‌شود و حفاظت مشخصی را در برابر تأثیرات خارجی و تماس با قسمت‌های برقدار فراهم می‌کند.

25. درب (door)

پوشش لولایی یا کشویی در تابلو.

انواع تابلو فشار ضعیف از نظر ساختار

1. نوع باز (open-type)

تابلو نوع باز یا Open-type به نوعی از تابلو برق فشار ضعیف گفته می‌شود که ساختار آن برای نگهداری تجهیزات الکتریکی طراحی می‌شود. اما در آن قطعات برق‌دار (تحت ولتاژ) ممکن است در دسترس باشند، یعنی بدون پوشش یا محافظ کافی در معرض تماس مستقیم قرار گیرند.

2. با نمای جلو بسته (dead-front)

تابلو با نمای جلو بسته یا Dead-front نوعی از تابلو برق فشار ضعیف است که ساختار آن به‌صورت باز طراحی شده، اما دارای یک پوشش محافظ در قسمت جلویی است. این پوشش جلویی باعث می‌شود که قطعات تحت ولتاژ از سمت جلو قابل دسترسی نباشند و ایمنی کاربر در هنگام کار با تابلو از سمت جلو حفظ شود.

3. از نوع محدود (enclosed)

نوعی از تابلو برق فشار ضعیف است که به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که از همه طرف توسط پوشش‌ها یا دیواره‌ها محدود باشد. تنها استثنا ممکن است سطح نصب تابلو باشد، یعنی بخشی که تابلو روی آن قرار می‌گیرد، مثل کف یا دیوار.
هدف از این محدودسازی، ایجاد یک درجه حفاظت مشخص برای تجهیزات داخلی تابلو است.

4. نوع سلولی (cubicle-type)

نوعی تابلو برق فشار ضعیف است که به‌صورت محصور و ایستاده روی زمین طراحی می‌شود. معمولاً در محیط‌های صنعتی یا تأسیسات بزرگ استفاده می‌شود. این نوع تابلو می‌تواند شامل چندین سکشن، زیر سکشن یا محفظه باشد که هر کدام وظیفه خاصی را در سیستم برق‌رسانی بر عهده دارند.
ساختار سلولی به این معناست که تابلو از چند بخش مجزا تشکیل می‌شود که هر بخش می‌تواند تجهیزات خاصی مثل کلیدها، فیوزها، واحدهای کنترل یا اندازه‌گیری را در خود جای دهد.

5. تابلو پیانویی (desk-type)

تابلو نوع پیانویی یا Desk-type نوعی تابلو برق فشار ضعیف است که به‌صورت محدود طراحی می‌شود. این پنل معمولاً در قسمت بالایی تابلو قرار دارد و به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که کاربر بتواند به‌راحتی به تجهیزات کنترلی دسترسی داشته باشد، درست مثل کار با یک میز کنترل.

6. نوع جعبه‌ای (box-type)

تابلو نوع جعبه‌ای یا Box-type نوعی تابلو برق فشار ضعیف است که به‌صورت کاملاً محدود طراحی می‌شود. برای نصب روی یک سطح عمودی مثل دیوار در نظر گرفته می‌شود. این نوع تابلو معمولاً ابعاد کوچکتری نسبت به تابلوهای ایستاده دارد و برای کاربردهای محدودتر مناسب است.

7. نصب بر روی سطح دیوار (روکار)

نوعی تابلو برق فشار ضعیف است که طراحی آن به‌گونه‌ای است که مستقیماً روی سطح دیوار نصب می‌شود. این نوع تابلو معمولاً برای فضاهای داخلی، محیط‌های محدود یا کاربردهای سبک‌تر استفاده می‌شود که نیازی به نصب ایستاده ندارند.

8. نصب در داخل دیوار (توکار)

نوعی از تابلوهای فشار ضعیف است که از نوع توکار است و در فرورفتگی دیوار نصب می‌شود.

انواع تابلو برق فشار ضعیف از نظر نصب

1. تابلوهای Indooer

تجهیزات تابلو برق‌های از نوع Indoor، برای استفاده در فضاهای داخلی طراحی شده‌اند؛ یعنی باید در مکان‌هایی نصب شوند که شرایط محیطی آن‌ها مناسب و استاندارد باشد. منظور از “شرایط سرویس عادی” این است که محیط نصب باید ویژگی‌هایی مثل دمای مناسب، رطوبت قابل کنترل، نبود گرد و غبار زیاد، و ایمنی الکتریکی کافی داشته باشد.
اگر قرار است این تجهیزات را در داخل تابلو نصب کنید، باید مطمئن شوید که محیط مورد نظر با شرایط معمول و استاندارد مطابقت دارد تا عملکرد و ایمنی تجهیزات تضمین شود.

2. تابلوهای Outdoor

تجهیزات تابلو برق‌های از نوع Outdoor، که برای نصب بیرونی طراحی شده‌اند، مخصوص استفاده در محیط‌هایی هستند که شرایط معمول فضای باز را داشته باشند. منظور از “شرایط سرویس عادی” این است که محل نصب باید بتواند عوامل طبیعی مثل باران، نور خورشید، گرد و غبار، باد و تغییرات دما را تحمل کند.
اگر قرار است این تجهیزات را در فضای باز نصب کنید، باید مطمئن شوید که طراحی آن‌ها برای محیط‌های بیرونی مناسب است تا هم عملکرد خوبی داشته باشند و هم ایمنی‌شان حفظ شود.

3. تابلوهای ثابت

تجهیزات تابلو برق از نوع ثابت، آن دسته از تجهیزاتی هستند که برای نصب دائمی در یک مکان طراحی شده‌اند. یعنی بعد از نصب، دیگر جابه‌جا نمی‌شوند و همان‌جا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4. تابلوهای متحرک

تجهیزات تابلو برق از نوع متحرک، آن دسته از تجهیزاتی هستند که برای جابه‌جایی آسان طراحی شده‌اند. یعنی می‌توان آن‌ها را بدون دردسر از یک محل به محل دیگر منتقل کرد و در مکان‌های مختلف مورد استفاده قرار داد.

ویژگی‌های عایقی تابلو برق فشار ضعیف

1. فاصله هوایی (clearance)

فاصله هوایی یعنی کوتاه‌ترین فاصله‌ای که بین دو قسمت رسانا (مثل سیم) در مسیر مستقیم از طریق هوا وجود دارد.
به زبان ساده، اگر دو قطعه برق‌دار را در نظر بگیریم، فاصله هوایی همان فاصله‌ای است که جریان برق می‌تواند از طریق هوا بین آن‌ها عبور کند. این فاصله برای جلوگیری از جرقه، اتصال ناخواسته یا خطرات الکتریکی بسیار مهم است و باید طبق استانداردها رعایت شود.

2. فاصله خزشی (creepage distance)

فاصله خزشی یعنی کوتاه‌ترین فاصله در امتداد سطح ماده عایقی بین دو قسمت رسانا.
به زبان ساده، اگر دو قطعه برق‌دار روی یک سطح عایق مثل پلاستیک یا سرامیک قرار داشته باشند، فاصله خزشی همان مسیری است که جریان برق ممکن است روی سطح عایق حرکت کند. این فاصله برای جلوگیری از نشتی جریان، جرقه یا آسیب به تجهیزات بسیار مهم است و باید طبق استانداردها رعایت شود.

3. اضافه ولتاژ (overvoltage)

اضافه ولتاژ یعنی وقتی مقدار ولتاژ از حد معمول و ایمن خودش بیشتر شود. به‌طور دقیق‌تر، اگر ولتاژ لحظه‌ای (پیک) از مقدار پیک ولتاژ پایدار در شرایط عادی بیشتر شود، به آن اضافه ولتاژ گفته می‌شود.

4. اضافه ولتاژ موقت (temporary overvoltage)

اضافه ولتاژ موقت یعنی افزایش ولتاژ در شبکه برق که با فرکانس معمول (مثلاً ۵۰ یا ۶۰ هرتز) اتفاق می‌افتد و مدت آن نسبتاً طولانی است، معمولاً چند ثانیه.

5. اضافه ولتاژ گذرا (transient overvoltage)

اضافه ولتاژ گذرا یعنی افزایش ناگهانی و بسیار کوتاه‌مدت در ولتاژ برق، که معمولاً فقط چند میلی‌ثانیه طول می‌کشد. این نوع اضافه ولتاژ می‌تواند نوسانی (مثل موج) یا غیر نوسانی باشد، اما معمولاً خیلی سریع کاهش پیدا می‌کند یا اصطلاحاً “میرا می‌شود”.

6. ولتاژ مقاومت در برابر فرکانس توان (power-frequency withstand voltage)

این اصطلاح به مقدار مشخصی از ولتاژ سینوسی با فرکانس معمول شبکه (مثلاً ۵۰ یا ۶۰ هرتز) اشاره دارد که وقتی در شرایط آزمایش استاندارد به تجهیزات اعمال می‌شود، نباید باعث آسیب یا شکست عایق آن‌ها شود.
به زبان ساده، این ولتاژ مثل یک آزمون است: اگر عایق یک تجهیز بتواند این مقدار ولتاژ را تحمل کند و خراب نشود، یعنی در برابر ولتاژ شبکه در شرایط خاص مقاوم است. مقدار این ولتاژ به‌صورت مؤثر (r.m.s) اندازه‌گیری می‌شود و برای بررسی ایمنی و کیفیت عایق‌ها بسیار مهم است.

7. ولتاژ مقاومت در برابر ضربه (impulse withstand voltage)

این نوع ولتاژ، بالاترین مقدار ولتاژ لحظه‌ای (پیک) است که به‌صورت ضربه‌ای و با شکل موج و جهت مشخص، به تجهیزات اعمال می‌شود، بدون اینکه باعث آسیب یا شکست عایق آن‌ها شود.

8. آلودگی (pollution)

هرگونه افزودنی جامد، مایع یا گازی که می‌تواند منجر به کاهش مقاومت دی‌الکتریک یا مقاومت سطحی عایق شود.

9. درجه آلودگی (pollution degree of environmental conditions)

درجه آلودگی یعنی عددی که نشان می‌دهد شرایط محیطی چقدر ممکن است باعث آلودگی تجهیزات الکتریکی شود. این عدد بر اساس میزان گرد و غبار، نمک، گازهای خاص یا رطوبتی که در هوا وجود دارد تعیین می‌شود.

اگر این مواد روی سطح عایق بنشینند یا رطوبت جذب کنند، ممکن است باعث کاهش مقاومت عایق در برابر عبور جریان برق شوند. هرچه درجه آلودگی بالاتر باشد، احتمال آسیب به تجهیزات بیشتر است.

10. رده اضافه ولتاژ (overvoltage category of a circuit or within an electrical system)

رده اضافه ولتاژ یعنی عددی که نشان می‌دهد یک مدار یا سیستم الکتریکی تا چه حد ممکن است در معرض ولتاژهای ناگهانی و شدید قرار بگیرد. این ولتاژهای گذرا معمولاً به‌صورت لحظه‌ای و کوتاه‌مدت رخ می‌دهند، مثل زمانی که برق قطع و وصل می‌شود یا صاعقه به شبکه برخورد می‌کند.

این رده بر اساس مقدار ولتاژ نامی مدار و نوع تجهیزاتی که برای کنترل یا کاهش این ولتاژهای اضافی استفاده شده‌اند، تعیین می‌شود. هرچه رده بالاتر باشد، مدار باید در برابر ولتاژهای شدیدتری مقاوم باشد.

11. tracking

Tracking یعنی ایجاد تدریجی مسیرهایی روی سطح یک ماده عایق که جریان برق می‌تواند از آن عبور کند. این اتفاق معمولاً زمانی رخ می‌دهد که سطح عایق در معرض تنش الکتریکی و آلودگی‌هایی مثل رطوبت، نمک یا مواد رسانا قرار بگیرد. این ترکیب باعث می‌شود که سطح عایق به‌مرور خاصیت خود را از دست بدهد و مسیرهایی برای عبور جریان برق شکل بگیرد.

12. تخلیه (disruptive discharge)

تخلیه یعنی حالتی که عایق دیگر نمی‌تواند در برابر ولتاژ مقاومت کند و جریان برق از آن عبور می‌کند. در این حالت، عایق دچار شکست کامل می‌شود و ولتاژ بین دو نقطه (الکترودها) به صفر یا نزدیک صفر می‌رسد.

حفاظت تابلو برق در برابر شوک الکتریکی

حفاظت کاربران و پرسنل نگهداری در برابر شوک الکتریکی یکی از اهداف اصلی طراحی تابلو برق فشار ضعیف است.

1. قطعه تحت ولتاژ (live part)

به هر نوع هادی یا قطعه رسانایی گفته می‌شود که در شرایط عملکرد عادی، برای برقدار شدن طراحی می‌شود. این تعریف شامل هادی نول نیز می‌شود، اما طبق قرارداد استاندارد، هادی ترکیبی PEN (که هم‌زمان نقش نول و ارت را ایفا می‌کند) جزو قطعات تحت ولتاژ محسوب نمی‌شود.

2. قطعه تحت ولتاژ خطرناک (hazardous live part)

به قطعه‌ای تحت ولتاژ گفته می‌شود که در شرایط خاص، ممکن است باعث ایجاد شوک الکتریکی مضر برای انسان شود. این قطعات در صورت تماس مستقیم یا غیرمستقیم، می‌توانند خطرات جدی برای ایمنی افراد به‌همراه داشته باشند.

3. قطعه رسانای در معرض (exposed conductive part)

به بخشی از اجزای رسانای یک مجموعه الکتریکی (Assembly) گفته می‌شود که در حالت عادی فاقد ولتاژ بوده و قابل لمس توسط افراد است. با این حال، در صورت بروز خطا در سیستم، این قطعه ممکن است به‌طور ناخواسته تحت ولتاژ خطرناک قرار گیرد و موجب شوک الکتریکی شود.

4. هادی حفاظتی (protective conductor (PE))

هادی حفاظتی، یک رسانای الکتریکی است که با هدف تأمین ایمنی افراد و تجهیزات در برابر خطرات ناشی از شوک الکتریکی در سیستم‌های الکتریکی به‌کار گرفته می‌شود.

5. هادی نول (neutral conductor (N))

هادی نول، رسانایی است که به‌صورت الکتریکی به نقطه نول متصل می‌شود و در توزیع جریان الکتریکی نقش دارد. این هادی، بخشی از مسیر برگشت جریان در مدارهای الکتریکی را تشکیل می‌دهد و به تعادل ولتاژ بین فازها و زمین کمک می‌کند.

6. هادی PEN (PEN conductor)

هادی PEN، رسانایی است که به‌طور هم‌زمان وظایف دو نوع هادی را بر عهده دارد:
• هادی نول (N) برای برگشت جریان الکتریکی
• هادی حفاظتی (PE) برای ایمنی در برابر شوک الکتریکی

7. جریان خطا (fault current)

جریان خطا به جریانی گفته می‌شود که در اثر بروز نقص در سیستم الکتریکی، مانند شکست عایق، پل شدن ناخواسته بین هادی‌ها یا اتصال نادرست در مدار، ایجاد می‌شود.

8. حفاظت اولیه (basic protection)

حفاظت در برابر شوک الکتریکی در شرایط بدون خطا.

9. عایق اولیه (basic insulation)

عایق قطعات برقدار، که حفاظت اولیه را فراهم می‌کنند.

10. حفاظت در برابر خطا (fault protection)

حفاظت در برابر شوک الکتریکی در شرایط تک خطا (به عنوان مثال، خرابی عایقی)

11. ولتاژ بسیار پایین (extra low voltage)

هر ولتاژی که از حد ولتاژ مشخص شده توسط استاندارد IEC61201 تجاوز نکند.

مشخصات نامی در تابلو برق فشار ضعیف

مشخصات نامی، مقادیر عملکردی و محدودیت‌های تابلو برق را تعریف می‌کنند.

1. مقدار اسمی (nominal value)

مقدار کمیتی که برای تعیین و شناسایی یک جزء، دستگاه، تجهیزات یا سیستم استفاده می‌شود.

2. مقدار نامی (rated value)

مقدار نامی، به یک کمیت مشخص (مانند ولتاژ، جریان یا توان) گفته می‌شود که برای یک جزء، دستگاه، تجهیزات یا سیستم، تحت مجموعه‌ای از شرایط عملیاتی استاندارد تعیین می‌گردد.

3. مقدار محدود کننده (limiting value)

مقدار محدودکننده به بیشترین یا کمترین مقدار مجاز یک کمیت گفته می‌شود.

4. جریان اتصال کوتاه (short-circuit current (Ic))

جریان اتصال کوتاه، نوعی اضافه‌جریان است که در اثر وقوع اتصال کوتاه در مدار الکتریکی ایجاد می‌شود. این اتصال ممکن است ناشی از خطای عایقی، تماس ناخواسته بین هادی‌ها یا اتصال نادرست اجزای مدار باشد.

5. جریان اتصال کوتاه احتمالی (prospective short-circuit current (Icp))

جریان اتصال کوتاه احتمالی، جریانی است که در صورت وقوع اتصال کوتاه بین هادی‌های تغذیه توسط یک هادی با امپدانس بسیار کم، در نقطه‌ای نزدیک به ترمینال‌های ورودی مجموعه الکتریکی (Assembly) جاری می‌شود. این جریان نشان‌دهنده بیشترین مقدار جریان خطا در شرایط واقعی است.

6. جریان قطع (cut off current; let through current)

جریان قطع‌شده، به بیشترین مقدار لحظه‌ای جریان الکتریکی گفته می‌شود که در طول فرآیند قطع توسط یک دستگاه سوئیچینگ یا فیوز از مدار عبور می‌کند.

این جریان معمولاً در لحظه وقوع خطا و پیش از عملکرد کامل تجهیزات حفاظتی اندازه‌گیری می‌شود و نشان‌دهنده توانایی محدودسازی جریان توسط آن تجهیز است.

7. ولتاژ نامی (Un)

ولتاژ نامی، بالاترین مقدار مؤثر (r.m.s) ولتاژ متناوب (a.c.) یا ولتاژ مستقیم (d.c.) است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) اعلام می‌شود. در مدارات سه‌فاز، این مقدار ولتاژ بین فازها است.

8. ولتاژ عملیاتی نامی (Ue)

ولتاژ عملیاتی نامی، مقدار ولتاژی است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) اعلام می‌شود و در ترکیب با جریان نامی، محدوده کاربرد و عملکرد تجهیز را مشخص می‌سازد.

9. ولتاژ عایق نامی (Ui)

ولتاژ عایق نامی، مقدار مؤثر (r.m.s) ولتاژ مقاومتی است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) برای تجهیزات یا بخش‌هایی از آن تعیین می‌شود. این مقدار نشان‌دهنده توانایی عایق در برابر ولتاژ اعمال‌شده در طول زمان مشخص (بلندمدت) است.

10. ولتاژ مقاومت ضربه نامی (Uimp)

ولتاژ مقاومت ضربه نامی، مقدار ولتاژ ضربه‌ای است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) تعیین می‌شود و نشان‌دهنده توانایی عایق در تحمل اضافه‌ولتاژهای گذرا (مانند صاعقه یا کلیدزنی) بدون آسیب یا شکست الکتریکی است.

11. جریان نامی (In)

جریان نامی، مقدار جریانی است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) تعیین می‌شود و نشان‌دهنده حداکثر جریانی است که مجموعه می‌تواند تحت شرایط مشخص‌شده، بدون آن‌که دمای بخش‌های مختلف آن از حدود مجاز فراتر رود، به‌طور پیوسته تحمل و عبور دهد.

12. جریان پیک مقاومت نامی (rated peak withstand current (Ipk))

جریان پیک مقاومت نامی، بیشترین مقدار لحظه‌ای جریان اتصال کوتاه است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) اعلام می‌شود.

این مقدار نشان‌دهنده توانایی مجموعه در تحمل جریان ضربه‌ای شدید ناشی از اتصال کوتاه، بدون بروز آسیب مکانیکی یا الکتریکی، تحت شرایط مشخص‌شده در طراحی و آزمون‌های استاندارد است.

13. جریان اتصال کوتاه مقاومت کوتاه مدت نامی (rated short-time withstand current (Icw))

جریان اتصال کوتاه مقاومت کوتاه‌مدت نامی، مقدار مؤثر (r.m.s) جریان اتصال کوتاه است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) مشخص می‌شود و نشان‌دهنده توانایی مجموعه در تحمل این جریان برای مدت زمان معین (معمولاً چند ثانیه) بدون بروز آسیب مکانیکی یا حرارتی است.

14. جریان اتصال کوتاه مشروط نامی (rated conditional short-circuit current (Icc))

جریان اتصال کوتاه مشروط نامی، مقدار جریان اتصال کوتاه احتمالی است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) اعلام می‌شود. این جریان باید تحت شرایط مشخص‌شده، در طول کل دوره عملکرد دستگاه حفاظتی اتصال کوتاه (SCPD)، یعنی زمان پاکسازی خطا، بدون ایجاد آسیب توسط مجموعه تحمل شود.

15. ضریب تنوع نامی (rated diversity factor – RDF)

ضریب تنوع نامی، نسبتی است بر واحد جریان نامی که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) اعلام می‌شود. این ضریب مشخص می‌کند که خروجی‌های مدارهای مجموعه می‌توانند به‌صورت پیوسته و هم‌زمان، با در نظر گرفتن تأثیرات متقابل حرارتی ناشی از بارگذاری، مورد استفاده قرار گیرند.

16. فرکانس نامی (fn)

فرکانس نامی، مقدار فرکانسی است که توسط سازنده مجموعه الکتریکی (Assembly) تعیین می‌شود و به‌عنوان مبنای طراحی و بهره‌برداری مدارهای آن مجموعه در نظر گرفته می‌شود.

اطلاعات تکمیلی مورد نیاز تابلو برق فشار ضعیف

علاوه بر موارد فوق، اطلاعات تکمیلی زیر در مورد تابلو برق فشار ضعیف، به‌ویژه در رابطه با تجهیزات حفاظتی، باید ارائه شود:

قابلیت تحمل در برابر اتصال کوتاه و ماهیت دستگاه حفاظتی: مقاومت در برابر اتصال کوتاه و نوع دستگاه حفاظتی اتصال کوتاه.
اقدامات حفاظتی در برابر شوک الکتریکی: تدابیر لازم برای حفاظت در برابر برق گرفتگی.
ابعاد کلی: شامل ابعاد مربوط به بخش‌های برجسته مانند دستگیره‌ها (handles)، درپوش‌ها (covers)، و درب‌ها (doors).
وزن: وزن تابلو در صورتی که بیش از ۳۰ کیلوگرم باشد.

دستورالعمل‌های نصب، بهره‌برداری و نگهداری تابلو برق فشار ضعیف

سازنده تابلو موظف است دستورالعمل‌هایی را در دفترچه‌ها یا کاتالوگ‌ها ارائه دهد که برای جابجایی (handling)، نصب، بهره‌برداری و نگهداری مجموعه یا تجهیزات موجود در آن ضروری هستند.

۱. ملاحظات حمل و نقل و جابجایی

برای تکمیل اطلاعات مربوط به تابلو برق فشار ضعیف، به‌ویژه در زمینه حفاظت در برابر اتصال کوتاه و ایمنی، لازم است موارد زیر به‌صورت دقیق و شفاف ارائه شوند:

باید مشخص شود که تابلو تا چه اندازه در برابر جریان‌های شدید ناشی از اتصال کوتاه مقاوم است.
نوع وسیله‌ای که برای محافظت در برابر این شرایط استفاده می‌شود، باید معرفی گردد.
اقدامات ایمنی برای جلوگیری از برق‌گرفتگی نیز اهمیت زیادی دارد.
ابعاد کلی تابلو نیز باید به‌طور دقیق مشخص شود، به‌ویژه بخش‌هایی مانند دستگیره‌ها، درپوش‌ها و درب‌ها.
در صورتی که وزن مجموعه بیش از ۳۰ کیلوگرم باشد، اعلام دقیق آن ضروری است. این موضوع نه‌تنها برای حمل‌ونقل ایمن، بلکه برای انتخاب ابزار مناسب جهت جابجایی نیز اهمیت دارد.

علاوه بر این، دستورالعمل‌های مربوط به حمل، نصب و نگهداری باید شامل نکاتی باشند که از آسیب به تجهیزات و افراد جلوگیری کنند.

اگر تابلو دارای تجهیزات بالابری مانند قلاب یا حلقه‌های مخصوص باشد، باید محل دقیق این تجهیزات، اندازه اتصالات مربوطه و نحوه استفاده صحیح از آن‌ها طبق دستورالعمل سازنده یا مستندات فنی ارائه شود.

2. اطلاعات مداری

اگر نحوه قرارگیری قطعات و سیم‌کشی دستگاه به‌صورت فیزیکی واضح نباشد و اپراتور نتواند به‌راحتی تشخیص دهد که هر بخش کجا قرار دارد یا چگونه به هم متصل شده‌اند، لازم است اطلاعات تکمیلی در اختیار او قرار گیرد. این اطلاعات می‌تواند شامل دیاگرام‌های سیم‌کشی، نقشه‌های فنی یا جداولی باشد که مسیرها و اتصالات را به‌صورت دقیق و قابل فهم نشان می‌دهند.

3. شناسایی دستگاه و قطعات

در داخل تابلو برق فشار ضعیف، لازم است مدارهای مختلف و دستگاه‌های حفاظتی مربوط به هر مدار به‌طور واضح قابل شناسایی باشند تا کاربران یا تکنسین‌ها بتوانند به‌راحتی آن‌ها را بررسی، نگهداری یا تعمیر کنند. برای این منظور، نام‌گذاری اجزا باید دقیق و استاندارد باشد.
تمام نام‌گذاری‌ها باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی IEC 61346-1 و IEC 61346-2 انجام شوند. این استانداردها نحوه نام‌گذاری و طبقه‌بندی اجزای سیستم‌های فنی را مشخص می‌کنند. همچنین، این نام‌ها باید با آنچه در دیاگرام‌های سیم‌کشی دستگاه آمده است، کاملاً هماهنگ باشند تا از هرگونه سردرگمی جلوگیری شود.

4. شرایط سرویس محیطی

تابلوهایی که مطابق با این استاندارد طراحی شده‌اند، برای استفاده در شرایط معمول سرویس‌دهی یا همان «شرایط سرویس نرمال» مناسب هستند. این تجهیزات باید در محیط‌هایی نصب شوند که دمای هوا در محدوده مشخصی قرار دارد.
نکته مهم این است که اگر در تابلوهای فشار ضعیف از قطعاتی مانند رله‌های الکترونیکی یا تجهیزات الکترونیکی استفاده شود که برای این شرایط دمایی طراحی نشده‌اند، باید اقدامات لازم برای اطمینان از عملکرد صحیح آن‌ها انجام شود. این اقدامات ممکن است شامل استفاده از سیستم‌های تهویه، عایق‌کاری حرارتی یا انتخاب قطعات مقاوم‌تر در برابر دما باشد.

5. دمای هوای محیط برای تأسیسات در فضای باز

برای تاسیساتی که در فضای باز (Outdoor) نصب می‌شوند، شرایط دمایی خاصی در نظر گرفته شده است:
• بیشینه دمای مجاز هوا نباید بیشتر از ۴۰ درجه سانتی‌گراد باشد. یعنی دستگاه باید بتواند در این دما بدون مشکل کار کند.
• میانگین دمای هوا در طول ۲۴ ساعت نباید از ۳۵ درجه سانتی‌گراد فراتر رود. این مقدار برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد تجهیزات در طول روز در نظر گرفته شده است.
• کمینه دمای مجاز هوا نباید کمتر از ۲۵- درجه سانتی‌گراد باشد. یعنی دستگاه باید در برابر سرمای شدید نیز مقاوم باشد.

6. دمای هوای محیط برای تأسیسات داخلی

برای نصب تجهیزات در فضای داخلی، شرایط دمایی مشخصی باید رعایت شود تا عملکرد دستگاه‌ها به‌درستی و با ایمنی کامل انجام شود:
دمای هوای محیط نباید از ۴۰ درجه سانتی‌گراد بیشتر شود. همچنین، میانگین دمای هوا در طول یک دوره ۲۴ ساعته نباید از ۳۵ درجه سانتی‌گراد تجاوز کند. از طرف دیگر، حداقل دمای محیط نباید کمتر از ۵- درجه سانتی‌گراد باشد.

7. شرایط جوی برای تاسیسات در فضای بسته

برای نصب تجهیزات در فضای داخلی، شرایط جوی خاصی باید رعایت شود تا عملکرد دستگاه‌ها به‌درستی و با ایمنی کامل انجام شود.
هوای محیط باید تمیز باشد و میزان رطوبت نسبی آن در دمای حداکثر ۴۰ درجه سانتی‌گراد نباید از ۵۰ درصد بیشتر شود. در دماهای پایین‌تر، مانند ۲۰ درجه سانتی‌گراد، رطوبت نسبی می‌تواند بیشتر باشد؛ برای مثال، تا ۹۰ درصد نیز مجاز است.

8. شرایط جوی برای تاسیسات در فضای باز

برای نصب تجهیزات در فضای باز، شرایط جوی خاصی باید در نظر گرفته شود تا عملکرد دستگاه‌ها در محیط‌های مختلف حفظ شود.
در این نوع تاسیسات، رطوبت نسبی محیط ممکن است به‌طور موقت تا ۱۰۰ درصد افزایش یابد، به‌ویژه زمانی که دمای هوا به حداکثر ۲۵ درجه سانتی‌گراد برسد. این یعنی در برخی شرایط آب‌وهوایی، هوا می‌تواند کاملاً اشباع از بخار آب باشد.

9. درجه آلودگی (Pollution degree)

درجه آلودگی به شرایط محیطی‌ای اشاره دارد که تجهیزات الکتریکی در آن نصب و استفاده می‌شوند. این مفهوم برای طراحی ایمن و عملکرد صحیح مجموعه‌ها بسیار مهم است، به‌ویژه هنگام تعیین فاصله‌های ایزولاسیون مانند فواصل هوایی و فواصل خزش.

برای قطعاتی مانند کلیدها و تجهیزات داخلی، درجه آلودگی مربوط به فضای داخلی همان محفظه در نظر گرفته می‌شود، نه محیط بیرونی. در ارزیابی این شرایط، چهار سطح آلودگی در محیط‌های ریز تعریف شده‌اند:

درجه آلودگی ۱: هیچ آلودگی یا فقط آلودگی خشک و نارسانا وجود دارد که تأثیری بر عملکرد الکتریکی ندارد.
درجه آلودگی ۲: آلودگی غیر رسانا وجود دارد که ممکن است در اثر تراکم بخار آب، به‌طور موقت رسانا شود.
درجه آلودگی ۳: آلودگی رسانا وجود دارد، یا آلودگی خشک و غیر رسانا وجود دارد که انتظار می‌رود به دلیل تراکم، رسانا شود.

به‌طور کلی، تابلوها برای کاربردهای صنعتی در درجه آلودگی ۳ طراحی می‌شوند. با این حال، بستگی به نوع کاربرد یا شرایط خاص محیطی، ممکن است از درجات دیگر نیز استفاده شود.

درجه آلودگی ۴: شامل رسانایی پیوسته به دلیل گرد و غبار رسانا، باران یا رطوبت شدید است، برای محیط‌های ریز داخل تابلوها در این استاندارد کاربرد ندارد. این درجه معمولاً برای شرایط بسیار سخت و محیط‌های بیرونی بدون محافظ در نظر گرفته می‌شود.

ارتفاع نصب تجهیزات در تابلو برق فشار ضعیف

برای نصب تجهیزات الکتریکی، یکی از نکات مهمی که باید در نظر گرفته شود، ارتفاع محل نصب است. طبق استاندارد، این تجهیزات باید در مکان‌هایی نصب شوند که ارتفاع محل نصب آن‌ها از ۲۰۰۰ متر تجاوز نکند.

اگر قرار است تجهیزات در ارتفاعات بالاتر از ۲۰۰۰ متر نصب شوند، باید اقدامات خاصی انجام شود تا عملکرد آن‌ها دچار مشکل نشود. دلیل این موضوع آن است که در ارتفاع زیاد:

مقاومت دی‌الکتریک هوا کاهش می‌یابد، یعنی احتمال وقوع جرقه یا تخلیه الکتریکی بیشتر می‌شود.
قابلیت کلیدزنی (سوئیچینگ) دستگاه‌ها ممکن است کاهش یابد و عملکرد آن‌ها تحت تأثیر قرار گیرد.
خنک‌کنندگی طبیعی هوا کمتر می‌شود، که می‌تواند باعث افزایش دمای قطعات و کاهش عمر آن‌ها شود.

الزامات ساختاری در تابلو برق فشار ضعیف

۱. مقاومت تابلو و قطعات

برای ساخت تابلوهای برق فشار ضعیف، باید از موادی استفاده شود که بتوانند فشارها و شرایط مختلف را تحمل کنند. این فشارها ممکن است شامل نیروهای مکانیکی (مثل ضربه یا لرزش)، جریان‌های الکتریکی، گرما یا سرمای زیاد، و شرایط محیطی (مثل رطوبت، گرد و غبار یا مواد شیمیایی) باشند. چون این تابلوها در محیط‌های خاصی کار می‌کنند، باید طوری طراحی شوند که در آن شرایط دوام بیاورند.

ظاهر بیرونی این تابلوها، یعنی شکل محفظه‌ای که قطعات داخل آن قرار می‌گیرند، بستگی به نوع کاربردشان می‌تواند متفاوت باشد. مثلاً محفظه‌ای که در فضای باز استفاده می‌شود، باید مقاوم‌تر از محفظه‌ای باشد که فقط در محیط‌های داخلی قرار دارد.

این محفظه‌ها می‌توانند از مواد مختلفی ساخته شوند. برای مثال:

مواد عایق (که برق را عبور نمی‌دهند و از خطر برق‌گرفتگی جلوگیری می‌کنند)
مواد فلزی (که محکم و مقاوم هستند)
یا ترکیبی از هر دو، تا هم ایمنی داشته باشند و هم استحکام.

2. حفاظت در برابر خوردگی

برای اینکه قطعات و تجهیزات دچار زنگ‌زدگی یا خوردگی نشوند، باید از مواد مناسبی استفاده شود یا روی سطح آن‌ها پوشش‌های محافظتی قرار گیرد. این کار باید طوری انجام شود که در شرایط استفاده معمولی و با در نظر گرفتن روش‌های نگهداری رایج، از آسیب دیدن سطح جلوگیری کند.

3. پایداری در برابر حرارت

اگر محفظه یا بخشی از آن از مواد عایق ساخته شده باشد (یعنی موادی که برق را عبور نمی‌دهند)، باید مطمئن شویم که این مواد در برابر گرما مقاوم هستند. یعنی وقتی دمای محیط بالا می‌رود، این مواد نباید تغییر شکل بدهند، خراب شوند یا عملکردشان را از دست بدهند.

4. مقاومت در برابر اشعه فرابنفش

وقتی محفظه‌ها یا قطعات بیرونی دستگاه‌ها از مواد عایق ساخته شده باشند و قرار است در فضای باز (outdoor) استفاده شوند، باید مطمئن شویم که این مواد در برابر اشعه فرابنفش (UV) مقاوم هستند.

5. مقاومت مواد عایقی در برابر گرما و آتش

بعضی از بخش‌های ساخته‌شده از مواد عایق ممکن است در زمان کار تابلو برق، در معرض گرمای داخلی قرار بگیرند. این گرما می‌تواند ناشی از عبور جریان برق یا عملکرد خود قطعه باشد. در چنین شرایطی، این مواد نباید دچار آسیب یا تغییرات نامطلوب شوند.
علاوه بر این، مواد عایق باید در برابر شرایط سخت‌تر مثل گرمای غیرعادی، آتش‌سوزی یا فشارهای حرارتی ناشی از عملکرد معمول تابلو هم مقاوم باشند. یعنی حتی اگر دمای محیط بالا رفت یا مشکلی پیش آمد، این قطعات نباید از کار بیفتند یا خطرساز شوند.

6. تأیید مقاومت مواد عایقی در برابر گرما

برای اینکه مطمئن شویم مواد عایق به‌کاررفته در تجهیزات در برابر دماهای بالا عملکرد خوبی دارند و خراب نمی‌شوند، سازنده باید این موضوع را اثبات کند. این اثبات به یکی از دو روش زیر انجام می‌شود:

استفاده از شاخص دمای عایق (Insulation Temperature Index): این شاخص نشان می‌دهد که یک ماده عایق تا چه دمایی می‌تواند بدون آسیب‌دیدگی کار کند. معمولاً این شاخص طبق استاندارد IEC 60216 تعیین می‌شود.
انطباق با استاندارد IEC 60085: این استاندارد بین‌المللی دسته‌بندی دمایی مواد عایق را مشخص می‌کند و اگر ماده‌ای با آن مطابقت داشته باشد، یعنی از نظر حرارتی قابل‌اعتماد است.

7. مقاومت مواد عایقی در برابر گرمای غیرعادی و آتش ناشی از اثرات الکتریکی داخلی

در قطعاتی که جریان برق از آن‌ها عبور می‌کند یا ممکن است در اثر کارکرد داخلی داغ شوند، باید از مواد عایقی استفاده شود که در برابر گرمای غیرعادی و حتی آتش‌سوزی مقاوم باشند. اگر این مواد در برابر حرارت آسیب ببینند، ممکن است ایمنی کل تابلو به خطر بیفتد.
برای بررسی این موضوع، آزمایشی به نام آزمون سیم داغ (Glow-Wire Test) انجام می‌شود. این آزمایش شبیه‌سازی می‌کند که اگر قطعه در معرض یک سیم داغ قرار گیرد، آیا دچار آتش‌سوزی یا آسیب جدی می‌شود یا خیر.
در این آزمایش، هادی حفاظتی (PE) که برای ایمنی برق استفاده می‌شود، جزو قطعات حامل جریان حساب نمی‌شود و نیازی به آزمایش ندارد.
اگر قطعه‌ای خیلی کوچک باشد (مثلاً ابعاد آن کمتر از ۱۴×۱۴ میلی‌متر باشد)، ممکن است نتوان آن را با سیم داغ آزمایش کرد. در این حالت، می‌توان از روش جایگزین مثل آزمایش شعله سوزنی طبق استاندارد IEC 60695-11-5 استفاده کرد.

8. استحکام مکانیکی

تمام بخش‌های بیرونی تجهیزات، مثل محفظه‌ها، دیواره‌ها، قفل‌ها و لولاهای درب‌ها، باید به‌اندازه‌ای محکم باشند که بتوانند فشارها و ضربه‌هایی را که در شرایط کاری معمول یا هنگام وقوع اتصال کوتاه (short circuit) ایجاد می‌شود، تحمل کنند. اگر این قطعات ضعیف باشند، ممکن است در زمان کار آسیب ببینند و ایمنی تابلو برق را به خطر بیندازند.
همچنین، قطعاتی که قابل جدا شدن هستند (مثل درب‌ها یا پوشش‌ها)، و قطعاتی که دارای مکانیزم ایمنی مثل اینترلاک هستند، باید از نظر عملکرد مکانیکی بررسی شوند.

9. جابجایی بهتر

اگر تابلو برق فشار ضعیفی نیاز به جابه‌جایی یا بلند کردن داشته باشد، باید طوری طراحی شود که این کار به‌راحتی و با ایمنی انجام شود. یعنی باید تدارکات مناسبی مثل دسته، قلاب (هوک)، یا نقاط اتصال برای لیفتینگ (بالابری) روی آن در نظر گرفته شود.

درجه حفاظت تابلو برق فشار ضعیف

1. حفاظت در برابر ضربه مکانیکی

اگر لازم باشد، باید مشخص کنیم که محفظه تجهیزات تا چه حد در برابر ضربه‌های مکانیکی مقاوم است. برای اعلام این کد، باید از استانداردهای مربوط به تجهیزات استفاده کنیم و طبق استاندارد بین‌المللی IEC 62262 عمل کنیم.

2. حفاظت در برابر تماس با قطعات برق‌دار، اجسام جامد خارجی و مایعات

در تجهیزات الکتریکی، لازم است مشخص شود که تابلو برق فشار ضعیف تا چه حد در برابر خطرات محیطی محافظت دارد. این خطرات شامل تماس با قطعات برق‌دار، ورود اجسام جامد خارجی (مثل گرد و غبار) و نفوذ مایعات (مثل آب) هستند. برای بیان این میزان حفاظت، از کد IP استفاده می‌شود.

اگر تابلویی نیازی به مقاومت در برابر نفوذ آب نداشته باشد، معمولاً از کدهای IP زیر استفاده می‌شود:
IP 00, IP 2X, IP 3X, IP 4X, IP 5X, IP 6X

اگر تابلو داخل یک محفظه بسته نصب شود، باید حداقل درجه حفاظت IP 2X داشته باشد، البته پس از نصب طبق دستورالعمل سازنده.
اگر جلوی تابلو بسته (dead front) باشد، باید حداقل در برابر تماس مستقیم با انگشت محافظت داشته باشد، یعنی IP XXB.
اگر تابلو در فضای باز نصب می‌شود، عدد دوم در کد IP (مربوط به مقاومت در برابر آب) باید حداقل ۳ باشد. مثلاً IP 43 یا IP 53.
در نصب‌های فضای باز، ممکن است نیاز به حفاظت تکمیلی مثل سقف یا پوشش اضافی باشد تا تابلو برق در برابر شرایط محیطی محافظت شود.
اگر سازنده کد IP مشخصی اعلام نکرده باشد، درجه حفاظت تابلو طبق دستورالعمل نصب سازنده در نظر گرفته می‌شود.
اگر بخش‌های مختلف تابلو درجه حفاظت متفاوتی داشته باشند، سازنده باید برای هر قسمت جداگانه کد IP اعلام کند. مثلاً سطح عملیاتی IP 20 و سایر قسمت‌ها IP 00.

3. حفظ درجه حفاظت در قطعات متحرک

برای استفاده از تجهیزات الکتریکی در محیط‌هایی با رطوبت بالا و دمای متغیر (چه در فضای باز و چه در فضای داخلی) باید تابلوهای برق فشار ضعیف به‌گونه‌ای طراحی شوند که از آسیب ناشی از تراکم بخار آب (condensation) در داخل محفظه جلوگیری شود.

این کار با استفاده از تمهیدات مناسب مانند تهویه، گرمایش داخلی، هواکش یا روش‌های مشابه انجام می‌شود. با این حال، مهم است که درجه حفاظت (IP code) اعلام‌شده برای تابلو در تمام مدت استفاده حفظ شود و کاهش نیابد.
درجه حفاظت مشخص‌شده معمولاً برای حالتی در نظر گرفته می‌شود که قطعات متحرک تابلو در وضعیت متصل (connected position) باشند. اگر پس از برداشتن یا جدا کردن یک قطعه متحرک، درجه حفاظت اصلی دیگر برقرار نباشد، باید بین سازنده و تکنسین برق توافقی صورت گیرد تا مشخص شود چه اقداماتی باید انجام شود تا حفاظت کافی همچنان برقرار بماند. در این توافق، اطلاعات فنی و راهنمایی‌هایی که سازنده ارائه می‌دهد، می‌تواند مبنای تصمیم‌گیری قرار گیرد.

فواصل هوایی و خزشی در تابلو برق فشار ضعیف

در طراحی و نصب تجهیزات الکتریکی، رعایت فاصله‌های ایمن بین قسمت‌های برق‌دار بسیار مهم است. این فاصله‌ها به دو نوع تقسیم می‌شوند: فاصله هوایی (Clearance) که همان فاصله مستقیم در هوا بین دو نقطه با پتانسیل الکتریکی متفاوت است، و فاصله خزش (Creepage) که مسیر روی سطح عایق بین این نقاط را شامل می‌شود.

این دو نوع فاصله برای جلوگیری از جرقه، اتصال ناخواسته، و آسیب به تجهیزات یا افراد، طبق استاندارد بین‌المللی IEC 60664-1 تعریف و تنظیم شده‌اند.

برای هر تجهیزی که بخشی از یک تابلو برق است، فاصله‌های هوایی و خزش باید با استاندارد مخصوص همان محصول مطابقت داشته باشد. وقتی این تجهیزات در کنار هم در یک تابلو نصب می‌شوند، باید اطمینان حاصل شود که این فاصله‌ها در شرایط کاری عادی حفظ می‌شوند و با گذشت زمان یا در اثر استفاده کاهش نمی‌یابند.
برای تعیین این فاصله‌ها بین مدارهای جدا از هم، از بالاترین ولتاژهای قابل تحمل استفاده می‌شود. به این صورت که برای فاصله هوایی، ولتاژ ضربه قابل تحمل نامی و برای فاصله خزش، ولتاژ عایق‌بندی نامی ملاک قرار می‌گیرد. این الزامات برای تمام حالت‌های فاز به فاز، فاز به نول، و همچنین فاز یا نول به زمین (مگر در مواردی که مستقیماً به زمین متصل شده باشند) اعمال می‌شوند.

فاصله هوایی و خزشی برای هادی‌های لخت حامل جریان (مثل شینه‌ها، اتصالات بین تجهیزات):

در مورد هادی‌های لخت و ترمینال‌ها مانند شینه‌ها، کابل‌ها و اتصالات بین تجهیزات، فاصله‌های هوایی و خزش باید حداقل برابر با فاصله‌هایی باشند که برای تجهیز متصل به آن‌ها در نظر گرفته شده است.

همچنین اگر اتصال کوتاه در تابلو رخ دهد، نباید باعث شود که این فاصله‌ها به‌طور دائمی کاهش یابند؛ چه بین شینه‌ها و هادی‌ها، چه در زیر سطوح محفظه‌ها، پارتیشن‌ها یا موانعی که ممکن است باعث کاهش فاصله خزش شوند.

الزامات مربوط به مدارهای حفاظتی و هادی‌های PEN

1. تداوم مدارهای حفاظتی در تابلو برق فشار ضعیف

در طراحی تابلوهای الکتریکی، یکی از اصول مهم ایمنی، حفظ تداوم مدارهای حفاظتی است. مدار حفاظتی مسیری است که در صورت بروز خطا، جریان را به زمین هدایت می‌کند تا از خطر برق‌گرفتگی یا آسیب به تجهیزات جلوگیری شود.

برای اینکه این مسیر همیشه برقرار باشد، باید اتصالات فلزی بین قطعات مختلف تابلو به‌گونه‌ای طراحی شوند که حتی با گذشت زمان، لرزش یا خوردگی، اتصال حفاظتی قطع نشود. استفاده از ابزارهایی مثل پیچ و مهره، در صورتی قابل قبول است که اقدامات احتیاطی لازم برای تضمین تداوم این اتصال انجام شده باشد.
در مورد لوله‌های انعطاف‌پذیر (مثل فلکسی‌ها)، نباید از آن‌ها به عنوان هادی حفاظتی استفاده کرد، مگر اینکه به‌طور خاص برای این منظور طراحی شده باشند. چون در غیر این صورت ممکن است در برابر خم شدن، ضربه یا خوردگی، اتصال حفاظتی را از دست بدهند و ایمنی مجموعه به خطر بیفتد.

2. تداوم قطعات پوششی و ولتاژهای بسیار پایین (ELV)

در طراحی تابلوهای برق و مجموعه‌های الکتریکی، یکی از نکات مهم ایمنی، تداوم اتصال زمین (Earth Continuity) در قطعاتی مثل درب‌ها، پوشش‌ها و صفحات فلزی است. این اتصال باعث می‌شود در صورت بروز خطا، جریان ناخواسته به زمین منتقل شود و خطر برق‌گرفتگی یا آسیب به تجهیزات کاهش یابد.

اگر تجهیزاتی که به این قطعات فلزی وصل شده‌اند، با ولتاژ بسیار پایین (ELV) کار می‌کنند، استفاده از اتصالات فلزی مثل پیچ‌های فلزی یا بست‌های فلزی برای حفظ اتصال زمین کافی است. اما اگر تجهیزی با ولتاژی بالاتر از حد مجاز ELV به این قطعات متصل شود، باید اقدامات ایمنی بیشتری انجام شود تا اتصال زمین به‌طور مطمئن برقرار بماند.

در این حالت، تجهیز متصل باید به هادی حفاظتی (PE) وصل شود. اندازه یا سطح مقطع این هادی حفاظتی به جریان کاری تجهیز بستگی دارد:

اگر جریان کاری تجهیز کمتر یا مساوی ۱۰ آمپر باشد، سطح مقطع مشخصی برای PE در نظر گرفته می‌شود.
اگر جریان کاری تجهیز بیشتر از ۱۰ آمپر و تا ۱۶ آمپر باشد، سطح مقطع بزرگ‌تری نیاز است.

همچنین می‌توان از اتصالات الکتریکی خاصی که برای این منظور طراحی شده‌اند و در برابر خوردگی مقاوم هستند (مثل اتصال‌های لغزشی یا لولایی)، برای حفظ اتصال زمین استفاده کرد؛ به شرطی که این اتصالات استانداردهای لازم را داشته باشند.

3. قطعات رسانای در معرض دید و حفاظت

در تابلوهای برق فشار ضعیف، برخی قطعات فلزی در معرض دید قرار دارند. اگر این قطعات به مدار حفاظتی (مثل اتصال زمین) وصل باشند، در صورت بروز خطا، از خطر برق‌گرفتگی جلوگیری می‌شود. برای این نوع قطعات، باید از هادی حفاظتی با سطح مقطع مناسب استفاده شود.

اما همه قطعات فلزی در معرض دید خطرناک نیستند. برخی از آن‌ها به دلایل زیر نیازی به اتصال حفاظتی ندارند:

قطعاتی که قابل لمس یا در دست گرفتن نیستند:
مثلاً قطعاتی که درون تابلو قرار دارند یا دسترسی به آن‌ها ممکن نیست.
قطعات بسیار کوچک یا دور از دسترس:
اگر اندازه قطعه حدوداً کمتر از ۵۰×۵۰ میلی‌متر باشد یا طوری نصب شده باشد که تماس با بخش‌های برق‌دار غیرممکن باشد، خطر محسوب نمی‌شود.
قطعاتی که طبق استاندارد از اتصال حفاظتی معاف هستند:
این موارد شامل پیچ‌ها، پرچ‌ها، nameplates، آهنرباهای الکتریکی، کنتاکتورها، هسته‌های مغناطیسی ترانسفورماتورها، بخش‌هایی از رله‌ها و اجزای فلزی مشابه آن‌ها می‌شود.

4. الزامات هادی‌های حفاظتی در برابر خطاهای خارجی

در تابلوهای برق فشار ضعیف، هادی حفاظتی (PE) نقش مهمی در ایمنی دارد. این هادی باید طوری طراحی شود که اگر در محل نصب، خطایی در مدارهای خارجی (مثل اتصال کوتاه یا افزایش ناگهانی جریان) رخ دهد، بتواند بالاترین فشارهای حرارتی و مکانیکی را تحمل کند. یعنی در برابر گرما، ضربه و تنش‌های ناشی از جریان‌های شدید مقاوم باشد و عملکرد حفاظتی خود را حفظ کند.

در برخی موارد، قطعات فلزی تابلو مثل قاب‌ها یا پایه‌ها می‌توانند به‌عنوان بخشی از هادی حفاظتی استفاده شوند، به شرطی که طراحی آن‌ها این قابلیت را داشته باشد و استانداردهای لازم را رعایت کنند.

5. هادی‌های حفاظتی در داخل تابلو برق فشار ضعیف (PE)

در تابلوهای الکتریکی، هادی حفاظتی (PE) باید همیشه مسیر پیوسته و بدون وقفه‌ای برای انتقال جریان خطا به زمین فراهم کند. به‌طور کلی، نباید در مسیر این هادی از دستگاه‌های قطع جریان الکتریکی مثل کلید، دیسکانکتور یا تجهیزات مشابه استفاده شود، چون ممکن است باعث قطع شدن مسیر حفاظتی شود و ایمنی مجموعه را به خطر بیندازد.

در مورد اتصالاتی مثل دوشاخه و پریز که امکان جدا شدن دارند، باید مراقب باشیم که مدار حفاظتی (اتصال زمین) به‌طور ناگهانی قطع نشود. اگر احتمال قطع شدن این مدار وجود دارد، باید این اتفاق فقط بعد از قطع شدن سیم‌های برق‌دار (مثل فاز و نول) رخ دهد. یعنی اول برق قطع شود، بعد مدار حفاظتی.
همچنین، وقتی دوباره قرار است برق وصل شود، باید اول مدار حفاظتی وصل شود و مطمئن شویم که اتصال زمین برقرار است. این کار باعث می‌شود ایمنی مجموعه حفظ شود و خطر برق‌گرفتگی یا آسیب به تجهیزات به حداقل برسد.

6. الزامات هادی‌های حفاظتی-خنثی (PEN)

در تابلوهای برق فشار ضعیف، که شامل قطعات فلزی مثل قاب‌ها، محفظه‌ها هستند، باید مراقب باشیم که این قطعات به‌طور ناخواسته با مسیرهای اتصال زمین دیگر تماس نداشته باشند. برای همین، هادی حفاظتی (PE) که به این قطعات وصل می‌شود، در برخی موارد باید عایق‌کاری شود.

هدف از این عایق‌کاری، جلوگیری از انتقال ناخواسته جریان یا ولتاژ به قطعات فلزی مجموعه است، به‌ویژه در شرایطی که ممکن است خطای زمین جداگانه رخ دهد یا وقتی که اتصال زمین مربوط به ترانسفورماتور خنثی در مدار وجود دارد. چنین شرایطی، اگر قطعات فلزی بدون عایق‌کاری به اتصال زمین مجزا وصل شوند، ممکن است باعث ایجاد اختلاف پتانسیل یا خطر برق‌گرفتگی شوند.

در سیستم‌های TN_C، هادی PEN نباید ایزوله یا سوئیچ شود. اما در سیستم‌های TN_S و TN_C_S هادی خنثی (N) نیازی به ایزوله یا سوئیچ ندارد.

الزامات برای هادی‌های PEN

در برخی تابلوهای الکتریکی، از هادی PEN استفاده می‌شود. برای استفاده ایمن از این نوع هادی، باید چند نکته مهم رعایت شود:

حداقل سطح مقطع:
سطح مقطع هادی PEN نباید کمتر از ۱۰ میلی‌متر مربع برای مس یا ۱۶ میلی‌متر مربع برای آلومینیوم باشد.
مقایسه با هادی نول:
سطح مقطع PEN باید حداقل برابر با سطح مقطع مورد نیاز برای هادی نول باشد. یعنی نباید از سیم نول ضعیف‌تری استفاده شود.
عایق‌کاری داخل تابلو:
در داخل تابلو، نیازی به عایق‌کاری هادی PEN نیست. این یعنی می‌توان آن را بدون روکش اضافی استفاده کرد، به شرطی که سایر الزامات ایمنی رعایت شده باشد.
عدم استفاده از قطعات فلزی:
قطعات فلزی مثل قاب‌ها یا پایه‌ها نباید به‌عنوان هادی PEN استفاده شوند. چون ممکن است در برابر جریان‌های بالا یا اتصال کوتاه مقاوم نباشند.
استفاده از ریل‌های نصب:
اگر ریل‌های نصب از جنس مس یا آلومینیوم باشند، می‌توان از آن‌ها به‌عنوان هادی PEN استفاده کرد.
ظرفیت حمل جریان در کاربردهای خاص:
در مواردی مثل نصب چراغ‌های فلورسنت که جریان PEN ممکن است زیاد شود، باید مطمئن شویم که ظرفیت حمل جریان PEN برابر یا بیشتر از سیم‌های فاز باشد. در این شرایط، ممکن است نیاز به تنظیمات خاص یا توافق بین سازنده تابلو و تکنسین برق باشد تا ایمنی و عملکرد صحیح تضمین شود.

7. هادی‌های PEN خارجی

اگر از هادی حفاظتی خنثی (PEN) استفاده شود (یعنی سیمی که هم نقش نول را دارد و هم اتصال زمین را فراهم می‌کند) باید دقت شود که سطح مقطع این هادی به‌اندازه‌ای باشد که بتواند در شرایط خطا، ایمنی مجموعه را حفظ کند.

حداقل سطح مقطع PEN به دو عامل مهم بستگی دارد:

بالاترین جریان خطا که ممکن است در مدار رخ دهد.
مدت زمان وقوع خطا تا زمانی که دستگاه‌های حفاظتی مثل فیوز یا کلیدهای محافظ اتصال کوتاه (SCPDs) بتوانند جریان را قطع کنند.

حفاظت در برابر شوک الکتریکی و خطای عایق‌بندی

1. حفاظت با عایق کامل

یکی از روش‌های ایمن‌سازی تجهیزات الکتریکی، استفاده از عایق کامل است. این نوع حفاظت به این معناست که تمام قسمت‌های برق‌دار دستگاه به‌طور کامل با مواد عایق پوشانده شده‌اند، طوری که هیچ نقطه‌ای از بدنه در معرض تماس ناخواسته با برق قرار نمی‌گیرد.

1.1 الزامات تجهیزات کلاس II

تجهیزات کلاس II، که به آن‌ها تجهیزات با عایق کامل یا تقویت‌شده هم گفته می‌شود، برای محافظت در برابر برق‌گرفتگی طراحی شده‌اند. این تجهیزات نیازی به اتصال زمین ندارند، چون طراحی آن‌ها به‌گونه‌ای است که تماس با برق در هر شرایطی غیرممکن باشد.

الف) ساختار و نشانه‌گذاری:
تجهیزات کلاس II باید به‌طور کامل با مواد عایق پوشانده شده باشند یا دارای عایق تقویت‌شده باشند. بدنه یا محفظه آن‌ها باید علامت مخصوص کلاس II یعنی یک مربع داخل مربع دیگر ⧈ را داشته باشد. همچنین، این محفظه باید بتواند در برابر بیشترین ولتاژ ضربه‌ای و بیشترین ولتاژ عایقی که در مدارهای تابلو برق فشار ضعیف ممکن است ایجاد شود، مقاومت کند.

ب) جلوگیری از خروج قطعات برق‌دار:
محفظه نباید سوراخ یا شکافی داشته باشد که از طریق آن، قطعات فلزی برق‌دار بیرون زده باشند. چون این موضوع می‌تواند باعث شود که در صورت بروز خطا، ولتاژ خطرناک به بیرون منتقل شود و جان افراد را به خطر بیندازد.

ج) جداسازی قطعات فلزی از بخش‌های برق‌دار:
اگر در طراحی دستگاه از قطعات فلزی مثل شفت یا عملگر استفاده شده باشد، این قطعات باید با عایق مناسب از بخش‌های برق‌دار جدا شوند،‌ چه از داخل محفظه و چه از بیرون آن. این عایق باید در برابر ولتاژهای بالا مقاوم باشد.

1.2 الزامات عایق‌بندی و حفاظت فیزیکی

برای اینکه یک تابلو الکتریکی هنگام کار و اتصال به برق کاملاً ایمن باشد، محفظه آن باید به‌گونه‌ای طراحی شود که هیچ‌کدام از قسمت‌های برق‌دار یا قطعات فلزی قابل لمس نباشند، حتی آن‌هایی که ممکن است در اثر خطا برق‌دار شوند. این یعنی محفظه باید همه بخش‌های خطرناک را بپوشاند و از تماس تصادفی جلوگیری کند.

برای این منظور، محفظه باید حداقل دارای درجه حفاظت IP 2XC باشد (طبق استاندارد IEC 60529). این درجه حفاظت یعنی:

انگشت یا ابزار مشابه نمی‌تواند به داخل محفظه نفوذ کند.
در برابر ورود اجسام خارجی و تماس تصادفی مقاوم است.

اگر در تابلو، هادی حفاظتی (PE) به تجهیزات سمت بار وصل شده باشد، باید مطمئن شویم که قطعات فلزی قابل لمس در تجهیزات، عایق‌کاری شده‌اند. همچنین، ترمینال‌هایی که برای اتصال هادی حفاظتی خارجی استفاده می‌شوند، باید با علامت‌گذاری مناسب مشخص شوند تا نصاب یا تعمیرکار بتواند آن‌ها را به‌درستی شناسایی کند.

در داخل محفظه، هادی حفاظتی و ترمینال‌های آن باید از قسمت‌های برق‌دار و قطعات فلزی قابل لمس جدا باشند،‌ درست مثل جداسازی بخش‌های برق‌دار از بدنه.

طراحی درب‌ها یا پوشش‌های محفظه تابلو برق، ممکن است به‌گونه‌ای باشد که بدون ابزار یا کلید باز شوند. در این حالت، باید یک مانع داخلی از جنس عایق وجود داشته باشد که از تماس تصادفی با قسمت‌های برق‌دار جلوگیری کند. این مانع باید حتی زمانی که درب باز است، از دسترسی به بخش‌های برق‌دار محافظت کند و نباید قابل جدا شدن باشد مگر با استفاده از ابزار خاص.

1.3 محدودیت جریان تماس حالت پایدار و شارژ

در برخی تابلوهای برق فشار ضعیف، تجهیزاتی مثل خازن‌ها وجود دارند که حتی بعد از قطع برق، ممکن است شارژ الکتریکی در خود نگه دارند. این شارژ می‌تواند باعث ایجاد جریان تماس خطرناک شود.
برای همین، اگر تابلویی شامل چنین تجهیزاتی باشد، باید یک پلاک هشدار روی آن نصب شود تا کاربران بدانند که ممکن است بعد از قطع برق، هنوز ولتاژ باقی‌مانده وجود داشته باشد و تماس با آن خطرناک باشد.
البته خازن‌های کوچک که برای کاربردهایی مثل خاموش کردن قوس، تأخیر در عملکرد رله‌ها یا موارد مشابه استفاده می‌شوند، معمولاً خطرناک محسوب نمی‌شوند، چون شارژ آن‌ها کم است و به‌سرعت تخلیه می‌شود.

اگر ولتاژ باقی‌مانده ناشی از شارژ استاتیک در کمتر از ۵ ثانیه پس از قطع برق به زیر ۶۰ ولت DC برسد، تماس با آن خطرناک تلقی نمی‌شود. اما اگر این ولتاژ بیشتر از این مقدار باشد یا دیرتر تخلیه شود، باید حتماً هشدار لازم داده شود.

الزامات دسترسی برای پرسنل

برای اینکه کارکنان مجاز بتوانند به تجهیزات الکتریکی دسترسی داشته باشند، باید برخی شرایط خاص رعایت شود.
اگر به دلایل ایمنی، روی تجهیزات یک قفل نصب شده باشد تا فقط افراد مجاز بتوانند به بخش‌های برق‌دار آن دسترسی پیدا کنند، معمولاً باز کردن درب نیاز به ابزار خاصی دارد، مثلاً ابزاری که بتواند قفل ایمنی (اینترلاک) را موقتاً غیرفعال کند.

در این حالت، یک نکته بسیار مهم وجود دارد: پس از اینکه درب دوباره بسته شد، اینترلاک باید به‌صورت خودکار فعال شود تا ایمنی سیستم دوباره برقرار گردد و از دسترسی ناخواسته جلوگیری شود.

الزامات مربوط به تعمیرات و نگهداری

برای انجام تعمیر و نگهداری روی یک واحد عملکردی که از سایر بخش‌ها جدا شده ولی هنوز تحت ولتاژ است، باید اقدامات ایمنی خاصی انجام شود. این اقدامات باید با توافق بین سازنده تجهیزات و اپراتور تعیین شوند و انتخاب آن‌ها به عواملی مثل شرایط کاری، تعداد دفعات تعمیر، مهارت کارکنان مجاز و مقررات نصب در محل بستگی دارد.

برای حفظ ایمنی در چنین شرایطی، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

ایجاد فاصله کافی بین واحدی که قرار است تعمیر شود و واحدهای مجاور آن.
طراحی قطعات به‌گونه‌ای که هنگام تعمیر، نیازی به جدا کردن کامل آن‌ها نباشد و تا حد امکان در جای خود باقی بمانند.
استفاده از موانع فیزیکی یا حفاظ‌هایی که مانع تماس مستقیم با تجهیزات برق‌دار در واحدهای مجاور می‌شوند.
نصب سپرهای ترمینال برای جلوگیری از تماس ناخواسته با نقاط اتصال برق.
استفاده از محفظه‌های جداگانه برای هر واحد یا گروه عملکردی، تا دسترسی به بخش‌های دیگر محدود شود.
قرار دادن تجهیزات حفاظتی اضافی که توسط سازنده مجموعه پیشنهاد یا تأمین شده‌اند.

الزامات توسعه در تابلو برق فشار ضعیف

در برخی پروژه‌های برق، ممکن است لازم باشد تابلو برق یا سیستم توزیع، در آینده گسترش پیدا کند؛ یعنی واحدهای جدید یا گروه‌های عملکردی به آن اضافه شوند، در حالی که بخش‌های قبلی همچنان برق‌دار و فعال هستند. در چنین شرایطی، باید الزامات ایمنی خاصی رعایت شود تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود.
نکته بسیار مهم این است که شینه‌ها (Busbars) و واحدهای جدیدی که قرار است به منبع تغذیه وصل شوند، نباید در حالت برق‌دار نصب یا متصل شوند؛ مگر اینکه کل تابلو از ابتدا برای توسعه در حالت برق‌دار طراحی شده باشد و این موضوع در طراحی آن لحاظ شده باشد. در غیر این صورت، انجام چنین کاری می‌تواند خطرناک باشد و باید حتماً قبل از توسعه، سیستم از برق جدا شود.

نصب قطعات در تابلو برق فشار ضعیف

1. نصب تجهیزات

برای اینکه تجهیزات سوئیچینگ مانند کلیدها، رله‌ها، کنتاکتورها و سایر قطعات الکتریکی در شرایط واقعی و طولانی‌مدت عملکرد مطمئن و بدون اختلال داشته باشند، باید هنگام نصب و سیم‌کشی آن‌ها به عوامل محیطی توجه شود.

تجهیزات سوئیچینگ و اجرایی که در برابر اتصال کوتاه مقاومت ندارند و یا ظرفیت قطع کافی برای تحمل تنش‌های احتمالی را ندارند، باید توسط تجهیزاتی مثل فیوزها و بریکرها محافظت شوند.

این عوامل شامل لرزش‌های مکانیکی، گرمای محیط، نویز ناشی از عملیات سوئیچینگ، انتشار امواج الکترومغناطیسی، میدان‌های مغناطیسی و سایر شرایطی هستند که در عملکرد عادی تجهیزات وجود دارند. اگر این موارد در نظر گرفته نشوند، ممکن است باعث اختلال در عملکرد یا کاهش عمر تجهیزات شوند.
در مورد تابلوهای الکترونیکی که شامل مدارهای پردازش سیگنال هستند، ممکن است لازم باشد این مدارها از سایر بخش‌ها جدا شوند یا با استفاده از روش‌هایی مثل غربالگری (Shielding) محافظت شوند تا از تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری شود و دقت عملکرد آن‌ها حفظ شود.

در خصوص فیوزها نیز باید دقت شود که هنگام نصب، نوع و درجه‌بندی آمپر، ولتاژ، کلاس عملکرد به‌طور دقیق مشخص باشد.

2. نحوه دسترسی به تجهیزات

برای اینکه تجهیزات داخل یک تابلو برق به‌درستی نصب، استفاده و نگهداری شوند، باید به‌گونه‌ای طراحی و جانمایی شوند که دسترسی به آن‌ها آسان باشد. این موضوع به‌ویژه برای دستگاه‌های تنظیم و نشانگر که در داخل تابلو کار می‌کنند اهمیت دارد؛ چون اپراتور باید بتواند بدون دردسر به آن‌ها دسترسی داشته باشد.

همچنین، واحدهای عملکردی که روی یک صفحه یا قاب نصب شده‌اند و سیم‌هایی که به ترمینال‌ها متصل می‌شوند، باید طوری قرار بگیرند که نصب، سیم‌کشی، تعمیر یا تعویض آن‌ها به‌راحتی انجام شود.

الزامات ارتفاعی برای تابلوهای نصب‌شده روی زمین:

ترمینال‌ها (شامل ترمینال‌های هادی حفاظتی): باید در ارتفاعی بین ۲۰ سانتی‌متر تا ۲۲۰ سانتی‌متر از سطح پایه تابلو قرار داشته باشند. همچنین باید طوری جانمایی شوند که کابل‌ها از بالا یا پایین تابلو وارد شوند.
ابزارهای نشانگر (مثل نمایشگرها یا نشانگرهای وضعیت): باید در همین بازه ارتفاعی یعنی بین ۲۰ سانتی‌متر تا ۲۲۰ سانتی‌متر نصب شوند تا اپراتور بتواند به‌راحتی آن‌ها را بخواند.
دستگاه‌های عملیاتی (مثل دستگیره‌ها، دکمه‌های فشاری و کلیدها): باید در ارتفاعی نصب شوند که کار با آن‌ها راحت باشد. به‌طور مشخص، خط مرکزی آن‌ها باید بین ۲۰ سانتی‌متر تا ۲ متر از سطح پایه تابلو باشد.
عملگرهای سوئیچینگ اضطراری (برای قطع سریع برق در شرایط خطر): باید در ارتفاعی بین ۸۰ سانتی‌متر تا ۱۶۰ سانتی‌متر از سطح پایه تابلو قرار گیرند تا در مواقع اضطراری به‌سرعت و بدون مشکل قابل دسترسی باشند.

3. نحوه نصب موانع در تابلو برق فشار ضعیف

برای حفظ ایمنی اپراتور در هنگام کار با تجهیزات سوئیچینگ دستی (مثل کلیدها یا قطع‌کننده‌ها)، باید موانع حفاظتی به‌گونه‌ای طراحی شوند که انتشار انرژی ناشی از سوئیچینگ باعث آسیب یا خطر نشود.
در زمان تعویض فیوزها نیز، برای کاهش خطرات احتمالی، باید موانع بین فازها در نظر گرفته شوند. این موانع کمک می‌کنند تا اپراتور در حین تعویض فیوز، در معرض ولتاژهای مختلف فاز قرار نگیرد. البته اگر طراحی فیوزها به‌گونه‌ای باشد که این خطر وجود نداشته باشد، ممکن است نیازی به استفاده از این موانع نباشد.

4. جهت و شناسایی موقعیت‌های سوئیچینگ

برای اینکه اپراتور بتواند با دستگاه‌ها و قطعات الکتریکی به‌درستی و ایمن کار کند، باید موقعیت‌های عملیاتی آن‌ها (مثل محل قرارگیری کلیدها، دکمه‌ها یا دستگیره‌ها) به‌طور واضح مشخص باشد.
اگر جهت عملکرد این دستگاه‌ها (مثلاً جهت چرخش دستگیره یا فشار دادن دکمه) مطابق با استاندارد بین‌المللی IEC 60447 نباشد، باید جهت عملیات به‌صورت واضح و قابل‌فهم علامت‌گذاری شود. این علامت‌گذاری می‌تواند شامل فلش، نوشته یا نمادهایی باشد که نشان دهد اپراتور باید در چه جهتی عمل کند.

5. نشانگرها و دکمه‌های فشاری

برای اینکه اپراتورها بتوانند به‌راحتی و بدون اشتباه با تجهیزات الکتریکی کار کنند، رنگ‌های نشانگرها و دکمه‌های فشاری باید طبق استاندارد مشخصی انتخاب شوند. این استاندارد، IEC 60073 نام دارد و تعیین می‌کند که هر رنگ چه مفهومی دارد. برای مثال، رنگ قرمز معمولاً برای هشدار یا توقف، و رنگ سبز برای وضعیت ایمن یا شروع استفاده می‌شود.
مگر اینکه در سند فنی محصول به‌طور خاص رنگ‌های دیگری مشخص شده باشد، باید از همین استاندارد IEC 60073 پیروی شود تا هماهنگی و ایمنی در طراحی و استفاده از تجهیزات حفظ شود.

الزامات دقیق هادی‌ها و اتصال آن‌ها

الزامات مربوط به هادی‌ها و نحوه اتصال آن‌ها در تابلو برق فشار ضعیف، تعیین‌کننده ایمنی و عملکرد درازمدت تابلو است. این الزامات شامل خواص مکانیکی، روش‌های عایق‌بندی و نوع قطعات مورد استفاده است.

1. ویژگی‌های عمومی هادی‌ها

در طراحی و ساخت یک تابلو برق (Assembly)، توجه به ویژگی‌های هادی‌ها بسیار مهم است تا سیستم عملکرد ایمن و مطمئنی داشته باشد. اولین نکته، مقاومت هادی‌ها در برابر تنش‌های مکانیکی است؛ یعنی باید بررسی کنیم که سیم‌ها و کابل‌ها در برابر فشار، لرزش یا ضربه‌هایی که ممکن است در طول کار ایجاد شوند، دوام کافی داشته باشند.

دومین موضوع، نحوه چیدمان و هدایت هادی‌هاست. سیم‌ها باید به‌صورت منظم و اصولی در مسیرهای مشخص قرار گیرند تا هم تعمیر و نگهداری آسان‌تر شود و هم از خطراتی مثل اتصال کوتاه جلوگیری شود.
سومین عامل، نوع عایق‌بندی هادی‌هاست. عایق مناسب از تماس مستقیم با جریان برق جلوگیری می‌کند و باید با توجه به شرایط محیطی مثل دما، رطوبت یا وجود مواد شیمیایی انتخاب شود.

در نهایت، باید نوع قطعاتی که سیم‌ها به آن‌ها وصل می‌شوند را در نظر گرفت؛ مثل کلیدها، قطع‌کننده‌های مدار یا تجهیزات الکترونیکی. انتخاب درست نوع هادی و نحوه اتصال آن به این قطعات، نقش مهمی در ایمنی و کارایی کل سیستم دارد.

2. هادی‌های لخت و عایق‌دار

در طراحی و نصب هادی‌های عایق‌دار یا انعطاف‌پذیر داخل تابلوهای برق فشار ضعیف، رعایت چند نکته فنی و ایمنی ضروری است. قبل از هر چیز، باید مطمئن شویم که این هادی‌ها برای ولتاژ نامی مدار مناسب باشند.

نکات مهم:

اتصالات تجهیزات حامل جریان باید در برابر گرمای معمول، فرسودگی عایق‌ها و لرزش‌های عملکردی مقاوم باشند و بدون تغییر باقی بمانند. همچنین باید اثرات انبساط حرارتی، واکنش‌های الکترولیتی بین فلزات و تحمل مواد در برابر دماهای بالا در نظر گرفته شود.

ترمینال‌هایی که دو هادی را به هم وصل می‌کنند نباید هیچ‌گونه اتصال یا لحیم‌کاری داشته باشند؛ یعنی استفاده از سیم‌های لحیم‌شده در وسط مسیر مجاز نیست.

همچنین اگر سیم فقط دارای یک لایه عایق باشد، باید طوری نصب شود که با قطعات برق‌دار دیگر با ولتاژ متفاوت تماس نداشته باشد. از طرفی، تماس سیم‌ها با لبه‌های تیز باید کاملاً ممنوع باشد تا از آسیب‌دیدگی عایق جلوگیری شود.
در نصب تجهیزاتی مثل نمایشگرها یا قطعات اندازه‌گیری روی در یا پوشش تابلو، باید دقت شود که هنگام باز و بسته شدن درب، هیچ آسیبی به سیم‌ها وارد نشود.

لحیم‌کاری سیم‌ها به قطعات فقط زمانی مجاز است که برای آن نوع سیم و قطعه، تمهیدات حفاظتی مناسب در نظر گرفته شود. اما در محیط‌هایی با لرزش شدید مانند دکل‌ها، کشتی‌ها، جرثقیل‌ها یا ماشین‌آلات سنگین، استفاده از سیم‌های رشته‌ای لحیم‌شده مجاز نیست، چون ممکن است اتصال آن‌ها در اثر لرزش ضعیف شود.
در حالت کلی، هر سیم باید به یک ترمینال جداگانه وصل شود. اتصال چند سیم به یک ترمینال فقط در صورتی مجاز است که آن ترمینال برای این کار طراحی شده باشد.

3. انتخاب و نصب هادی‌های برق‌دار و حفاظت نشده

در طراحی و نصب هادی‌های برق‌دار محافظت‌نشده (Non-protected Live Conductors) در یک تابلو برق فشار ضعیف (Assembly)، رعایت اصول ایمنی بسیار مهم است تا از خطر اتصال کوتاه جلوگیری شود.
هدف از این حفاظت، جلوگیری از بروز اتصال کوتاه بین فازها یا بین فاز و زمین در نقاط دور از دسترس یا مکان‌هایی است که دسترسی به آن‌ها دشوار است. به عبارت دیگر، نباید هیچ‌جایی در مسیر سیم‌کشی وجود داشته باشد که احتمال برخورد سیم‌های برق‌دار با یکدیگر یا با قطعات فلزی وجود داشته باشد.
یکی از الزامات مهم این است که طول تجهیز حفاظتی اتصال کوتاه (SCPD) در محل نصب نباید بیشتر از ۳ متر باشد. این محدودیت باعث می‌شود که در صورت بروز اتصال کوتاه، تجهیز حفاظتی بتواند به‌سرعت عمل کرده و از آسیب به سیستم جلوگیری کند.

4. شناسایی هادی‌های اصلی و کمکی

شناسایی دقیق هادی‌های اصلی و کمکی یکی از وظایف مهم سازنده است. این شناسایی باید به‌گونه‌ای انجام شود که هر فردی با نگاه به سیم‌ها یا نقشه‌ها بتواند به‌راحتی تشخیص دهد کدام هادی وظیفه اصلی را دارد و کدام یک کمکی است.
برای این منظور، سازنده باید از روش‌های مشخصی مانند استفاده از رنگ‌های استاندارد، نمادهای قابل فهم یا علائم روی ترمینال‌ها استفاده کند. این نشانه‌گذاری‌ها باید کاملاً با علائم موجود در نقشه‌های سیم‌کشی و مدارهای طراحی‌شده هماهنگ باشد تا از هرگونه اشتباه یا سردرگمی جلوگیری شود.
همچنین، این شناسایی باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی IEC 60445 و IEC 60446 انجام شود تا هم ایمنی سیستم حفظ شود و هم امکان استفاده و نگهداری آن در سطح جهانی فراهم باشد.

5. شناسایی هادی حفاظتی (PE, PEN) و هادی خنثی (N)

هادی حفاظتی (PE, PEN):

در سیستم‌های الکتریکی، هادی حفاظتی نقش بسیار مهمی در ایمنی افراد و تجهیزات دارد. برای اینکه این هادی‌ها به‌درستی شناسایی شوند و با سایر سیم‌ها اشتباه گرفته نشوند، باید از روش‌های مشخصی برای رنگ‌بندی و علامت‌گذاری آن‌ها استفاده شود.
اگر برای شناسایی از رنگ استفاده می‌شود، تنها ترکیب دو رنگ سبز و زرد مجاز است. این رنگ‌ها باید به‌صورت نوارهای راه‌راه یا پوشش یکپارچه در تمام طول سیم به کار بروند تا در هر نقطه‌ای از مسیر، هادی حفاظتی به‌راحتی قابل تشخیص باشد. استفاده از این ترکیب رنگی فقط برای هادی‌های حفاظتی مجاز است و نباید برای هیچ نوع سیم دیگری به‌کار رود.
در صورتی که هادی حفاظتی از نوع تک‌رشته‌ای و دارای عایق باشد، این رنگ‌بندی باید در تمام طول سیم رعایت شود تا از ابتدا تا انتها قابل شناسایی باشد.

هادی خنثی (N):

در سیستم‌های الکتریکی، شناسایی دقیق هادی خنثی (Neutral) اهمیت زیادی در ایمنی و جلوگیری از خطاهای نصب دارد. برای این منظور، باید از روش‌های مشخصی برای علامت‌گذاری یا رنگ‌بندی استفاده شود تا هادی خنثی به‌راحتی قابل تشخیص باشد.
اگر برای شناسایی از رنگ استفاده می‌شود، تنها رنگ مجاز برای هادی خنثی، رنگ آبی است. این رنگ باید در تمام طول سیم یا در محل‌های اتصال به‌وضوح دیده شود. طبق استاندارد IEC 60446، استفاده از رنگ آبی فقط برای هادی خنثی مجاز است و نباید برای هیچ نوع سیم دیگری به‌کار رود.

ترمینال‌ها و اتصالات خارجی در تابلو برق فشار ضعیف

ترمینال‌ها و اتصالات خارجی نقش حیاتی در انتقال مطمئن جریان برق دارند. الزامات مربوط به ترمینال‌ها به این منظور تدوین شده‌اند که اطمینان حاصل شود این اتصالات نه‌تنها قابل اعتماد هستند، بلکه توان تحمل جریان نامی مدار و تنش‌های ناشی از اتصال کوتاه را نیز دارند.
به‌عبارت ساده‌تر، ترمینال‌ها باید طوری انتخاب و نصب شوند که در شرایط کاری عادی و حتی در مواقع بروز خطا (مانند اتصال کوتاه)، عملکرد خود را حفظ کرده و ایمنی سیستم را تضمین کنند.

1. ترمینال‌ها برای هادی‌ها

انتخاب ترمینال‌های مناسب برای اتصال هادی‌ها (مسی یا آلومینیومی) اهمیت زیادی دارد. این انتخاب باید توسط سازنده انجام شود.

ترمینال‌ها باید طوری طراحی شوند که بتوانند با استفاده از ابزارهای مکانیکی مانند پیچ، فنر یا اتصال‌دهنده‌ها، فشار تماس کافی را برای عبور جریان نامی و تحمل اتصال کوتاه حفظ کنند. در مورد هادی‌های مسی، اگر توافق خاصی بین سازنده و اپراتور وجود نداشته باشد، ترمینال‌ها باید بتوانند از کوچک‌ترین تا بزرگ‌ترین سطح مقطع متناسب با جریان نامی را پشتیبانی کنند.

فضای سیم‌کشی داخل تابلو باید به اندازه‌ای باشد که امکان اتصال راحت هادی‌ها فراهم شود. در مورد هادی‌های چند رشته‌ای، این فضا باید اجازه گسترش و مرتب‌سازی رشته‌ها را بدهد. همچنین، هادی‌ها نباید تحت تنش مکانیکی قرار گیرند، چون می‌تواند عمر مفید آن‌ها را کاهش دهد.

در مورد ظرفیت حمل جریان هادی خنثی (N)، اگر توافق خاصی وجود نداشته باشد (فرض بر اینکه جریان‌های نول از 50 درصد جریان‌های فاز تجاوز نکنند)، باید این ظرفیت مطابق با موارد زیر باشد:

اگر سطح مقطع هادی فاز ۱۶ میلی‌متر مربع یا بیشتر باشد، هادی خنثی باید حداقل ۱۶ میلی‌متر مربع و برابر با ظرفیت حمل جریان فاز باشد.
اگر سطح مقطع هادی فاز کمتر یا مساوی ۱۶ میلی‌متر مربع باشد، ظرفیت هادی خنثی باید دقیقاً برابر با ظرفیت فاز باشد.

در مورد هادی‌هایی غیر از مس، سطح مقطع باید با توجه به رسانایی معادل تنظیم شود. همچنین در کاربردهای خاصی مثل روشنایی فلورسنت که جریان خنثی ممکن است بالا باشد، ظرفیت هادی خنثی باید مساوی یا حتی بیشتر از هادی فاز باشد.

2. ترمینال‌های هادی‌های حفاظتی

در طراحی تابلوهای برق فشار ضعیف(Assembly)، ترمینال‌های مربوط به هادی‌های حفاظتی باید با دقت و طبق استانداردهای بین‌المللی نصب و علامت‌گذاری شوند.

اگر در تابلو برق، امکانات اتصال برای هادی‌های خنثی، حفاظتی و PEN فراهم شده باشد، این ترمینال‌ها باید در نزدیکی ترمینال‌های فاز مربوطه قرار گیرند تا سیم‌کشی منظم و قابل پیگیری باشد.

بخشی از ورودی کابل‌ها، مانند سینی‌ها، یا گلندها، طراحی باید به‌گونه‌ای باشد که پس از نصب صحیح کابل‌ها، حفاظت در برابر تماس ناخواسته و درجه ایمنی مورد نظر کاملاً برقرار باشد.

در مورد اتصال غلاف‌های کابل‌ها (مثل فولاد، مجرای سیمی یا غلاف سربی)، ترمینال‌ها باید در صورت نیاز بدون پوشش باشند و در غیر این صورت، مناسب برای اتصال هادی‌های مسی طراحی شوند.

در مورد محفظه‌ها یا هادی‌هایی که از آلومینیوم یا آلیاژهای آلومینیومی ساخته شده‌اند، باید اقدامات خاصی برای جلوگیری از خوردگی الکترولیتی انجام شود. اتصال هادی‌های حفاظتی به قسمت‌های فلزی باید فقط برای اهداف حفاظتی باشد و نباید عملکرد دیگری داشته باشد.

الزامات عملکردی در تابلو برق فشار ضعیف

1. خواص دی‌الکتریک

الزامات عملکردی تضمین می‌کند که تابلو برق می‌تواند در شرایط عملیاتی مختلف، از جمله ولتاژهای گذرا، افزایش دما و تنش‌های الکترومغناطیسی، مقاومت کند.

هر مدار تابلو برق فشار ضعیف باید قابلیت مقاومت در برابر موارد زیر را داشته باشد:

اضافه ولتاژهای موقت (temporary overvoltages).
اضافه ولتاژهای گذرا (transient overvoltages).

برای اطمینان از ایمنی و عملکرد مناسب تجهیزات الکتریکی، باید بررسی شود که آن‌ها در برابر اضافه‌ولتاژهای مختلف مقاوم هستند. این مقاومت در دو حالت ارزیابی می‌شود:

مقاومت در برابر اضافه‌ولتاژهای موقت (مانند نوسانات شبکه برق): این مورد با آزمایش ولتاژ قابل تحمل در فرکانس قدرت (مثلاً 50 یا 60 هرتز) بررسی می‌شود و نشان می‌دهد که عایق جامد تجهیزات در شرایط کاری معمول، دوام کافی دارد.
مقاومت در برابر اضافه‌ولتاژهای گذرا (مانند صاعقه یا کلیدزنی ناگهانی): این مورد با آزمایش ولتاژ قابل تحمل ضربه (Impulse Withstand Voltage) تأیید می‌شود و نشان می‌دهد که تجهیزات می‌توانند در برابر شوک‌های ناگهانی و شدید، بدون آسیب‌دیدگی عمل کنند.

2. ولتاژ قابل تحمل فرکانس قدرت

یکی از مهم‌ترین نکات ایمنی، توانایی مدارها در مقاومت در برابر ولتاژهای بالا است. هر مدار باید بتواند ولتاژهای قابل تحمل در فرکانس قدرت را تحمل کند.
به‌عبارت ساده‌تر، مدار باید طوری طراحی شود که اگر ولتاژ شبکه برای مدت کوتاهی افزایش یابد، عایق آن آسیب نبیند و عملکرد سیستم مختل نشود. برای این منظور، ولتاژ نامی عایق هر مدار باید حداقل برابر یا بیشتر از حداکثر ولتاژ کاری آن مدار باشد.

3. ولتاژ قابل تحمل ضربه

بررسی مقاومت مدارها در برابر اضافه‌ولتاژهای ناگهانی و موقت، یکی از مهم‌ترین اصول ایمنی است. این مقاومت از طریق آزمایش‌های استاندارد تأیید می‌شود و شامل دو بخش اصلی است: ولتاژ قابل تحمل فرکانس قدرت و ولتاژ قابل تحمل ضربه.
برای مدارهای اصلی، فاصله‌های آزاد بین قطعات برق‌دار و زمین یا بین قطب‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که بتوانند ولتاژ ضربه‌ای مشخص‌شده را تحمل کنند. این مقدار باید متناسب با ولتاژ عملیاتی نامی مدار باشد.

در مورد مدارهای کمکی، اگر این مدارها به مدار اصلی متصل باشند، باید بتوانند در ولتاژ عملیاتی نامی خود به‌درستی کار کنند. اما اگر مدارهای کمکی مستقل از مدار اصلی باشند، ممکن است نیاز به مقاومت متفاوتی در برابر اضافه‌ولتاژ داشته باشند.

4. حفاظت از وسایل حفاظتی در برابر اضافه ولتاژ (SPD)

در سیستم‌های الکتریکی، زمانی که احتمال وقوع اضافه‌ولتاژ وجود دارد، مانند صاعقه، کلیدزنی ناگهانی یا نوسانات شدید شبکه، استفاده از وسایل حفاظتی مانند سرج ارستر (SPD) ضروری است.
برای عملکرد مؤثر، SPDها باید مستقیماً به شینه‌های اصلی تابلوهای برق فشار ضعیف (Assembly) متصل شوند. این اتصال مستقیم باعث می‌شود که اضافه‌ولتاژ به‌سرعت منحرف شده و از ورود آن به تجهیزات جلوگیری شود.
علاوه بر این، SPDها باید دارای حفاظت کنترل‌نشده در برابر اتصال کوتاه باشند؛ یعنی در صورت بروز اتصال کوتاه، بتوانند بدون نیاز به تجهیزات کنترلی اضافی، از خود محافظت کنند. نوع و سطح این حفاظت باید مطابق با مشخصات فنی ارائه‌شده توسط سازنده SPD باشد تا ایمنی و دوام سیستم تضمین شود.

5. محدودیت‌های افزایش دما

کنترل افزایش دما در قطعات داخلی یکی از الزامات مهم ایمنی و عملکرد است. محدودیت‌های مربوط به افزایش دما، برای شرایطی اعمال می‌شود که دمای محیط اطراف تابلو برابر یا کمتر از ۳۵ درجه سانتی‌گراد باشد. در این حالت، افزایش دما نباید از مقدار تعیین‌شده در بند فراتر رود.

افزایش دما به‌صورت تفاوت بین دمای اندازه‌گیری‌شده یک قطعه یا و دمای هوای محیط خارج از تابلو تعریف می‌شود. این اختلاف دما باید در محدوده‌ای باشد که باعث آسیب به قطعات حامل جریان یا قطعات مجاور نشود.
برای اثبات انطباق با الزامات دمایی، سازنده تابلو باید نشان دهد که دمای عملیاتی قطعات با شاخص دمای عایق آن‌ها مطابقت دارد. این شاخص را می‌توان با استفاده از روش‌های استاندارد IEC 60216 تعیین کرد یا با استاندارد IEC 60085 تطبیق داد.

6. حفاظت در برابر اتصال کوتاه

یکی از الزامات ایمنی تابلوهای برق فشار ضعیف، توانایی مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی و دینامیکی ناشی از اتصال کوتاه است. این مقاومت باید بدون آنکه مقادیر نامی تجهیزات (مانند جریان یا دما) تجاوز شود، حفظ گردد تا از آسیب به قطعات و خطرات احتمالی جلوگیری شود.

برای کاهش اثرات اتصال کوتاه، می‌توان از تجهیزات محدودکننده جریان مانند سلف‌ها یا کلیدهای سوئیچینگ خاص استفاده کرد. این تجهیزات باعث کاهش شدت جریان اتصال کوتاه و در نتیجه کاهش تنش‌های وارد بر اجزای داخلی تابلو می‌شوند.

علاوه بر این، تابلو باید توسط وسایل حفاظتی مانند بریکرها (Circuit Breakers)، فیوزها یا ترکیبی از آن‌ها محافظت شود.
در مورد سیستم‌های IT (مطابق با استاندارد IEC 60364-5-52)، دستگاه حفاظتی اتصال کوتاه باید دارای ظرفیت شکست کافی در هر قطب باشد؛ یعنی بتواند جریان اتصال کوتاه را از خط به خط یا از خط به زمین قطع کند، بدون آسیب به سیستم.
همچنین، اگر تابلو تحت پوشش یک دستگاه حفاظتی اتصال کوتاه (SCPD) باشد، باید طوری طراحی شود که در صورت بروز اتصال کوتاه، بدون نیاز به تعمیر یا نگهداری توسط پرسنل متخصص، همچنان ایمن باقی بماند.

انواع اتصالات سلول‌های عملکردی

در مجموعه‌های تابلوهای فشار ضعیف، نوع اتصال الکتریکی واحدهای عملکردی یا بخش‌های مختلف آن‌ها را می‌توان با یک کد سه‌حرفی مشخص کرد. این کد به ترتیب شامل اطلاعاتی درباره نوع اتصال مدار ورودی اصلی، مدار خروجی اصلی و مدارهای کمکی است.

حرف اول نشان‌دهنده نوع اتصال مدار ورودی، حرف دوم مربوط به مدار خروجی، و حرف سوم مربوط به مدارهای کمکی است. برای نمایش نوع اتصال، از حروف خاصی استفاده می‌شود:

حرف F برای اتصال ثابت
حرف D برای اتصال جداشدنی
حرف W برای اتصال کشویی.

این کدها کمک می‌کنند تا نوع طراحی و قابلیت‌های نصب یا تعویض اجزای الکتریکی به‌صورت دقیق و استاندارد مشخص شود.

اطلاعات مربوط به قدرت تحمل اتصال کوتاه (SCPD)

یکی از مهم‌ترین الزامات ایمنی، تعیین و اعلام توانایی تابلو در تحمل جریان‌های اتصال کوتاه احتمالی است. این موضوع زمانی اهمیت دارد که دستگاه حفاظتی اتصال کوتاه در سلول ورودی تعبیه شده باشد.

در چنین حالتی، سازنده تابلو برق باید حداکثر مقدار مجاز جریان اتصال کوتاه احتمالی در ترمینال‌های ورودی را مشخص کند. این مقدار نباید از جریان نامی مناسب تجاوز کند. اگر از بریکر با قابلیت تأخیر زمانی (time-delay release) به‌عنوان SCPD استفاده شود، سازنده باید حداکثر زمان تأخیر و مقدار جریان تنظیم‌شده متناظر با جریان اتصال کوتاه احتمالی را نیز اعلام کند.

در مواردی که SCPD در ورودی تابلو تعبیه نشده باشد، سازنده باید توان تحمل اتصال کوتاه را به یکی از روش‌های زیر اعلام کند:

الف) جریان تحمل کوتاه‌مدت نامی (Icw)
ب) جریان تحمل پیک نامی (Ipk)
ج) جریان اتصال کوتاه شرطی نامی (Icc)

سازنده تابلو همچنین باید ویژگی‌های دقیق دستگاه‌های حفاظتی اتصال کوتاه مورد نیاز برای حفاظت تابلو را اعلام کند تا انتخاب و نصب آن‌ها به‌درستی انجام شود.

نکته مهم:

در مورد تابلوهایی با چند سلول ورودی که احتمال عملکرد هم‌زمان آن‌ها کم است، توان تحمل اتصال کوتاه باید برای هر مدار ورودی به‌صورت جداگانه اعلام شود. همچنین، اگر تابلو دارای یک سلول ورودی و یک یا چند سلول خروجی پرقدرت باشد که ممکن است در جریان اتصال کوتاه کلی مشارکت کنند، لازم است توان تحمل اتصال کوتاه احتمالی در هر مدار ورودی و شینه‌ها بر اساس داده‌های ارائه‌شده توسط اپراتور محاسبه و اعلام شود.

هماهنگی تجهیزات حفاظتی در تابلو برق فشار ضعیف

در تابلوهای برق، وسایل حفاظتی مثل فیوزها و کلیدهای قطع‌کننده برای محافظت از مدارها در برابر خطراتی مثل اتصال کوتاه نصب می‌شوند. اما این وسایل باید با تجهیزات حفاظتی خارج از تابلو نیز هماهنگ باشند تا عملکردشان دقیق و ایمن باشد. این هماهنگی باید با توافق بین سازنده تابلو و اپراتور انجام شود. اطلاعات مربوط به این هماهنگی معمولاً در کاتالوگ وجود دارد یا در صورت توافق، به اپراتور ارائه می‌شود.
اگر سیستم برق‌رسانی نیاز به تأمین پیوسته برق داشته باشد (مثلاً در بیمارستان‌ها)، باید تجهیزات حفاظتی طوری انتخاب شوند که در صورت بروز اتصال کوتاه در یکی از مدارهای خروجی، فقط همان مدار قطع شود و بقیه مدارها بدون اختلال به کار خود ادامه دهند.
در برخی موارد، چند تجهیز حفاظتی به صورت پشت‌سرهم (سری) نصب می‌شوند تا با هم جلوی اتصال کوتاه را بگیرند. این حالت معمولاً برای حفاظت پشتیبان (Back-up Protection) استفاده می‌شود.

الزامات تست تابلو برق فشار ضعیف

در فرآیند طراحی و ساخت تابلوهای برق، باید مطمئن شویم که همه اجزا و سیستم‌ها مطابق با استانداردهای ایمنی و عملکردی عمل می‌کنند. این کار از طریق تست‌ها و راستی‌آزمایی‌های مختلف انجام می‌شود.

اگر روی یک تابلو برق آزمون‌هایی طبق استاندارد IEC 60439 انجام شده باشد و نتایج آن با الزامات استاندارد جدید IEC 61439 هم‌خوانی داشته باشد، دیگر نیازی به تکرار آن آزمون‌ها نیست. همچنین، اگر قطعات سوئیچینگ یا تجهیزات داخل تابلو طبق دستورالعمل سازنده‌شان نصب شده باشند، نیازی به راستی‌آزمایی مجدد نیست.

البته باید توجه داشت که تست‌های انجام‌شده روی قطعات جداگانه نمی‌توانند جایگزین تست‌های مربوط به کل تابلو شوند.

برای تأیید صحت طراحی تابلو، می‌توان از یکی یا چند روش زیر استفاده کرد:

آزمون عملی (Testing)
محاسبه (Calculation)
اندازه‌گیری فیزیکی (Physical Measurement)
صحت طراحی (Design Validation)

نکته مهم این است که تست‌هایی مثل اتصال کوتاه نباید روی تابلویی انجام شوند که قرار است در محل نصب شود. این آزمون‌ها باید روی نمونه‌های آزمایشی انجام شوند تا ایمنی و عملکرد تابلو تضمین شود.

در مورد تغییرات طراحی، اگر یک تابلو توسط سازنده اصلی طراحی و ساخته شود، هیچ شخص دیگری نباید طراحی آن را تغییر دهد. اما اگر سازنده جدید تغییراتی در طراحی ایجاد کند که در طرح اولیه نبوده، خودش مسئول آن طراحی جدید خواهد بود و به عنوان «سازنده اصلی» شناخته می‌شود.

انواع تست‌ها بر روی تابلو برق فشار ضعیف

1. تست بر اساس ساختار

استحکام و مقاومت تجهیزات
درجه حفاظت تابلوها
فاصله‌های هوایی و فاصله‌های خزشی
حفاظت در برابر شوک الکتریکی و یکپارچگی مدارهای حفاظتی
تعبیه تجهیزات و تجهیزات سوئیچینگ
اتصال مدارات الکتریکی تابلو
ترمینال‌های تابلو

2. تست بر اساس عملکرد

خواص دی‌الکتریک
افزایش دما
مقاومت در برابر اتصال کوتاه
سازگاری الکترومغناطیسی
مقاومت مکانیکی

انواع تست‌‌ها بر روی تابلو برق فشار ضعیف

1. تست تابلو برق فشار ضعیف در برابر خوردگی

وقتی قرار است تابلو برق مطابق با دستورالعمل‌های سازنده نصب شود، باید قبل از نصب تحت تست‌هایی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که در برابر شرایط محیطی مثل رطوبت و خوردگی مقاوم است. این آزمون‌ها باید روی نمونه‌های جدید، تمیز و آماده انجام شوند و شدت آن‌ها طبق دو نوع آزمون A یا B تعیین می‌شود. (مطابق با استاندارد IEC 61439)

آزمون اسپری نمک یکی از این تست‌هاست که محیطی را شبیه‌سازی می‌کند که باعث تسریع خوردگی فلزات می‌شود. اما انجام این آزمون به معنی مناسب بودن تابلو برای محیط‌های نمکی نیست؛ بلکه فقط برای بررسی مقاومت در برابر خوردگی است.

آزمون A:

برای تابلوهای داخلی و قطعات خارجی تابلوهایی که در محیط‌های داخلی نصب می‌شوند کاربرد دارد. این آزمون شامل ۶ چرخه ۲۴ ساعته تست حرارت مرطوب در دمای حدود ۴۰ درجه سانتی‌گراد و رطوبت ۹۵٪ طبق استاندارد IEC 60068-2-30، و ۲ چرخه ۲۴ ساعته تست اسپری نمک در دمای حدود ۳۵ درجه سانتی‌گراد طبق استاندارد IEC 60068-2-11 است.

آزمون B:

برای تابلوهای خارجی و قطعات خارجی تابلوهایی که در فضای باز نصب می‌شوند کاربرد دارد. این آزمون شامل دو دوره ۱۲ روزه متوالی است که در هر دوره، ۵ چرخه ۲۴ ساعته تست حرارت مرطوب و ۷ چرخه ۲۴ ساعته تست اسپری نمک انجام می‌شود.

پس از انجام تست‌ها، نمونه‌ها باید به مدت ۵ دقیقه با آب جاری شسته یا تکان داده شوند، سپس با آب مقطر یا آب معدنی شسته شده و در معرض قطرات آب قرار گیرند. پس از آن، نمونه‌ها به مدت ۲ ساعت در شرایط سرویس عادی خشک می‌شوند.

بازرسی تابلو پس از تست:

در پایان، بازرسی بصری انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ نشانه‌ای از زنگ‌زدگی شدید، ترک‌خوردگی یا خرابی وجود ندارد.

میزان زنگ‌زدگی باید در حد مجاز R1 طبق استاندارد ISO 4628 باشد.

اگر خرابی سطح رنگ یا پوشش محافظتی مشکوک باشد، باید بررسی شود که با نمونه R1 مطابقت دارد. همچنین باید تأیید شود که ساختار مکانیکی محفظه سالم است، آب‌بندی‌ها آسیب ندیده‌اند و درها، لولاها، قفل‌ها و بست‌ها به‌راحتی و بدون فشار غیرعادی باز و بسته می‌شوند.

2. تست تابلو برق فشار ضعیف در برابر مواد عایقی

برای اطمینان از ایمنی و دوام تابلوهای برق، مواد عایق به‌کاررفته در ساخت آن‌ها باید تحت تست‌هایی مختلف قرار گیرند تا مقاومتشان در برابر حرارت، خراش، و آتش‌سوزی بررسی شود.

۱. تست پایداری حرارتی محفظه‌های عایق:

برای بررسی مقاومت بخش‌های مختلف تابلو از مواد عایق در برابر حرارت، از تست حرارت خشک استفاده می‌شود. این تست طبق استاندارد IEC 60068-2-2 انجام می‌شود و شامل قرار دادن تابلو در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد با گردش طبیعی هوا به مدت ۱۶۸ ساعت است. پس از آن، تابلو باید ۹۶ ساعت بازیابی شود.

۲. نحوه نصب محفظه برای آزمون حرارت:

تابلو درون یک بخش گرمایشی قرار می‌گیرد که شرایط محیطی و تهویه طبیعی را شبیه‌سازی می‌کند. اگر اندازه محفظه با بخش گرمایشی سازگار نباشد، می‌توان از نمونه‌ای دیگر استفاده کرد.

۳. نتایج تست حرارت:

پس از تست، محفظه نباید ترک‌خوردگی یا خرابی قابل مشاهده داشته باشد. همچنین مواد نباید چسبنده یا چرب شوند.

۴. تست خراش:

برای بررسی مقاومت سطحی، از نیروی ۵ نیوتن استفاده می‌شود. روش اعمال نیرو به این صورت است که تابلو روی یکی از پنل‌ها قرار می‌گیرد و یک تشتک فلزی با وزن کلی ۵۰۰ گرم روی پارچه‌ای پیچیده‌شده دور انگشت قرار داده می‌شود. فشار به‌صورت کنترل‌شده اعمال می‌شود و نباید اثری از پارچه روی تابلو باقی بماند یا ماده به پارچه بچسبد.

۵. تست مقاومت در برابر حرارت عادی:

مواد عایق باید در برابر حرارت معمولی نیز مقاوم باشند. این آزمون طبق استاندارد IEC 60695-2-10 انجام می‌شود. تابلوها در بخش گرمایشی قرار می‌گیرند:

قطعات نگهدارنده جریان: در دمای ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد
سایر قطعات: در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد

6. آزمون مقاومت در برابر حرارت غیرعادی و آتش‌سوزی (آزمون سیم داغ):

برای بررسی مقاومت مواد در برابر آتش‌سوزی ناشی از اثرات الکتریکی داخلی، از آزمون سیم داغ استفاده می‌شود. این تست طبق استانداردهای IEC 60695-2-10 و IEC 60695-2-11 انجام می‌شود و روی قطعات تابلو یا نمونه‌هایی از آن‌ها صورت می‌گیرد. تست باید روی موادی با حداقل ضخامت واقعی انجام شود.

شرایط قبولی در تست سیم داغ:

نباید شعله یا درخشش پایدار وجود داشته باشد
شعله یا درخشش باید حداکثر تا ۳۰ ثانیه پس از برداشتن سیم داغ خاموش شود
کاغذ بافت یا تخته چوب نباید بسوزد

3. تست تابلو برق فشار ضعیف در برابر اشعه فرا بنفش (UV)

این تست مخصوص تابلوها و قطعات خارجی تابلوهای برق است که در فضای باز نصب می‌شوند. هدف از این تست، بررسی مقاومت این قطعات در برابر نور خورشید و شرایط محیطی بیرونی است.

تست UV طبق استاندارد ISO 4892-2 انجام می‌شود. در این روش، تابلوها به مدت ۵۰۰ ساعت در معرض ۱۰۰۰ چرخه شامل ۵ دقیقه آب‌پاشی و ۲۵ دقیقه تابش نور توسط لامپ زنون قرار می‌گیرند. این شرایط، تابش خورشید و باران را شبیه‌سازی می‌کند.

دمای محیط تست باید حدود ۶۵ درجه سانتی‌گراد (با تلورانس 3±) و رطوبت نسبی حدود ۶۵ درصد (با تلورانس 5±) باشد، مگر اینکه سازنده اصلی شرایط دیگری را مشخص کرده باشد.

تست تابلوها با جنس پلاستیکی

برای تابلوهایی که از مواد پلاستیکی ساخته شده‌اند، پس از تست باید دو ویژگی بررسی شود:

استحکام خمشی طبق استاندارد ISO 178
استحکام ضربه طبق استاندارد ISO 179.

در هر دو مورد، مقاومت باقی‌مانده مواد باید حداقل ۷۰٪ مقدار نامی اولیه باشد. برای انجام تست ضربه، سطحی از تابلو که در معرض تابش UV قرار گرفته باید رو به بالا باشد. تابلو باید طوری بریده شود که ضربه دقیقاً به همان سطح وارد شود.

هیچ‌گونه برآمدگی یا تغییر شکل روی سطح مجاز نیست. پس از این مرحله، تابلوها باید تحت آزمون «سیم داغ» قرار گیرند تا مقاومت در برابر حرارت غیرعادی و آتش‌سوزی نیز بررسی شود.

نکته:

اگر تابلو از فلز ساخته شود و به‌طور کامل با مواد مصنوعی پوشانده شود، باید چسبندگی این پوشش بررسی شود. طبق استاندارد ISO 2409، حداقل ۵۰٪ از پوشش باید به سطح فلز چسبیده باقی بماند تا تست موفقیت‌آمیز تلقی شود. در پایان تست، تابلوها نباید هیچ‌گونه ترک، خرابی یا تغییر شکل قابل مشاهده‌ای داشته باشند.

4. تست‌های مکانیکی تابلو برق فشار ضعیف

1. جابجایی

برای اطمینان از استحکام و ایمنی تابلو برق هنگام حمل و نقل و نصب، باید تست‌هایی روی آن انجام شود تا مقاومت مکانیکی آن در برابر جابجایی بررسی شود.

در ابتدا، سازنده باید حداکثر تعداد سلول‌هایی که قرار است به هم متصل شوند را مشخص کند. سپس تابلو باید با وزنی برابر با ۱.۲۵ برابر حداکثر وزن حمل و نقل آن بارگذاری شود.

تست جابجایی عمودی:

تابلو از یک موقعیت ثابت، بدون تکان خوردن، باید تا ارتفاع حدود ۱ متر (با تلورانس 0.1± متر) به‌صورت عمودی بلند شود. سپس به همان روش به موقعیت اولیه بازگردانده شود. این تست باید دو بار تکرار شود. پس از آن، تابلو به مدت ۳۰ دقیقه در همان ارتفاع بدون حرکت نگه داشته می‌شود.

تست جابجایی افقی:

پس از تست عمودی، تابلو باید بدون تکان خوردن، در جهت افقی به مسافت حدود ۱۰ متر (با تلورانس 0.5± متر) جابجا شود و سپس به موقعیت اولیه بازگردانده شود. این توالی باید سه بار پشت‌سرهم و یکنواخت انجام شود، به‌طوری‌که هر بار جابجایی در کمتر از ۱ دقیقه انجام شود.

در پایان تست‌ها، قطعات سنگین تابلو نباید هیچ‌گونه انحراف، ترک یا تغییر شکل قابل مشاهده داشته باشند که بتواند عملکرد یا ایمنی تابلو را تحت تأثیر قرار دهد.

2. ضربه مکانیکی

آزمون‌های ضربه مکانیکی مورد نیاز توسط استاندارد تابلو برق فشار ضعیف خاص باید مطابق با IEC 62262 انجام شود.

3. علامت‌گذاری

برای اطمینان از اینکه نوشته‌ها، نمادها یا علائمی که روی تابلوهای برق درج شده‌اند در برابر شرایط محیطی و استفاده معمول مقاوم هستند، باید تست‌هایی روی آن‌ها انجام شود. البته علامت‌گذاری‌هایی که به‌صورت دائمی و فیزیکی مانند قالب‌گیری، پرس کردن، حکاکی یا روش‌های مشابه انجام شده‌اند، از این تست مستثنا هستند و نیازی به بررسی ندارند.
روش تست به این صورت است که علامت مورد نظر ابتدا به مدت ۱۵ ثانیه با یک تکه پارچه آغشته به آب و سپس به مدت ۱۵ ثانیه با یک تکه پارچه آغشته به الکل نفتی کشیده شود.

الکل نفتی یک نوع حلال بر پایه هگزان است که حداکثر ۰.۱٪ مواد آروماتیک دارد، مقدار کائری بوتان آن ۲۹ است، نقطه جوش اولیه‌اش ۶۵ درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش نهایی‌اش ۶۹ درجه سانتی‌گراد است. چگالی تقریبی آن نیز ۰.۶۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
پس از انجام تست، علامت‌گذاری باید همچنان قابل خواندن و قابل مشاهده باشد. به‌عبارت دیگر، علامت نباید پاک شود، محو شود یا غیرقابل تشخیص شود.

5. تست درجه حفاظتی (IP) تابلو برق فشار ضعیف

برای اطمینان از اینکه تابلوهای برق در برابر نفوذ گرد و غبار و آب مقاوم هستند، باید درجه حفاظت آن‌ها (IP) طبق استاندارد بررسی و تأیید شود. این راستی‌آزمایی معمولاً با انجام تست روی یک نمونه از تابلو یا محفظه آن انجام می‌شود.

اگر از یک تابلو خالی استفاده شود که مطابق با استاندارد IEC 62208 ساخته شده و هیچ تغییری در ساختار بیرونی آن ایجاد نشده باشد که بتواند درجه حفاظت را کاهش دهد، نیازی به انجام آزمون مجدد نیست.

این تست‌ها زمانی ناموفق تلقی می‌شوند که آب وارد محفظه شده و با تجهیزات الکتریکی داخل تابلو تماس پیدا کند، به‌ویژه اگر مسیر ورود آب مشخص باشد یا ورود آن باعث به‌خطر افتادن ایمنی شود.

6. تست مقاومت مدار در برابر جریان اتصال کوتاه

وقتی در یک مدار الکتریکی اتصال کوتاه رخ می‌دهد، جریان برق به‌طور ناگهانی و با شدت زیاد از مسیر اشتباه عبور می‌کند. این جریان بالا می‌تواند به تجهیزات آسیب بزند. برای جلوگیری از این آسیب، مدارهای حفاظتی طراحی می‌شوند تا در برابر چنین جریان‌هایی مقاومت کنند. به این ویژگی، «مقاومت در برابر جریان اتصال کوتاه» گفته می‌شود.

بر اساس استانداردها، تأیید این مقاومت برای تابلو برق فشار ضعیف الزامی است. یعنی باید مطمئن شویم که تابلو واقعاً توان تحمل جریان اتصال کوتاه را دارد. این تأیید می‌تواند به سه روش انجام شود:

استفاده از قوانین طراحی مهندسی
انجام محاسبات فنی
انجام تست‌های عملی

نکته مهم این است که سازنده اصلی تابلو، مسئول تعیین طرح‌های مرجع برای این تأییدهاست. این طرح‌ها پایه و اساس بررسی مدار در برابر جریان اتصال کوتاه هستند.

7. تست تابلو برق فشار ضعیف در برابر ولتاژ‌ ضربه‌ای

در تجهیزات الکتریکی، یکی از مهم‌ترین تست‌ها برای بررسی ایمنی و کیفیت، تست مقاومت در برابر ولتاژهای بالا و ناگهانی است. این ولتاژها ممکن است در اثر صاعقه، کلیدزنی یا خطاهای ناگهانی در شبکه ایجاد شوند. این بخش به بررسی الزامات مربوط به این تست‌ها، به‌ویژه تست ولتاژ ضربه‌ای و روش‌های جایگزین آن، می‌پردازد.

تأیید مقاومت در برابر ولتاژ ضربه‌ای

برای اینکه مطمئن شویم یک تابلو برق می‌تواند ولتاژهای ضربه‌ای را تحمل کند، باید این مقاومت تأیید شود. این تأیید به دو روش انجام می‌شود:

انجام تست واقعی با ولتاژ ضربه‌ای
صحت طراحی یعنی بررسی اینکه طراحی قطعه طبق اصول مهندسی و استانداردهای معتبر انجام شده باشد.

در برخی موارد، سازنده می‌تواند به‌جای تست ضربه‌ای، از روش‌های جایگزین استفاده کند. این روش‌ها شامل:

تست با ولتاژ فرکانس قدرت (برق متناوب معمولی)
تست با ولتاژ مستقیم (DC)

نحوه انجام تست ولتاژ ضربه‌ای

برای انجام تست ضربه‌ای، از یک ژنراتور مخصوص استفاده می‌شود که باید برای مقدار ولتاژ مورد نیاز تنظیم شود. ولتاژ پیک اعمال‌شده باید با تلرانس 3±٪ باشد.

در این تست، ولتاژ ضربه‌ای با مشخصات ۱.۲/۵۰ میکروثانیه (یعنی شکل موج استاندارد ضربه‌ای) باید پنج بار به هر قطب مجموعه اعمال شود. بین هر بار اعمال ولتاژ، باید حداقل یک ثانیه فاصله باشد.

نحوه اتصال در زمان تست

برای مدارهای کمکی که به مدار اصلی وصل نیستند ولی به زمین متصل‌اند، ولتاژ ضربه‌ای باید به شکل زیر اعمال شود:

بین همه قطب‌های مدار اصلی (شامل مدار کنترل و مدارهای کمکی متصل به مدار اصلی) و بدنه ارت شده. این اتصال باید از طریق تماس‌های اصلی تجهیزات سوئیچینگ در حالت بسته یا با استفاده از یک پل با مقاومت کم برقرار شود.
بین هر قطب مدار اصلی و سایر قطب‌ها و بدنه ارت شده، که از طریق تماس‌های اصلی یا پل با مقاومت کم به هم وصل شده‌اند.

شرط موفقیت تست

برای اینکه نتیجه تست قابل قبول باشد، نباید هیچ‌گونه تخلیه الکتریکی ناخواسته و مخرب در طول تست‌ها رخ دهد. یعنی تجهیزات باید بدون جرقه یا آسیب، ولتاژ ضربه‌ای را تحمل کنند.

8. تست ولتاژ با فرکانس قدرت

در برخی موارد، برای بررسی مقاومت تجهیزات الکتریکی در برابر ولتاژهای بالا، به‌جای تست ضربه‌ای از روش جایگزینی استفاده می‌شود که به آن «تست ولتاژ با فرکانس قدرت» گفته می‌شود.

در این روش، ولتاژ تست باید شکلی تقریباً سینوسی داشته باشد؛ یعنی شبیه موج برق شهری. فرکانس این ولتاژ باید بین ۴۵ تا ۶۵ هرتز باشد که محدوده‌ای معمول برای برق متناوب است.

تجهیزات مورد نیاز برای تست

برای انجام این تست، از یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا استفاده می‌شود. این ترانس باید طوری طراحی شود که اگر خروجی آن به‌طور ناگهانی اتصال کوتاه شود، بتواند حداقل ۲۰۰ میلی‌آمپر جریان تولید کند.

همچنین، رله‌ای که برای محافظت در برابر جریان استفاده می‌شود، نباید زمانی که جریان کمتر از ۱۰۰ میلی‌آمپر است، عمل کند یا قطع کند. این موضوع برای جلوگیری از قطع اشتباهی در شرایط تست ضروری است.

مقدار ولتاژ و نحوه اعمال

مقدار ولتاژ باید با دقت بالا و تلرانس 3±٪ اعمال شود.

ولتاژ باید به‌صورت کامل و بدون کاهش اعمال شود. مدت زمان اعمال ولتاژ باید به اندازه‌ای باشد که بتوان مقدار آن را به‌درستی اندازه‌گیری کرد، اما نباید کمتر از ۱۵ میلی‌ثانیه یا بیشتر از ۱۰۰ میلی‌ثانیه باشد.

برای اینکه نتیجه تست قابل قبول باشد، دو شرط مهم باید رعایت شود:

رله جریان اضافه‌بار نباید فعال شود.
نباید هیچ‌گونه تخلیه الکتریکی ناخواسته و مخرب در طول تست رخ دهد.

اگر این دو شرط رعایت شوند، می‌توان گفت که تجهیزات با موفقیت تست ولتاژ جایگزین را پشت سر گذاشته‌اند و از نظر ایمنی و عایق‌بندی قابل اعتماد هستند.

8. تست ولتاژ مستقیم (DC)

در برخی موارد، برای بررسی مقاومت تجهیزات الکتریکی در برابر ولتاژهای بالا، می‌توان به‌جای تست ضربه‌ای از روش تست ولتاژ مستقیم (DC) استفاده کرد.

در این تست، ولتاژ مستقیم باید کاملاً یکنواخت باشد و نباید نوسان یا لرزش قابل‌توجهی داشته باشد. منبع تغذیه‌ای که این ولتاژ را تولید می‌کند باید طوری طراحی شود که اگر خروجی آن به‌طور ناگهانی اتصال کوتاه شود، بتواند حداقل ۲۰۰ میلی‌آمپر جریان تولید کند.

همچنین، رله‌ای که برای محافظت در برابر جریان استفاده می‌شود، نباید زمانی که جریان کمتر از ۱۰۰ میلی‌آمپر است، فعال شود یا مدار را قطع کند.

مقدار ولتاژ با دقت بالا و تلرانس 3±٪ اعمال شود. این ولتاژ باید برای هر دو قطب (مثبت و منفی) و برای مدت زمانی کافی اعمال شود تا بتوان عملکرد عایق را بررسی کرد. مدت زمان اعمال ولتاژ نباید کمتر از ۱۵ میلی‌ثانیه و نه بیشتر از ۱۰۰ میلی‌ثانیه باشد.

نتیجه تست:

برای اینکه نتیجه تست قابل قبول باشد، دو شرط مهم باید رعایت شود:

اول اینکه رله جریان اضافه‌بار نباید فعال شود، و دوم اینکه هیچ‌گونه تخلیه الکتریکی ناخواسته یا مخرب نباید در طول تست رخ دهد. اگر این شرایط رعایت شوند، می‌توان گفت که تجهیزات با موفقیت تست ولتاژ مستقیم را پشت سر گذاشته‌اند و از نظر ایمنی و عایق‌بندی قابل اعتماد هستند.

کاربرد تست ولتاژ در تابلوهای فشار ضعیف

در تست‌های الکتریکی، نحوه اعمال ولتاژ تست به تجهیزات بسیار مهم است، چون باید طبق استاندارد انجام شود تا نتیجه قابل اعتماد باشد. این بخش توضیح می‌دهد که ولتاژ تست چگونه و به چه شکلی باید به مدارها اعمال شود.

مقدار ولتاژ باید با دقت بالا و تلرانس 3±٪ اعمال شود تا مطمئن شویم تجهیزات در شرایط واقعی هم عملکرد مناسبی دارند.

وقتی از ولتاژ فرکانس قدرت (برق متناوب معمولی) استفاده می‌شود، نباید در لحظه اول بیش از ۵۰٪ مقدار نهایی ولتاژ به مدار وارد شود. بلکه باید ولتاژ به‌صورت تدریجی افزایش یابد تا به مقدار کامل برسد. پس از رسیدن به مقدار کامل، ولتاژ باید به مدت ۵ ثانیه حفظ شود. البته این زمان می‌تواند کمی بیشتر شود (تا ۲ ثانیه اضافه)، اما نباید کمتر از ۵ ثانیه باشد.

نحوه اعمال ولتاژ باید به یکی از روش‌های زیر باشد:

بین همه قطب‌های مدار اصلی که به هم وصل شده‌اند (شامل مدار کنترل و مدارهای کمکی متصل به مدار اصلی) و بدنه ارت شده. این اتصال باید از طریق تماس‌های اصلی تجهیزات سوئیچینگ در حالت بسته یا با استفاده از یک پل با مقاومت کم برقرار شود.
بین هر قطب مدار اصلی و سایر قطب‌ها و بدنه ارت شده. این اتصال هم باید از طریق تماس‌های اصلی یا پل با مقاومت کم انجام شود.
بین مدارهای کنترل و کمکی که معمولاً به مدار اصلی وصل نیستند، و موارد زیر:
- مدار اصلی
- سایر مدارها
- قطعات فلزی قابل لمس مثل بدنه ارت شده

9. تست چیدمان در تابلو برق فشار ضعیف

برای انجام تست‌های حرارتی روی تجهیزات الکتریکی، لازم است که آزمایش‌ها روی یک یا چند چیدمان اصلی» انجام شوند. منظور از چیدمان اصلی، نمونه‌هایی از پیکربندی واقعی تجهیزات هستند که شرایط کاری معمول را شبیه‌سازی می‌کنند. این نمونه‌ها باید با ترکیب‌هایی از بارهای مختلف بارگذاری شوند تا بتوان رفتار واقعی سیستم را در شرایط عملی بررسی کرد.
هدف از این تست‌ها، اندازه‌گیری بیشترین افزایش دما در تجهیزات است؛ یعنی بررسی اینکه در سخت‌ترین شرایط کاری، دمای قطعات تا چه حد بالا می‌رود. این اندازه‌گیری باید با دقتی قابل قبول انجام شود تا نتایج تست قابل اعتماد باشند.

10. تست شینه‌ها در تابلو برق فشار ضعیف

در سیستم‌های الکتریکی، شینه‌ها (Busbars) نقش مهمی در انتقال جریان برق دارند. این شینه‌ها ممکن است به‌صورت یک یا چند چند هادی با سطح مقطع مستطیلی طراحی شده باشند و از نظر شکل و اندازه تفاوت‌هایی با هم داشته باشند. این تفاوت‌ها می‌توانند شامل تغییر در ارتفاع، ضخامت هادی‌ها در هر فاز باشند.

با وجود این تفاوت‌ها، اگر چند نوع شینه شرایط مشابهی داشته باشند، می‌توان آن‌ها را به‌عنوان یک گروه در نظر گرفت و تست را فقط روی یکی از آن‌ها انجام داد. این شرایط مشابه شامل موارد زیر است:

فاصله یکسان بین شینه‌ها
استفاده از همان نوع هادی در همه شینه‌ها
فاصله یکسان در تابلو
انتخاب شینه‌ای با حداقل سطح مقطع برای انجام تست

برای انجام تست‌های حرارتی یا مکانیکی، باید شینه‌ای انتخاب شود که بزرگ‌ترین سطح مقطع را دارد. چون این نوع شینه در شرایط کاری سخت‌تر قرار می‌گیرد و تست روی آن می‌تواند نماینده خوبی برای سایر انواع باشد.

11. انتخاب واحدهای عملکردی قابل مقایسه برای تست

در تست‌های حرارتی تجهیزات الکتریکی، واحدهای عملکردی مختلفی وجود دارند که هرکدام ممکن است برای جریان‌های نامی متفاوتی طراحی شده باشند. برای اینکه بتوان این واحدها را به‌درستی مقایسه کرد، باید آن‌ها را در گروه‌هایی قرار داد که رفتار حرارتی مشابهی دارند. یعنی در شرایط کاری مشابه، دمای آن‌ها به‌طور مشابه افزایش پیدا کند.

برای تشکیل این گروه‌های قابل مقایسه، چند شرط مهم باید رعایت شود:

عملکرد و نقشه سیم‌کشی مدار اصلی باید یکسان باشد؛ مثلاً همه واحدها باید از نوع ورودی یا فیدر کابلی باشند.
اندازه قاب تجهیزات باید یکسان باشد و همه از یک سری مشخص باشند.
نوع نصب تجهیزات باید مشابه باشد؛ یعنی همه روی یک نوع پایه یا ساختار نصب شده باشند.
آرایش قرارگیری تجهیزات نسبت به هم باید یکسان باشد؛ یعنی نحوه چیدمان آن‌ها در تابلو مشابه باشد.
نوع و نحوه قرارگیری سیم‌ها و کابل‌ها باید یکسان باشد تا مسیر جریان و انتقال حرارت مشابه باشد.

همچنین، سطح مقطع سیم‌های مدار اصلی در هر واحد عملکردی باید با استاندارد مربوط به کمترین جریان نامی تجهیز برابر باشد یا با آن مطابقت داشته باشد.

12. انتخاب یک نوع بخش خاص از تابلو برای تست

برای انجام تست‌های فنی روی تجهیزات، باید از هر گروه قابل مقایسه، یک نمونه بحرانی انتخاب شود؛ یعنی نمونه‌ای که در سخت‌ترین شرایط ممکن قرار دارد و بیشترین فشار را تحمل می‌کند. این انتخاب باید با دقت و بر اساس معیارهای مشخصی انجام شود تا نتایج تست، قابل اعتماد و کاربردی باشند.

در انتخاب یک بخش خاص، موارد زیر باید در نظر گرفته شوند:

تابلو مورد نظر، باید سخت‌ترین قسمت از تابلو از نظر شرایط کاری انتخاب شود. منظور از شرایط تابلو، عواملی مثل دما، رطوبت، تهویه و طراحی داخلی آن است.
شکل، اندازه، نحوه طراحی پارتیشن‌ها و سیستم تهویه تابلو نیز در انتخاب نمونه بحرانی تأثیر دارند.
برای هر واحد عملکردی (مثل یک تجهیز یا بخش از سیستم)، باید حداکثر جریان ممکن آن مشخص شود. این جریان معمولاً برابر با جریان نامی تجهیز است و فقط یک‌بار برای هر واحد در نظر گرفته می‌شود.
اگر یک واحد عملکردی شامل چند تجهیز باشد، و قرار باشد تجهیزی با کمترین جریان نامی استفاده شود یا تجهیزات به صورت سری متصل باشند، باید جریان کمتر را ملاک قرار داد.
در نهایت، برای هر واحد عملکردی، میزان تلفات توان باید محاسبه شود.

13. تست افزایش دما برای تابلو برق فشار ضعیف

تست افزایش دما یکی از مراحل کلیدی در بررسی و تأیید عملکرد تجهیزات سوئیچینگ و کنترل تابلو برق (Assembly) به شمار می‌آید. هدف اصلی این تست، اطمینان از این موضوع است که دمای قطعات و رساناها هنگام کار در شرایط عادی، از حد مجاز بالاتر نمی‌رود.

در شرایطی که یک واحد عملکردی به‌صورت جداگانه تست می‌شود، اگر توان نامی مقاومت‌های گرمایشی آن کمتر از ۶۳۰ آمپر باشد، تأثیری بر دمای قطعات مجاور نخواهد داشت. اما در مجموعه‌هایی که شامل مدارهای کنترل یا اجزای اضافی هستند، می‌توان از مقاومت‌های گرمایشی برای شبیه‌سازی اتلاف توان این اجزای اضافه استفاده کرد تا شرایط واقعی‌تری برای آزمون فراهم شود.

برای اجرای دقیق این تست، استانداردهای فنی مجموعه‌ای از روش‌ها را مشخص کرده‌اند، از جمله:

استفاده از هادی‌های آزمایشی مناسب
اندازه‌گیری دقیق دما در نقاط حساس
تأیید نتایج از طریق استخراج مشخصات یا محاسبات مهندسی

اندازه‌گیری و شرایط محیطی دما

1. اندازه‌گیری دما

برای اندازه‌گیری دقیق دما در تست‌های تجهیزات الکتریکی، باید از ابزارهای مناسب و روش‌های استاندارد استفاده شود. در این زمینه، دماسنج‌ها یا ترموکوپل‌ها نقش اصلی را دارند و برای اندازه‌گیری دمای قطعات مختلف به کار می‌روند.

در مورد سیم‌پیچ‌ها، معمولاً از روش تغییر مقاومت الکتریکی برای تعیین دما استفاده می‌شود، چون این روش دقت بالایی دارد و برای سیم‌پیچ‌ها مناسب‌تر است.

نکته مهم این است که دماسنج‌ها یا ترموکوپل‌ها باید در برابر جریان‌های هوا و تابش مستقیم گرما محافظت شوند تا نتایج اندازه‌گیری دچار خطا نشوند.

افزایش دما باید در تمام نقاطی که احتمال بالا رفتن دما وجود دارد، اندازه‌گیری شود. به‌ویژه باید به نقاط اتصال در هادی‌ها و ترمینال‌ها در مدارهای اصلی توجه ویژه‌ای شود، چون این نقاط معمولاً بیشترین گرما را تولید می‌کنند.

برای اندازه‌گیری دمای هوای داخل یک تابلو (Assembly)، باید چندین تجهیز اندازه‌گیری در مکان‌های مناسب و قابل دسترس نصب شوند تا بتوان دمای محیط داخلی را به‌صورت دقیق ثبت کرد.

2. دمای هوای محیط

برای اندازه‌گیری دمای هوای محیط در تست تجهیزات الکتریکی، باید از حداقل دو دماسنج یا ترموکوپل استفاده شود. این ابزارها باید به‌طور یکنواخت در اطراف تابلو (Assembly) و در ارتفاعی نزدیک به ارتفاع خود تابلو، با فاصله حدود ۱ متر از آن قرار داده شوند.

همچنین لازم است که دماسنج‌ها یا ترموکوپل‌ها در برابر جریان‌های هوا و تابش مستقیم گرما محافظت شوند تا دمای واقعی محیط ثبت شود. در طول انجام تست، دمای هوای محیط باید در محدوده‌ای بین 10+ تا 40+ درجه سانتی‌گراد باقی بماند.

3. تأیید کامل تابلو در برابر دما

برای تأیید کامل عملکرد یک تابلو برق فشار ضعیف (Assembly)، باید بررسی شود که همه مدارهای ورودی و خروجی آن بتوانند جریان نامی خود را تحمل کنند. در این تست، جریان‌هایی که به مدارها وارد می‌شود باید دقیقاً برابر با مقدار نامی آن‌ها باشد؛ یعنی ضریب تنوع برابر با ۱ در نظر گرفته شود.

اگر چند مدار به‌طور هم‌زمان تحت بار قرار گیرند، به دلیل تأثیر گرمایی که مدارها بر یکدیگر دارند، ممکن است فقط برخی از آن‌ها بتوانند جریان کامل خود را تحمل کنند. به همین دلیل، برای بررسی دقیق این موضوع، باید یک تست جداگانه انجام شود که در آن همه مدارهای خروجی به‌طور هم‌زمان با جریان نامی خود بارگذاری شوند.

برای جلوگیری از انجام چندین تست جداگانه، این بند یک روش ساده‌تر پیشنهاد می‌دهد: فقط یک تست انجام شود که در آن همه مدارهای خروجی به‌طور هم‌زمان با جریان نامی خود بارگذاری شوند. این روش هم افزایش دمای مدارهایی که جریان کامل ندارند را بررسی می‌کند و هم ضریب نامی را تأیید می‌نماید.

جریان نامی مدارات ورودی و شینه توزیع

اگر جریان نامی مدار ورودی یا شینه توزیع (DBS) کمتر از مجموع جریان‌های نامی همه مدارهای خروجی باشد، باید مدارهای خروجی را به گروه‌هایی تقسیم کرد که مجموع جریان آن‌ها با جریان ورودی یا شینه توزیع DBS برابر باشد. این گروه‌بندی باید توسط سازنده انجام شود و به‌گونه‌ای باشد که بیشترین افزایش دما را ایجاد کند.

اگر در این فرآیند، جریان ورودی به‌طور کامل بین مدارها تقسیم نشود، باید باقی‌مانده جریان بین مدارهای دیگر توزیع شود. این کار باید آن‌قدر تکرار شود تا همه مدارهای خروجی با جریان نامی خود تست شوند.

در نهایت، اگر تغییری در نحوه چیدمان یا عملکرد واحدهای داخل تابلو ایجاد شود، ممکن است باعث افزایش دمای ناخواسته در هادی‌های اطراف شود. در این صورت، لازم است تست‌های اضافی انجام شود.

تأیید صلاحیت تابلوهای تست نشده

برای تأیید تابلوهایی که تجهیزات آن تست نشده‌اند، می‌توان از روش «استخراج مشخصات از نمونه‌های مشابه» استفاده کرد.

تابلوهایی که به این شیوه تأیید می‌شوند باید شرایط خاصی را رعایت کنند: واحدهای عملکردی آن‌ها باید در همان گروهی باشند که نمونه تست‌شده قرار دارد، نوع ساخت تابلو باید مشابه باشد، ابعاد کلی باید برابر یا بزرگ‌تر از نمونه آزمون‌شده باشد، شرایط خنک‌کننده باید مشابه یا بهتر باشد، و میزان اتلاف توان داخلی باید برابر یا کمتر از نمونه تست‌شده باشد. همچنین تعداد مدارات خروجی در هر بخش نباید بیشتر از نمونه تست‌شده باشد.

در این روش، تابلو تأییدشده ممکن است شامل تمام یا بخشی از مدارهای الکتریکی تابلویی باشد که قبلاً تست شده است. اگر واحدهای عملکردی در داخل تابلو جابه‌جا شوند، تا زمانی که این تغییرات باعث افزایش دمای خطرناک در اجزای اطراف نشوند، نیازی به تست مجدد نیست.

تست‌های عملکردی می‌توانند روی انواع مختلفی از تابلوها انجام شوند؛ از جمله سه‌فاز و تک‌فاز. فقط باید مطمئن شویم که هادی خنثی (نول) از نظر اندازه، برابر یا بزرگ‌تر از هادی‌های فاز باشد تا ایمنی و عملکرد مجموعه حفظ شود.

تأیید دمای داخل تابلو از طریق محاسبه

در بخش تأیید از طریق محاسبه، استاندارد دو روش ارائه می‌دهد که با استفاده از آن‌ها می‌توان دمای تقریبی هوای داخل تابلو تجهیزات الکتریکی را محاسبه کرد. این دما ناشی از اتلاف توان تجهیزات نصب‌شده است و با دمای مجاز قابل تحمل برای آن تجهیزات مقایسه می‌شود تا مشخص شود آیا شرایط حرارتی مجموعه قابل قبول است یا نه.

هر دو روش هدف یکسانی دارند، اما تفاوت آن‌ها در نحوه محاسبه رابطه بین میزان اتلاف توان و افزایش دمای داخل تابلو است. یعنی یکی ممکن است از فرمول‌های تجربی استفاده کند و دیگری از مدل‌های حرارتی دقیق‌تر، اما نتیجه نهایی در هر دو، بررسی دمای داخلی و مقایسه با حد مجاز است.

نکته مهم این است که این روش‌ها فقط دمای کلی هوای داخل تابلو را تخمین می‌زنند و نمی‌توانند دمای دقیق نقاط خاص مثل قسمت‌های حامل جریان (مثل شین‌ها یا ترمینال‌ها) را مشخص کنند.

محاسبه تقریبی دمای داخل تابلو

برای بررسی اینکه آیا تجهیزات الکتریکی درون یک تابلو در شرایط دمایی مجاز کار می‌کنند یا نه، دو روش محاسبه وجود دارد. هر دو روش به ما کمک می‌کنند تا دمای تقریبی هوای داخل تابلو را به دست آوریم.

این دما به دلیل گرمایی است که تجهیزات در حین کار تولید می‌کنند (اتلاف توان). سپس این دمای محاسبه‌شده را با حداکثر دمای مجاز تجهیزات مقایسه می‌کنیم تا مطمئن شویم از حد مجاز بالاتر نمی‌رود.

تفاوت این دو روش فقط در نحوه محاسبه رابطه بین مقدار گرمای تولیدی و افزایش دمای داخل تابلو است. یعنی هر دو به یک هدف می‌رسند، اما مسیر محاسبه‌شان کمی فرق دارد.

نکته مهم این است که این روش‌ها نمی‌توانند دمای دقیق و نقطه‌ای قسمت‌هایی از تجهیزات که جریان برق از آن‌ها عبور می‌کند را مشخص کنند. به همین دلیل، در طراحی باید همیشه حاشیه ایمنی دمایی و الزامات ایمنی را در نظر گرفت و نمی‌توان آن‌ها را نادیده گرفت.

روش اول: تابلو برق تک سلولی با جریان نامی کمتر از یا مساوی ۶۳۰ آمپر

برای تابلوهایی که فقط یک سلول دارند و جریان نامی آن‌ها بیشتر از ۶۳۰ آمپر نیست (تا فرکانس ۶۰ هرتز)، می‌توان افزایش دمای داخل تابلو را با استفاده از روش محاسباتی استاندارد IEC 60890 بررسی کرد. البته این کار فقط زمانی مجاز است که چند شرط مهم رعایت شود:

اول اینکه اطلاعات مربوط به توان تلف‌شده همه تجهیزات باید از طرف سازنده در دسترس باشد. دوم، گرمای تولیدی باید به‌طور یکنواخت در داخل تابلو پخش شود. سوم، جریان مدارها نباید بیشتر از ۸۰٪ جریان مجاز در هوای آزاد باشد. همچنین، تجهیزات حفاظتی باید طوری انتخاب شود که در دمای محاسبه‌شده هم از تجهیزات محافظت کند،‌ مثلاً حفاظت حرارتی موتور.

چیدمان قطعات در تابلو

چیدمان قطعات داخل تابلو باید به گونه‌ای باشد که مانع گردش طبیعی هوا نشود. هادی‌هایی که جریان کمتر از ۲۰۰ آمپر را حمل می‌کنند، و قطعات اطرافشان باید طوری طراحی شوند که تلفات مغناطیسی مثل جریان گردابی و هیسترزیس به حداقل برسد. سطح مقطع هادی‌ها باید بر اساس جریان کاری‌شان و طبق استاندارد IEC 60898-5-52 انتخاب شود. اگر سازنده سطح مقطع بزرگ‌تری را پیشنهاد داده باشد، باید از همان استفاده شود.

نحوه نصب تابلو

همچنین، نحوه نصب تابلو (مثل نصب توکار یا روکار) باید در محاسبه دما لحاظ شود و از نمودارهای استاندارد برای تعیین دمای نهایی استفاده شود. برای محاسبه توان تلف‌شده مؤثر، باید مجموع توان تلف‌شده همه مدارها و هادی‌ها را بر اساس حداکثر جریان بار در نظر گرفت.

مثلاً اگر یک تابلو با جریان نامی ۱۰۰ آمپر داشته باشیم که ۲۰ مدار خروجی دارد و جریان هر مدار ۸ آمپر باشد، برای محاسبه توان تلف‌شده، فقط ۱۲ مدار را در نظر می‌گیریم (بر اساس ضریب تنوع بار). سپس با استفاده از داده‌های توان تلف‌شده، دمای داخل تابلو را طبق استاندارد IEC 60890 محاسبه می‌کنیم.

برای اطمینان از اینکه تابلو می‌تواند گرمای تولیدی را دفع کند، یک تست عملی انجام می‌شود. در این تست از مقاومت‌های گرمایشی استفاده می‌شود.

این مقاومت‌ها باید به‌طور یکنواخت در ارتفاع تابلو پخش شوند و در مکان‌های مناسب نصب شوند. سیم‌های متصل به مقاومت‌ها باید طوری باشند که گرما از تابلو خارج نشود.

روش دوم: تابلو چند سلولی با جریان نامی کمتر یا مساوی ۱۶۰۰ آمپر

در تابلوهایی الکتریکی که شامل چند سلول هستند و جریان نامی آن‌ها از ۱۶۰۰ آمپر بیشتر نیست (تا فرکانس ۶۰ هرتز)، می‌توان افزایش دمای داخل تابلوها را با استفاده از روش محاسباتی استاندارد IEC 60890 بررسی کرد. این بررسی فقط زمانی معتبر است که شرایط زیر رعایت شوند:

اطلاعات مربوط به توان تلف‌شده همه تجهیزات باید از طرف سازنده در دسترس باشد و گرمای تولیدی به‌طور یکنواخت در داخل تابلوها پخش شود. جریان مدارها نباید بیشتر از ۸۰٪ جریان مجاز در هوای آزاد باشد. همچنین، تجهیزات حفاظتی باید طوری انتخاب شود که در دمای محاسبه‌شده هم از تجهیزات محافظت کند، مانند حفاظت حرارتی موتور.

چیدمان قطعات در داخل تابلو

چیدمان قطعات داخل تابلوها باید به گونه‌ای باشد که مانع گردش طبیعی هوا نشود. هادی‌هایی که جریان کمتر از ۲۰۰ آمپر را حمل می‌کنند، و قطعات اطرافشان باید طوری طراحی شوند که تلفات مغناطیسی مثل جریان گردابی و هیسترزیس به حداقل برسد. سطح مقطع هادی‌ها باید بر اساس جریان کاری‌شان و طبق استاندارد IEC 60898-5-52 انتخاب شود.

در تابلوهایی که تهویه طبیعی دارند، سطح مقطع دریچه‌های خروجی هوا باید حداقل ۱.۱ برابر دریچه‌های ورودی باشد. همچنین، در هر تابلو یا بخش از آن نباید بیش از سه پارتیشن افقی وجود داشته باشد. اگر تابلو تهویه دارد، دریچه‌های تهویه در هر پارتیشن افقی باید حداقل ۵۰٪ سطح مقطع افقی آن بخش را پوشش دهند.

محاسبه توان تلف شده در تابلو

برای محاسبه توان تلف‌شده مؤثر، باید مجموع توان تلف‌شده همه مدارها و هادی‌ها را بر اساس حداکثر جریان بار در نظر گرفت. این مقدار معمولاً دقیق‌تر از جریان نامی است و جزئیات بیشتری درباره بارگذاری مدارها ارائه می‌دهد.

در نهایت، تابلو زمانی تأیید می‌شود که دمای هوای محاسبه‌شده در ارتفاع نصب هر تجهیز، از حداکثر دمای مجاز اعلام‌شده توسط سازنده آن دستگاه بیشتر نباشد. این یعنی تجهیزات مثل کلیدها و قطعات الکتریکی باید بتوانند در دمای محاسبه‌شده، بدون اینکه جریانشان از ۸۰٪ مقدار نامی بیشتر شود، به‌صورت پیوسته کار کنند.

14. تست میدانی و شرایط هادی‌ها در تابلو

در آزمون‌های میدانی تجهیزات، اگر هادی‌های خارجی یا سرویس در دسترس نباشند، باید از هادی‌های آزمایشی استفاده شود. سطح مقطع این هادی‌ها باید بر اساس نوع جریان، طول مسیر، جنس هادی مطابق با شرایط زیر باید انتخاب شود:

1. مقادیر جریان نامی تا 400 آمپر:

برای تست تجهیزات الکتریکی با جریان نامی تا ۴۰۰ آمپر، باید چند نکته مهم را رعایت کنیم تا تست به‌درستی انجام شود و نتایج قابل اعتماد باشند:

اول اینکه نوع کابل‌هایی که برای تست استفاده می‌کنیم اهمیت دارد. این کابل‌ها باید از نوع مسی تک‌هسته‌ای یا کابل‌های عایق‌دار با سیم‌های مسی باشند. همچنین سطح مقطع آن‌ها در انتقال درست جریان اهمیت دارد.

دوم، بهتر است این کابل‌ها تا حد امکان در فضای باز (هوای آزاد) قرار داشته باشند. این کار باعث می‌شود تهویه مناسب فراهم شود و دمای کابل‌ها در حین تست بالا نرود.

سوم، طول کابل‌های آزمایشی هم باید طبق شرایط زیر باشد:

اگر سطح مقطع کابل تا ۳۵ میلی‌متر مربع باشد، طول آن باید حداقل ۱ متر باشد.
اگر سطح مقطع بیشتر از ۳۵ میلی‌متر مربع باشد، طول کابل باید حداقل ۲ متر باشد.

2. مقادیر جریان نامی بالاتر از ۴۰۰ آمپر و کمتر یا مساوی ۸۰۰ آمپر

برای تجهیزات الکتریکی با جریان نامی بالاتر از ۴۰۰ آمپر و تا ۸۰۰ آمپر، شرایط خاصی برای تست افزایش دما وجود دارد که رعایت آن‌ها برای صحت و ایمنی تست ضروری است. در این محدوده جریان، باید از کابل‌های مسی تک‌هسته‌ای یا شین‌های مسی استفاده شود.

این کابل‌ها یا شین‌ها باید در فواصل مناسب بین ترمینال‌ها قرار گیرند و در محل اتصال به‌صورت گروهی جانمایی شوند، به‌طوری‌که فاصله هوایی بین هر یک از آن‌ها حداقل ۱۰ میلی‌متر باشد. همچنین، اگر دو کابل موازی به یک ترمینال وصل می‌شوند، فاصله بین آن‌ها باید تقریباً برابر با ضخامت شین باشد.

در صورتی که شین‌های استاندارد برای ترمینال‌ها مناسب یا در دسترس نباشند، می‌توان از شین‌هایی با سطح مقطع مشابه یا با اختلاف حداکثر 10±٪ استفاده کرد، به شرطی که سطح خنک‌کنندگی آن‌ها برابر یا کمتر باشد.

برای اتصال موقت به منبع تغذیه در آزمون‌های تک‌فاز یا سه‌فاز، طول کابل‌ها باید حداقل ۲ متر باشد. البته اگر اتصال ستاره استفاده شود، سازنده می‌تواند این طول را تا ۱.۲ متر کاهش دهد.

3. مقادیر جریان نامی بالاتر از ۸۰۰ آمپر و تا ۴۰۰۰ آمپر

برای تجهیزات الکتریکی با جریان نامی بالاتر از ۸۰۰ آمپر و تا ۴۰۰۰ آمپر، شرایط خاصی برای اجرای آزمون افزایش دما وجود دارد که رعایت آن‌ها برای دقت و ایمنی تست ضروری است.

در این محدوده جریان، باید از شین‌های مسی با اندازه‌های مشخص استفاده شود، مگر اینکه تابلو فقط برای اتصال کابل طراحی شده باشد. در این صورت، اندازه و نحوه چیدمان کابل‌ها باید توسط سازنده تعیین شود.

شین‌های مسی باید در فواصل مناسب بین ترمینال‌ها قرار گیرند. اگر چند شین در یک ترمینال استفاده می‌شوند، فاصله بین آن‌ها باید تقریباً برابر با ضخامت خود شین باشد. اگر شین‌های استاندارد برای ترمینال‌ها مناسب یا در دسترس نباشند، می‌توان از شین‌هایی با سطح مقطع مشابه یا با اختلاف حداکثر 10±٪ استفاده کرد، به شرطی که سطح خنک‌کنندگی آن‌ها برابر یا کمتر باشد.

برای اتصال موقت به منبع تغذیه در تست‌های تک‌فاز یا سه‌فاز، طول کابل‌ها باید حداقل ۳ متر باشد. البته این طول می‌تواند تا ۲ متر کاهش یابد، به شرطی که اختلاف دمای اندازه‌گیری‌شده در انتهای اتصال نسبت به نقطه نزدیک اتصال، بیشتر از ۵ کلوین نباشد. همچنین، در صورت استفاده از اتصال ستاره، طول کابل باید ۲ متر باشد.

4. مقادیر جریان نامی بالاتر از ۴۰۰۰ آمپر

برای تجهیزات الکتریکی با جریان نامی بالاتر از ۴۰۰۰ آمپر، مسئولیت تعیین شرایط تست کاملاً بر عهده سازنده است. در این سطح از جریان، به دلیل پیچیدگی و حساسیت بالا، استانداردها اجازه می‌دهند که جزئیات تست به‌صورت اختصاصی توسط سازنده مشخص شود.

این موارد شامل موارد زیر هستند:

نوع تغذیه الکتریکی (AC یا DC)
تعداد فازها (تک‌فاز یا سه‌فاز)
فرکانس کاری
سطح مقطع هادی‌ها
و سایر اطلاعات فنی مرتبط با شرایط تست

15. تست شینه‌ها در تابلو برق فشار ضعیف

در بخش مربوط به شینه‌ها (Busbars)، استاندارد توضیح می‌دهد که چگونه می‌توان رتبه‌بندی (ظرفیت جریان) شین‌ها را برای انواع مشابه تعیین کرد.

اگر شینه آلومینیومی و شینه مسی دارای ابعاد، سطح مقطع و آرایش یکسانی باشند، رتبه‌بندی شینه آلومینیومی را می‌توان برای شینه مسی نیز معتبر دانست. اما برعکس این موضوع مجاز نیست؛ یعنی نمی‌توان رتبه‌بندی شینه مسی را برای شینه آلومینیومی استفاده کرد، چون آلومینیوم رسانایی کمتری نسبت به مس دارد و در برابر گرما حساس‌تر است.

برای شینه‌هایی که مستقیماً در تست انتخاب نشده‌اند (یعنی تست نشده‌اند)، باید رتبه‌بندی آن‌ها به‌صورت زیر محاسبه شود:

جریان نامی بخش تست نشده را در چگالی جریان شینه با سطح مقطع بزرگ‌تر ضرب می‌کنیم.
این مقدار به‌عنوان رتبه‌بندی اولیه در نظر گرفته می‌شود، اما باید حتماً از طریق تست عملی تأیید شود تا مطمئن شویم که شینه در شرایط واقعی عملکرد مناسبی دارد.

این روش کمک می‌کند تا بدون نیاز به تست جداگانه برای هر نوع شینه، بتوان بر اساس داده‌های موجود، رتبه‌بندی منطقی و قابل اعتماد ارائه داد.

16. تست واحدهای عملکردی

برای تأیید واحدهای عملکردی که مستقیماً تحت تست حرارتی قرار نگرفته‌اند، می‌توان از روش محاسبه «فاکتور کاهش رتبه‌بندی» (Derating Factor) استفاده کرد. این روش به ما کمک می‌کند تا بدون نیاز به تست جداگانه برای هر واحد، بتوانیم عملکرد حرارتی آن‌ها را ارزیابی کنیم.

ابتدا باید یک گروه از واحدهای عملکردی مشابه را تحت تست حرارتی قرار دهیم. سپس، برای هر واحد تست‌شده، فاکتور کاهش رتبه‌بندی محاسبه می‌شود. این فاکتور برابر است با:

جریان نامی واحد عملکردی ÷ حداکثر جریان واقعی قابل تحویل توسط همان واحد

بعد از محاسبه این فاکتورها، پایین‌ترین مقدار به‌دست‌آمده در بین واحدهای تست‌شده به‌عنوان مبنا در نظر گرفته می‌شود. حالا برای هر واحد عملکردی که هنوز تست نشده، جریان نامی آن باید برابر باشد با:

حداکثر جریان قابل تحویل آن واحد × پایین‌ترین فاکتور کاهش رتبه‌بندی

این روش باعث می‌شود تا بتوانیم با استفاده از داده‌های تست‌های قبلی، عملکرد حرارتی واحدهای مشابه را به‌صورت منطقی و قابل اعتماد تأیید کنیم، بدون نیاز به انجام تست‌های متعدد.

تست عملکردی برای جایگزین کردن تجهیز جدید

در برخی موارد، ممکن است بخواهیم یک تجهیز را با تجهیز مشابهی از سری دیگر جایگزین کنیم؛ به‌ویژه زمانی که تجهیز جدید قبلاً در تست تأیید استفاده شده باشد. این جایگزینی کاملاً قابل قبول است، اما باید چند شرط مهم رعایت شود تا ایمنی و عملکرد مجموعه حفظ شود.

اول اینکه اتلاف توان و دمای ترمینال تجهیز جایگزین نباید بیشتر از تجهیز اصلی باشد. این یعنی تجهیز جدید باید از نظر گرما و مصرف انرژی، برابر یا بهتر از تجهیز قبلی عمل کند و با استانداردهای محصول مطابقت داشته باشد.

دوم اینکه آرایش فیزیکی تجهیز (مثل اندازه، نحوه نصب و محل قرارگیری)، نوع واحد عملکردی و رتبه‌بندی جریان یا توان آن باید همانند تجهیز قبلی باقی بماند. یعنی نباید تغییری در نحوه عملکرد یا ظرفیت تجهیز ایجاد شود.

با رعایت این شرایط، می‌توان تجهیز جدید را با اطمینان جایگزین کرد، بدون اینکه نیاز به تست مجدد باشد.

اهمیت قدرت تحمل اتصال کوتاه در تابلو

قدرت تحمل اتصال کوتاه یکی از حیاتی‌ترین مشخصات فنی در طراحی و ساخت تابلوهای الکتریکی (ASSEMBLIES) است، به ویژه آنهایی که در سیستم‌های قدرت و توزیع برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هدف اصلی از ارزیابی این مشخصه، اطمینان از این است که تابلو، در صورت بروز یک خطای اتصال کوتاه، می‌تواند در برابر تنش‌های حرارتی (Thermal) و دینامیکی (Dynamic) حاصل از جریان‌های بالای خطا مقاومت کند.

الزامات تأیید اتصال کوتاه در تابلو

یکی از مراحل مهم در طراحی و ساخت تابلوهای الکتریکی، بررسی و تأیید قدرت تحمل اتصال کوتاه است. این ویژگی نشان می‌دهد که تجهیزات در برابر جریان‌های شدید و ناگهانی ناشی از اتصال کوتاه، بدون آسیب جدی، مقاوم هستند. مقدار این تحمل توسط سازنده اعلام می‌شود، اما برای اطمینان از ایمنی و عملکرد صحیح مجموعه، باید حتماً تأیید شود.

برای انجام این تأیید، سه روش اصلی وجود دارد:

استفاده از قوانین طراحی: یعنی طراحی تابلو بر اساس اصول مهندسی و استانداردهای معتبر انجام شود تا تحمل اتصال کوتاه تضمین گردد.
محاسبات فنی: با استفاده از داده‌های فنی و فرمول‌های استاندارد، میزان تحمل اتصال کوتاه تجهیزات بررسی می‌شود.
آزمایش عملی: تابلو تحت شرایط واقعی یا شبیه‌سازی‌شده آزمایش می‌شود تا عملکرد آن در برابر اتصال کوتاه ارزیابی شود.

مدارهای که نیاز به تأییدیه در برابر اتصال کوتاه ندارند

در طراحی تابلوهای الکتریکی، تأیید قدرت تحمل اتصال کوتاه یکی از الزامات مهم برای تضمین ایمنی و عملکرد درست تجهیزات است. با این حال، برخی مدارهای خاص به دلیل سطح پایین خطر یا نوع حفاظتشان، از این تأیید معاف هستند. این موارد شامل سه گروه اصلی می‌شوند:

نخست، تابلوهایی که جریان اتصال کوتاه مشروط یا جریان تحمل کوتاه‌مدت آن‌ها در مدار ورودی از ۱۷ کیلو آمپر (r.m.s) بیشتر نباشد.

دوم، تابلوهایی که توسط تجهیزات محدودکننده جریان محافظت می‌شوند، به‌طوری‌که جریان قطع‌شده در ترمینال ورودی مدار از ۱۷ کیلو آمپر تجاوز نکند.

سوم، مدارهای کمکی که برای اتصال به ترانسفورماتورهایی طراحی شده‌اند که جریان اتصال کوتاه نامی آن‌ها کمتر از ۱۰ کیلو آمپر (برای ولتاژ بالای ۱۱۰ ولت) برای ولتاژ ثانویه یا کمتر از ۱.۶ کیلو آمپر برای ولتاژ ثانویه (برای ولتاژ زیر ۱۱۰ ولت) باشد، و همچنین جریان اتصال کوتاهشان کمتر از ۴٪ باشد.

با وجود این استثناها، تمام مدارهای دیگر موجود در تابلو که در این سه دسته قرار نمی‌گیرند، باید حتماً تأیید قدرت تحمل اتصال کوتاه را دریافت کنند تا ایمنی تابلو تضمین شود.

روش‌های تأیید قدرت تحمل اتصال کوتاه

1. تأیید از طریق اعمال قوانین طراحی

تأیید از طریق قوانین طراحی زمانی انجام می‌شود که تابلویی که در حال ساخت یا بررسی است، کاملاً مطابق با یک طراحی مرجع باشد، یعنی طراحی‌ای که قبلاً آزمایش شده و عملکرد آن در برابر شرایط مختلف، از جمله اتصال کوتاه، تأیید شده است.

اگر در فهرست کنترل، موردی شناسایی شود که با الزامات فنی یا ایمنی مطابقت نداشته باشد، باید آن را با علامت “NO” مشخص کرد.

2. تأیید از طریق مقایسه با طرح مرجع

برای بررسی اینکه یک تابلو برق فشار ضعیف و مدارهای آن در برابر جریان‌های شدید و کوتاه‌مدت مقاومت کافی دارند، می‌توان از روش‌های محاسباتی و طراحی استفاده کرد. این ارزیابی زمانی معتبر است که تابلو مورد نظر با یک تابلو مشابه که قبلاً با موفقیت آزمایش شده، مقایسه شود. این فرآیند باید مطابق با استاندارد IEC/TR 61117 انجام شود.
نکته مهم این است که تمام داده‌ها، محاسبات و مقایسه‌هایی که در این ارزیابی انجام می‌شوند، باید به‌صورت دقیق ثبت و مستندسازی شوند تا در صورت نیاز قابل پیگیری باشند.

3. تأیید از طریق تست

تست به عنوان روش نهایی و قطعی برای تأیید قدرت تحمل اتصال کوتاه استفاده می‌شود، به ویژه هنگامی که روش‌های طراحی و مقایسه نتایج کافی را ارائه ندهند.

1. ترتیب‌های آزمایش

برای انجام تست‌های تأیید عملکرد تابلوهای برق فشار ضعیف، لازم است تمام اجزا یا بخش‌هایی که برای تکمیل عملکرد یک واحد عملیاتی تک‌عملکردی ضروری هستند، در همان ساختار واقعی نصب شوند. این یعنی آزمایش باید روی تابلویی انجام شود که از نظر چیدمان و اجزای کلیدی، مشابه شرایط واقعی بهره‌برداری باشد تا نتایج آن معتبر و قابل استناد باشد.

برای ساده‌سازی فرآیند تست، کافی است فقط یک باسبار تکی پیکربندی شده، مورد آزمایش قرار گیرد، به شرطی که این پیکربندی نماینده سایر پیکربندی‌های باسبار تابلو با همان ساختار باشد. در واقع، اگر ساختار کلی تابلو یکسان باشد، نیازی به انجام آزمایش‌های جداگانه برای هر نوع چیدمان باسبار نیست.

2. عملکرد تست

در صورتی که مدار مورد تست شامل فیوز باشد، باید از فیوزهایی استفاده شود که دارای جریان قطع حداقل هستند و نوع آن‌ها توسط سازنده تأیید شود. همچنین تجهیزات تغذیه و اتصالاتی که برای ایجاد اتصال کوتاه در تست استفاده می‌شوند، باید از نظر مکانیکی و الکتریکی مقاوم باشند و به‌گونه‌ای نصب شوند که فشار یا تنش اضافی به تابلو وارد نکنند.

در تابلوهای سه‌فاز، مگر اینکه توافق دیگری صورت گرفته باشد، اتصال تست باید به ترمینال ورودی تابلو در یکی از فازهای سه‌فاز انجام شود. علاوه بر این، تمام بخش‌هایی از تجهیزات که برای محافظت رسانا (مثل اتصال زمین) در نظر گرفته شده‌اند، از جمله قسمت فلزی تابلو، باید به‌طور کامل به هم متصل شوند.

نحوه اتصال زمین به تابلو

این اتصال به دو صورت انجام می‌شود: اگر تابلو برای استفاده در سیستم‌های سه‌فاز طراحی شود (مطابق با IEC 60038)، باید اتصال زمین از طریق نقطه ستاره (خنثی) منبع یا یک اتصال القایی مصنوعی برقرار شود که بتواند جریان خطای حداقل ۱۵۰۰ آمپر یا بیشتر را عبور دهد.

اما اگر تابلو برای سیستم‌های سه‌فاز سه‌سیم یا سه‌فاز چهارسیم با نقطه خنثی مشخص طراحی شده باشد، باید اتصال فاز به زمین کمترین احتمال قوس الکتریکی را داشته باشد.

باید در مدار یک المان فیوز برای آشکارسازی جریان خطا قرار گیرد. این المان می‌تواند یک سیم مسی با قطر ۰.۸ میلی‌متر و طول حداقل ۵۰ میلی‌متر باشد یا معادل آن. جریان خطای پیش‌بینی‌شده در این المان باید حدود ۱۵۰۰ آمپر با تلورانس 10±٪ باشد.

تبصره‌ها در مورد سیم مسی و جریان خطا

برای شبیه‌سازی جریان خطا در تابلوهای الکتریکی که از فیوز استفاده می‌شود، از یک سیم مسی نازک به‌عنوان المان فیوز استفاده می‌شود. این سیم باید طوری انتخاب شود که در شرایط مشخص، ذوب شده و عبور جریان خطا را نشان دهد.

طبق استاندارد، اگر از سیم مسی با قطر ۰.۸ میلی‌متر استفاده شود، باید بتواند در جریان ۱۵۰۰ آمپر، در مدت بسیار کوتاه (تقریباً نصف یک سیکل جریان متناوب بین ۴۵ تا ۶۷ هرتز یا حدود ۰.۰۱ ثانیه در جریان مستقیم) ذوب شود.

اگر جریان خطای مورد انتظار کمتر از ۱۵۰۰ آمپر باشد، باید از سیم مسی نازک‌تری استفاده شود که متناسب با آن جریان طراحی شده باشد. این انتخاب باید مطابق با استاندارد محصول مربوطه انجام شود. همچنین، در صورتی که از یک خنثی استفاده شود، سازنده تابلو می‌تواند جریان خطای کمتر را با سیم نازک‌تر تأیید کند، به شرطی که شرایط استاندارد رعایت شود.

3. تست مدارهای اصلی

برای اطمینان از ایمنی و عملکرد صحیح تابلوهای الکتریکی، مدارها باید در برابر بیشترین تنش‌های حرارتی و مکانیکی که ممکن است در اثر جریان‌های اتصال کوتاه تا سطح نامی ایجاد شوند، تست شوند. این تست‌ها باید بر اساس شرایطی که سازنده مشخص کرده، انجام شوند و به نوع وابستگی مدار به تجهیز محافظت در برابر اتصال کوتاه (SCPD) بستگی دارند.

اگر مدار به هیچ تجهیز محافظتی وابسته نباشد، باید با جریان پیک نامی و جریان تحمل کوتاه‌مدت برای مدت زمان مشخص تست شود. اما اگر مدار به SCPD ورودی وابسته باشد، تست باید با جریان اتصال کوتاه پیش‌بینی‌شده در ورودی انجام شود و مدت زمان آن مطابق با زمانی باشد که SCPD ورودی اجازه می‌دهد.

در حالتی که مدار به SCPD بالادست وابسته است، تست باید با مقادیری انجام شود که توسط آن دستگاه محدود شده‌اند و این مقادیر باید طبق تعریف سازنده تعیین شود.

در مواردی که مدار ورودی یا خروجی شامل یک SCPD باشد که می‌تواند جریان پیک یا مدت زمان جریان خطا را کاهش دهد، طراحی مدار باید به‌گونه‌ای باشد که اجازه دهد این تجهیز فعال شده و جریان خطا را قطع یا کنترل کند. همچنین، اگر SCPD دارای یک رهاساز اتصال کوتاه آنی قابل تنظیم باشد، باید این تنظیم روی حداکثر مقدار مجاز قرار گیرد تا عملکرد ایمن آن تضمین شود.

4. تست مدارهای خروجی

مدارهای خروجی در تابلوهای برق وظیفه انتقال انرژی از منبع تغذیه به مصرف‌کننده‌ها را دارند و برای اطمینان از ایمنی آن‌ها، باید تست‌هایی مطابق با استاندارد IEC انجام شود.

اگر تجهیز حفاظتی مدار خروجی یک کلید اتوماتیک باشد، جریان باید با استاندارد IEC 60947-1 تطابق داشته باشد و با استفاده از راکتور تنظیم‌کننده جریان انجام شود.

برای کلیدهای اتوماتیک با جریان نامی تا ۶۳۰ آمپر، استفاده از یک هادی به طول ۰.۷۵ متر با سطح مقطع مناسب الزامی است، مگر اینکه سازنده طول کوتاه‌تری را تأیید کند. در زمان تست، کلید باید به روش معمول در وضعیت سرویس باشد و در همان وضعیت باقی بماند.

تست بر روی تجهیز حفاظتی

در ادامه، دو مرحله تست حفاظتی روی تجهیز انجام می‌شود: ابتدا عملکرد فیوز بررسی می‌شود تا مشخص شود در شرایط اتصال کوتاه به‌درستی عمل می‌کند. سپس عملکرد تجهیز حفاظتی بررسی می‌شود تا اطمینان حاصل شود که در برابر خطا واکنش نشان داده یا حداقل به مدت ۱۰ سیکل (هر سیکل برابر با ۲۰ میلی‌ثانیه) فعال باقی می‌ماند.

نکته مهم این است که در حین تست مدارهای خروجی، ممکن است تجهیز حفاظتی مدار ورودی نیز فعال شود. بنابراین، در طراحی تست باید این احتمال در نظر گرفته شود تا از بروز اختلال در عملکرد کلی تابلو جلوگیری گردد.

5. تست هادی خنثی (N)

اگر یک هادی خنثی در یک مدار وجود داشته باشد، باید تحت یک آزمایش قرار گیرد تا مقاومت اتصال کوتاه آن نسبت به نزدیک‌ترین هادی فاز مدار تحت آزمایش، شامل هر گونه اتصال، اثبات شود.

مقدار جریان تست در سیم نول باید حداقل 60٪ جریان فاز در طول تست سه‌فاز باشد. اگر قرار است آزمایش با جریانی معادل 60٪ جریان فاز انجام شود و اگر هادی نول مطابق با موارد زیر باشد:

هادی‌هایی که دارای شکل و سطح مقطع مشابه با هادی‌های فاز هستند، باید به همان شیوه‌ای پشتیبانی شوند که برای هادی‌های فاز استفاده می‌شود. این یعنی نحوه نصب، نوع نگهدارنده‌ها و فاصله بین نقاط پشتیبانی باید مشابه باشد تا عملکرد مکانیکی و الکتریکی آن‌ها حفظ شود.

مراکز پشتیبانی این هادی‌ها باید در امتداد طول آن‌ها قرار گیرند، به‌طوری‌که فاصله بین نگهدارنده‌ها از فاصله نگهدارنده‌های فاز بیشتر نباشد. همچنین، این هادی‌ها باید در فاصله‌ای از نزدیک‌ترین فازها نصب شوند که از فاصله استاندارد بین فازها کمتر نباشد. این موضوع برای جلوگیری از ایجاد قوس یا اتصال ناخواسته بین فازها اهمیت دارد.
از طرف دیگر، فاصله این هادی‌ها از سازه‌های متصل به زمین (مانند بدنه فلزی تابلو) نیز باید به‌اندازه‌ای باشد که از فاصله هادی‌های فاز با زمین کمتر نباشد.

6. تست باسبارها

باسبارها مسیرهای اصلی انتقال انرژی در تابلوهای برق هستند و تعیین جریان نامی آن‌ها باید با دقت و بر اساس بارهای متصل انجام شود. جریان نامی باسبار اصلی باید برابر یا بیشتر از مجموع جریان‌های خروجی باشد، و باسبارهای فرعی نیز باید متناسب با بارهای متصل به آن‌ها طراحی شوند. همچنین، افزایش دما در باسبارها نباید از حد مجاز استاندارد تجاوز کند.

در برخی موارد، همه مدارهای خروجی به‌طور هم‌زمان فعال نیستند. در این حالت می‌توان از ضریب تنوع برای کاهش جریان نامی باسبار استفاده کرد. این ضریب باید بر اساس تجربه سازنده یا اپراتور تعیین و مستند شود. برای مثال، اگر تابلو برای تغذیه چند موتور طراحی شده باشد و روشن شدن هم‌زمان همه موتورها بعید باشد، می‌توان جریان نامی باسبار را کمتر از مجموع جریان‌های موتورها در نظر گرفت.

7. تست تحمل جریان پیک

از سوی دیگر، تست تحمل جریان پیک یکی از مراحل مهم ارزیابی مقاومت مکانیکی و الکتریکی هادی‌ها در برابر جریان‌های لحظه‌ای بالا است. این تست‌ها معمولاً در شرایط خاص و با تجهیزات پیشرفته انجام می‌شوند.

اگر ایستگاه تست محدودیت‌هایی برای انجام تست در ولتاژ نامی داشته باشد، می‌توان تست را در ولتاژ مناسب‌تر و با توافق سازنده انجام داد. مقدار واقعی جریان تست باید از داده‌های تست نوع سازنده یا محاسبه‌شده تعیین شود. زمان اعمال جریان نیز باید مطابق با استاندارد باشد و نباید باعث عملکرد مکانیزم قطع در تجهیز حفاظتی شود.
در صورت نیاز به تغییر زمان تست، مدت زمان متفاوتی مجاز است، به شرطی که جریان تست از مقدار پیک نامی (Ipeak) بیشتر نشود. در چنین مواردی، هماهنگی با سازنده الزامی است. همچنین، تست باید با در نظر گرفتن تلورانس مثبت و منفی جریان پیک نامی انجام شود.

البته در برخی شرایط، به دلیل محدودیت تجهیزات تست، رسیدن به مقدار دقیق جریان پیک ممکن نیست. از طرفی، به دلیل نامتقارن بودن محدوده تلورانس، ممکن است تست در هر فاز به‌طور کامل قابل اجرا نباشد.

8. مقدار و مدت جریان اتصال کوتاه

برای تأیید ایمنی و عملکرد تابلوهای الکتریکی در برابر اتصال کوتاه، باید تنش‌های حرارتی و مکانیکی ناشی از جریان‌های بالا با استفاده از جریان‌های تست مشخص‌شده توسط سازنده بررسی شوند. این جریان‌ها شامل جریان تحمل کوتاه‌مدت نامی، جریان پیک نامی و جریان اتصال کوتاه مشروط هستند و باید در سمت تغذیه تجهیز حفاظتی (در صورت وجود) اعمال شوند.

برای انجام این تست‌ها، جریان اتصال کوتاه احتمالی باید در ولتاژی برابر با ۱.۰۵ برابر ولتاژ عملیاتی نامی ایجاد شود. این جریان از طریق یک نوسانگر کالیبراسیون تأمین می‌شود که با اتصال کوتاه هادی‌های تغذیه به تابلو، و با استفاده از اتصال با امپدانس بسیار پایین که تا حد امکان نزدیک به منبع تغذیه قرار دارد، عمل می‌کند.

نوسانگر باید نشان دهد که جریان تست به‌صورت پایدار و قابل اندازه‌گیری در مدت زمان عملکرد تجهیز حفاظتی یا زمان مشخص‌شده در استاندارد برقرار بوده است.

مقدار جریان در طول کالیبراسیون

در طول کالیبراسیون، مقدار جریان باید میانگین مؤثر (rms) مؤلفه جریان متناوب در تمام فازها باشد. هنگام انجام آزمایش در حداکثر ولتاژ عملیاتی، جریان کالیبراسیون در هر فاز باید برابر با جریان اتصال کوتاه نامی و در محدوده تلرانس 5±٪ باشد. ضریب توان نیز باید بین ۰.۰۰ تا ۰.۰۵ باقی بماند.

تمام آزمایش‌ها باید در فرکانس نامی تابلو با تلرانس 25±٪ و با ضریب توان مناسب برای جریان اتصال کوتاه انجام شوند.

در حالت اول، برای آزمایش جریان اتصال کوتاه مشروط، چه تجهیز حفاظتی در ورودی تابلو باشد و چه در جای دیگر، ولتاژ تست باید به مدت کافی اعمال شود تا تجهیز حفاظتی بتواند خطا را تشخیص داده و عمل کند.

این مدت زمان نباید کمتر از ۱۰ سیکل باشد. آزمایش باید با ولتاژ ۱.۰۵ برابر ولتاژ عملیاتی نامی و با جریان اتصال کوتاه احتمالی برابر با مقدار نامی انجام شود. استفاده از ولتاژهای پایین‌تر مجاز نیست.

در حالت دوم، برای آزمایش جریان تحمل کوتاه‌مدت و جریان پیک، باید تنش‌های دینامیکی و حرارتی با جریان‌هایی برابر با مقادیر اعلام‌شده توسط سازنده تأیید شوند. این جریان‌ها باید برای مدت زمان مشخص‌شده اعمال شوند و در طول این زمان، مقدار مؤثر جریان متناوب باید ثابت باقی بماند.

9. نتایج قابل قبول و شرایط شکست

در برخی موارد، به دلیل محدودیت‌های فنی، امکان انجام آزمایش‌های پیک و تحمل کوتاه‌مدت در حداکثر ولتاژ عملیاتی وجود ندارد. در چنین شرایطی، این آزمایش‌ها می‌توانند با توافق سازنده، در ولتاژی دیگر که از نظر فنی مناسب است انجام شوند، به شرطی که جریان واقعی تست برابر یا بیشتر از جریان تحمل کوتاه‌مدت نامی یا پیک تحمل نامی باشد.

هنگام آزمایش، اگر در تجهیز محافظتی جدا شدن لحظه‌ای تماس‌ها رخ دهد، باید ثبت و مستندسازی شود. همچنین، آزمایش باید در نهایت در حداکثر ولتاژ عملیاتی نیز تکرار شود تا عملکرد تابلو در شرایط واقعی تأیید گردد.

همچنین، جریان تحمل پیک و جریان تحمل کوتاه‌مدت می‌توانند به‌صورت جداگانه مورد آزمایش قرار گیرند. در آزمایش پیک، مقدار r.m.s (مقدار مؤثر) جریان اتصال کوتاه باید معادل جریان تحمل کوتاه‌مدت باشد و نباید بیشتر یا کمتر از آن باشد. همچنین، این آزمایش نباید بیش از سه سیکل (چرخه) طول بکشد.

10. بررسی‌های پس از آزمایش

پس از تغییر شکل باسبارها یا هادی‌ها در تابلوهای برق فشار ضعیف، باید بررسی شود که فاصله خزش (فاصله سطحی بین دو هادی) و فاصله هوایی (فاصله مستقیم بین دو هادی) همچنان مطابق با استاندارد بند باقی بماند.

در مورد عایق‌بندی، باید اطمینان حاصل شود که مواد عایق به‌کار رفته، هم از نظر مکانیکی و هم از نظر خواص دی‌الکتریک، الزامات ایمنی تجهیزات را برآورده کنند. عایق باسبار، پشتیبان یا کابل مهار نباید ترک بخورد یا به چند قطعه تقسیم شود.

همچنین، هیچ ترک یا شکستگی نباید از یک سمت تکیه‌گاه تا سمت دیگر امتداد یابد یا تمام سطح آن را دربر بگیرد. اگر در مورد کیفیت عایق‌بندی تابلو شک و تردیدی وجود داشته باشد، نباید آزمایش توان فرکانس اضافی با ولتاژ دو برابر مقدار نامی (Ue) یا ۱۰۰۰ ولت (هرکدام که بیشتر است) انجام شود.

تست‌‌ها در بخش اتصالات و ساختار تابلو

در بخش اتصالات و ساختار تابلو نیز باید اطمینان حاصل شود که هیچ‌گونه شل‌شدگی در اتصال قطعات یا در تجهیزاتی که به ترمینال‌های خروجی وصل هستند، وجود نداشته باشد. اگر باسبارها یا ساختار تابلو دچار اعوجاجی شوند که عملکرد عادی آن را مختل کند، یا باعث شود قطعات قابل جابجایی به‌درستی نصب یا جدا نشوند، این وضعیت به‌عنوان شکست تلقی می‌شود.

همچنین، هرگونه تغییر شکل در تابلو یا بخش‌های داخلی تابلو که باعث کاهش درجه حفاظت در برابر اتصال کوتاه شود یا فاصله خزش و هوایی را از حد مجاز کمتر کند، نیز به‌عنوان شکست در نظر گرفته می‌شود.

11. آزمایش دی‌الکتریک پس از اتصال کوتاه

پس از انجام آزمایش‌های اتصال کوتاه، تجهیزات تابلو، از جمله تجهیزات حفاظتی اتصال کوتاه، باید بتوانند شرایط “آزمایش پس از خطا” را نیز تحمل کنند. این آزمایش دی‌الکتریک در سطح ولتاژی مناسب برای تجهیز حفاظتی انجام می‌شود و شامل دو بخش اصلی است:

الف) بین تمام قطعات برق‌دار و قطعات فلزی در معرض تماس (مانند بدنه یا شاسی فلزی تابلو) باید آزمون دی‌الکتریک انجام شود.
ب) بین هر فاز و سایر قطعات برق‌داری که به قطعات فلزی در معرض تماس متصل هستند نیز باید این آزمون انجام گیرد.

این آزمایش‌ها باید در شرایطی انجام شوند که تمام فیوزها تعویض شده‌اند و همه کلیدها یا تجهیزات کلیدزنی در وضعیت وصل قرار دارند. همچنین، اگر در مدار از المان فیوز استفاده شده باشد، این المان نباید نشانه‌ای از عبور جریان خطا داشته باشد،‌ یعنی نباید ذوب شود.

در صورتی که در هر مرحله از آزمایش، تردیدی درباره عملکرد یا شرایط تجهیزات وجود داشته باشد، باید اطمینان حاصل شود که همه تجهیزات دقیقاً در شرایطی قرار دارند که در مشخصات فنی آن‌ها تعیین شده است.

تأیید کیفیت و تست‌های ضروری تابلو برق فشار ضعیف

1. تأیید دوره‌ای

تأیید دوره‌ای یعنی بررسی دقیق تابلو برق در مراحل ساخت یا پس از ساخت، تا مطمئن شویم هیچ ایراد یا نقصی در مواد اولیه یا ساختار وجود ندارد و تابلو به‌درستی و ایمن کار می‌کند. این مرحله برای حفظ کیفیت، ایمنی و عملکرد صحیح تابلوها کاملاً ضروری و اجباری است.

سازنده تابلو موظف است این بررسی‌ها را در طول فرآیند ساخت یا بعد از آن انجام دهد. در مواردی که لازم باشد، تأیید دوره‌ای باید نشان دهد که تأیید طراحی نیز انجام شده و مدارک آن موجود است.

با این حال، اگر در تابلو از تجهیزات یا قطعاتی استفاده شده که داخل سلول قرار دارند و طبق دستورالعمل سازنده نصب شده‌اند، نیازی به تأیید دوره‌ای برای آن‌ها نیست.

تأیید دوره‌ای معمولاً شامل دو دسته اصلی از الزامات است:

الزامات ساختاری: شامل بررسی مواردی مثل استحکام، نصب صحیح، فاصله‌ها و ایمنی فیزیکی
الزامات عملکردی: شامل بررسی عملکرد صحیح مدارها، حفاظت‌ها و کارکرد کلی تابلو

2. تأییدهای ساختاری تابلو برق فشار ضعیف

تأییدهای ساختاری یکی از مراحل مهم در بررسی تابلو برق فشار ضعیف هستند که با هدف اطمینان از نصب صحیح اجزای فیزیکی و رعایت الزامات ایمنی اولیه انجام می‌شوند. این بررسی‌ها معمولاً به‌صورت بازرسی چشمی و تست‌های تصادفی انجام می‌شود و شامل موارد زیر هستند:

1. بررسی درجه حفاظت تابلو

در مرحله اول، درجه حفاظت تابلوها بررسی می‌شود. این بررسی به‌صورت بصری انجام می‌گیرد تا مطمئن شویم اقدامات لازم برای دستیابی به درجه حفاظت (مثل IP54 یا IP65) رعایت شده‌اند و تابلو در برابر نفوذ گردوغبار یا رطوبت مقاوم است.

2. بررسی فواصل هوایی و خزشی

در ادامه، فواصل خزش و فواصل هوایی بررسی می‌شوند. این فواصل نقش حیاتی در جلوگیری از اتصال ناخواسته بین قطعات برق‌دار دارند.

3. بررسی حفاظت تابلو در برابر شوک الکتریکی

سپس نوبت به بررسی حفاظت در برابر شوک الکتریکی و یکپارچگی مدارهای حفاظتی می‌رسد. در این مرحله، اقدامات پیشگیرانه برای حفاظت اولیه و حفاظت در برابر خطا باید به‌صورت بصری بررسی شوند. همچنین، مدارهای حفاظتی و اتصالات پیچی باید به‌صورت تصادفی بررسی شوند تا از محکم بودن و صحت عملکرد آن‌ها اطمینان حاصل شود.

4. بررسی نصب و شناسایی اجزای داخلی تابلو

در بخش بعدی، نصب و شناسایی اجزای داخلی تابلو بررسی می‌شود. این اجزا باید طبق دستورالعمل‌های ساخت تابلو (ASSEMBLY) نصب شوند.

5. بررسی مدارها و اتصالات

مدارهای الکتریکی داخلی و اتصالات نیز باید بررسی شوند. در این مرحله، اتصالات پیچی و پیچی‌شده به‌صورت تصادفی از نظر محکم بودن بررسی می‌شوند و هادی‌ها باید مطابق با دستورالعمل‌های ساخت تابلو نصب شوند.

6. بررسی اتصال ترمینال‌ها

ترمینال‌های مربوط به هادی‌های خارجی نیز باید بررسی شوند. تعداد، نوع و نحوه شناسایی این ترمینال‌ها باید با طراحی و دستورالعمل‌های سازنده مطابقت داشته باشند.

7. بررسی عملکرد مکانیکی

در نهایت، عملکرد مکانیکی اجزای تابلو بررسی می‌شود. این بررسی شامل تست عناصر مکانیکی مانند کلیدها، قفل‌ها و اینترلاک‌ها است. به‌ویژه آن‌هایی که با قطعات متحرک در ارتباط هستند.

3. تأییدهای عملکردی تابلو برق فشار ضعیف

تأییدهای عملکردی یکی از مراحل مهم در بررسی تابلو برق فشار ضعیف هستند که تمرکز آن‌ها بر ویژگی‌های الکتریکی تابلو و توانایی آن در تحمل ولتاژهای کاری و انجام وظایف عملیاتی است. این بررسی‌ها کمک می‌کنند تا مطمئن شویم تابلو نه‌تنها از نظر ساختاری، بلکه از نظر عملکرد واقعی هم قابل اعتماد و ایمن است.

1. بررسی خواص دی‌الکتریک

اولین مورد، بررسی خواص دی‌الکتریک تابلو است. این مرحله شامل تست‌هایی برای سنجش مقاومت تابلو در برابر ولتاژهای بالا می‌شود. هدف این تست‌ها این است که مطمئن شویم عایق‌بندی تابلو به‌درستی انجام شده و در شرایط کاری مختلف، ایمنی الکتریکی حفظ می‌شود.

2. بررسی سیم‌کشی و وایرینگ تابلو

دومین مورد، بررسی سیم‌کشی، عملکرد عملیاتی و عملکرد کلی تابلو است. در این مرحله، اطلاعات فنی و علامت‌گذاری‌های تابلو، باید تأیید شوند. همچنین، تست‌های عملکردی انجام می‌شود تا مطمئن شویم تابلو در شرایط واقعی، وظایف خود را به‌درستی انجام می‌دهد، مثل روشن و خاموش شدن مدارها، پاسخ به فرمان‌ها، و عملکرد صحیح تجهیزات داخلی.

4. تأیید تست مدار حفاظتی

تست مدار حفاظتی یکی از مراحل مهم در بررسی ایمنی تابلو برق فشار ضعیف است و برای اطمینان از عملکرد صحیح مدارهای حفاظتی انجام می‌شود.

مراحل تست مدارهای حفاظتی

در مرحله اول، یک منبع تغذیه تک‌فاز به ترمینال ورودی هادی حفاظتی و همچنین به ترمینال هادی حفاظتی مجزا وصل می‌شود. سپس، برای هر فاز خروجی، یک اتصال کوتاه پیچ و مهره‌ای بین ترمینال فاز خروجی و ترمینال هادی حفاظتی مربوطه ایجاد می‌گردد تا شرایط تست فراهم شود.

هر واحد خروجی باید با تجهیز حفاظتی داخلی خودش تست شود. اگر تجهیز حفاظتی جایگزین در واحد خروجی استفاده شود، باید توانایی تحمل جریان‌های اوج و انرژی عبوری را داشته باشد.

در ادامه، فریم تابلو از زمین جدا شده و ولتاژ تست برابر با ۱.۰۵ برابر ولتاژ نامی تک‌فاز اعمال می‌شود. همچنین، جریان تست در مدار حفاظتی باید حداقل ۶۰٪ از جریان فاز در تست سه‌فاز تابلو باشد.

بر اساس استاندارد ملی برق آفریقای جنوبی (SANS 10142-1)، اگر ولتاژ نامی تا ۵۰۰ ولت باشد، ولتاژ تست باید ۱.۱ برابر ولتاژ نامی باشد.

نتایج آزمایش

نتایج مورد انتظار از این تست شامل حفظ پایداری و مقاومت مدار حفاظتی در برابر اتصال کوتاه است،‌ چه این مدار شامل هادی حفاظتی جداگانه باشد یا از طریق فریم تابلو برقرار شود. علاوه بر بازرسی چشمی، می‌توان با اندازه‌گیری جریان در حد هادی خروجی، عملکرد مدار حفاظتی را تأیید کرد.

در صورتی که فریم تابلو در حین تست دچار جرقه، سوسو زدن یا گرم شدن موضعی شود، تا زمانی که ایمنی الکتریکی و عملکرد حفاظتی حفظ شود و قطعات اطراف قابل اشتعال نباشند، این وضعیت قابل قبول است. همچنین، مقایسه مقاومت‌های اندازه‌گیری‌شده قبل و بعد از تست، بین ترمینال ورودی و خروجی هادی حفاظتی، نشان‌دهنده انطباق با الزامات ایمنی است.

5. تأیید عملکرد مکانیکی تابلو برق فشار ضعیف

تست تأیید مکانیکی یکی از مراحل مهم در بررسی تابلو برق فشار ضعیف است که برای اطمینان از عملکرد صحیح قطعات متحرک و مکانیزم‌های داخلی پس از نصب انجام می‌شود. این تست معمولاً فقط برای تابلوهایی انجام می‌شود که قبلاً تحت آزمایش قرار نگرفته‌اند یا در اثر نصب، احتمال اختلال در عملکرد مکانیکی آن‌ها وجود دارد.

برای قطعاتی که نیاز به تأیید دارند، باید پس از نصب در تابلو (ASSEMBLY)، عملکرد مکانیکی آن‌ها بررسی شود. در این مرحله، قطعه مورد نظر باید بتواند حداقل ۲۰۰ چرخه عملیاتی را بدون مشکل طی کند. این چرخه‌ها شامل باز و بسته شدن، فعال‌سازی و عملکرد مکانیکی اجزای مرتبط هستند.

همزمان با این تست، عملکرد اینترلاک‌های مکانیکی نیز در شرایط واقعی عملیاتی بررسی می‌شود. هدف این است که مطمئن شویم در طول آزمایش، هیچ‌گونه اختلالی در عملکرد تجهیز ایجاد نمی‌شود و هیچ‌یک از ویژگی‌های ایمنی مانند درجه حفاظت، فاصله‌های ایمن یا عملکرد اینترلاک‌ها آسیب نمی‌بیند. عملکرد دستگاه باید پس از تست، مشابه قبل از آن باقی بماند.

همان‌طور که در بخش تأییدهای دوره‌ای نیز اشاره شد، اثربخشی اجزای مکانیکی، اینترلاک‌ها و قفل‌ها، به‌ویژه آن‌هایی که با قطعات متحرک در ارتباط هستند، باید به‌دقت بررسی شوند تا ایمنی و قابلیت اطمینان تابلو حفظ شود.

6. تأیید خواص دی‌الکتریک تابلو برق فشار ضعیف

تست مقاومت ولتاژ فرکانس قدرت یکی از آزمون‌های مهم برای بررسی ایمنی الکتریکی تابلو برق است. این تست باید بر روی تمام مدارها انجام شود و مدت زمان آن ۱ ثانیه است. هدف اصلی این تست، اطمینان از مقاومت مناسب عایق‌ها در برابر ولتاژهای کاری و جلوگیری از خطرات ناشی از ضعف عایق‌کاری است.

با این حال، برخی مدارهای کمکی از انجام این تست معاف هستند. این معافیت شامل مدارهایی می‌شود که یا توسط تجهیز حفاظتی اتصال کوتاه با درجه‌ای بیش از ۱۶ آمپر محافظت شده‌اند، یا قبلاً تست مقاومت ولتاژ در ولتاژ عملیاتی نامی برای آن‌ها انجام شده باشد.

برای تابلوهایی که جریان ورودی نامی آن‌ها تا ۲۵۰ آمپر است، می‌توان به‌جای تست ولتاژ فرکانس قدرت، از روش اندازه‌گیری مقاومت عایقی استفاده کرد. در این روش، با استفاده از دستگاه تست عایق، ولتاژی حداقل ۵۰۰ ولت جریان مستقیم (DC) به مدار اعمال می‌شود.

در این حالت، تست زمانی قابل قبول است که مقاومت عایقی بین مدارها و قطعات هادی در معرض، حداقل برابر با ۱۰۰۰ اهم بر ولت ( 1000Ω/V) در هر مدار باشد.

7. تأیید فواصل هوایی و فواصل خزش

رای جلوگیری از تخلیه الکتریکی و حفظ ایمنی در تابلو برق فشار ضعیف، رعایت فواصل خزش و هوایی بین قطعات برق‌دار کاملاً ضروری است. این فواصل کمک می‌کنند تا از اتصال ناخواسته، نشتی جریان و خطرات الکتریکی جلوگیری شود و عملکرد تابلو در شرایط مختلف پایدار باقی بماند.
در مورد فواصل هوایی، استانداردها سه حالت مختلف را مشخص کرده‌اند که بر اساس مقدار فاصله تعیین می‌شوند:
اگر فاصله هوایی کمتر از مقدار تعیین‌شده باشد، باید حتماً تست مقاومت ولتاژ ضربه انجام شود تا ایمنی تابلو تأیید گردد.

در صورتی که فاصله هوایی برابر یا بیشتر باشد اما هنوز به ۱.۵ برابر آن نرسیده باشد، تأیید ایمنی می‌تواند از طریق اندازه‌گیری فیزیکی یا انجام همان تست ولتاژ ضربه انجام شود.

اما اگر فاصله هوایی برابر یا بیشتر از ۱.۵ برابر باشد، تأیید ایمنی می‌تواند با بازرسی چشمی انجام شود و در صورت نیاز، تست ولتاژ ضربه نیز قابل استفاده خواهد بود.

8. تأیید سیم‌کشی، عملکرد عملیاتی و عملکرد نهایی

در مرحله نهایی تأیید تابلو برق فشار ضعیف، باید بررسی شود که تمام اطلاعات فنی و علامت‌گذاری‌های مربوط به مدارها، تجهیزات و ترمینال‌ها به‌طور کامل و دقیق انجام شده‌اند.

علاوه بر این، بستگی به میزان پیچیدگی تابلو، ممکن است نیاز باشد سیم‌کشی داخلی به‌صورت دقیق بازرسی شود و یک تست عملکرد الکتریکی نیز انجام گیرد.
روش انجام تست و تعداد دفعات آن به عواملی مثل وجود اینترلاک‌ها، امکانات کنترلی و سایر ویژگی‌های خاص تابلو بستگی دارد. در تابلوهایی که دارای سیستم‌های کنترلی پیشرفته هستند، تست‌های عملکردی باید با دقت بیشتری طراحی و اجرا شوند.
نکته مهم این است که در برخی موارد، ممکن است لازم باشد این تست‌ها در محل نصب تابلو و قبل از بهره‌برداری از تأسیسات انجام شوند یا حتی پس از نصب، مجدداً تکرار گردند تا از عملکرد صحیح در شرایط واقعی اطمینان حاصل شود.

مدیریت بار و توان در تابلو برق فشار ضعیف

در فرآیند طراحی تابلوهای توزیع و تابلوهای برق فشار ضعیف، یکی از چالش‌های اصلی، تعیین جریان واقعی مورد نیاز برای تغذیه مجموعه‌ای از مدارهاست. از آنجا که در شرایط بهره‌برداری، احتمال فعال‌بودن هم‌زمان تمامی مدارها با حداکثر ظرفیت نامی بسیار اندک است، استفاده از روش‌های دقیق‌تری برای برآورد جریان بار ضروری به نظر می‌رسد. در این راستا، ضریب تنوع نامی به‌عنوان ابزاری مؤثر جهت محاسبه جریان واقعی مورد انتظار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد ضریب تنوع نامی (RDF)

ضریب تنوع نامی به منظور تعیین حداقل جریان لازم برای تغذیه واحدهای عملکردی متصل به یک تابلو به کار می‌رود. این ضریب بیانگر نسبت بین جریان واقعی مورد انتظار بار به مجموع جریان‌های نامی مدارهای مرتبط است.

به عنوان نمونه، در برخی منابع تخصصی، مقدار RDF برابر با ۰٫۹ در نظر گرفته شده است؛ به این معنا که تنها ۹۰ درصد از مجموع جریان‌های نامی به‌طور مؤثر در شرایط واقعی مصرف خواهد شد.

مثال 1 از ضریب تنوع نامی:

جدول زیر نمونه‌ای از نحوه بارگذاری گروهی مدارها در بخش B را با در نظر گرفتن ضریب تنوع نامی (RDF) برابر با ۰٫۹ ارائه می‌دهد. در این جدول، جریان نامی سلول اصلی (شینه توزیع) برابر با ۱۴۴۰ آمپر در نظر گرفته شده است.

همچنین سه شینه فرعی با نام‌های B1، B2 و B3 وجود دارند که جریان نامی آن‌ها به ترتیب ۸۰۰، ۴۰۰ و ۴۰۰ آمپر است. مجموع جریان‌های نامی این سه شینه فرعی برابر با ۱۶۰۰ آمپر می‌باشد که از جریان نامی شینه اصلی (۱۴۴۰ آمپر) اندکی بیشتر است.

این اختلاف نشان‌دهنده آن است که در طراحی، جریان نامی شینه اصلی بر اساس شرایط واقعی بهره‌برداری و با در نظر گرفتن ضریب تنوع (RDF) تنظیم شده است.
با اعمال فاکتور تنوع نامی ۰٫۹، جریان واقعی مورد انتظار برای هر شینه فرعی محاسبه می‌شود. به این ترتیب، بارگذاری واقعی برای باسبار B1 برابر با ۷۲۰ آمپر، برای باسبار B2 برابر با ۳۶۰ آمپر و برای باسبار B3 نیز ۳۶۰ آمپر خواهد بود.

در مورد شینه اصلی، مقدار جریان نامی و جریان بارگذاری با RDF ۰٫۹ هر دو برابر با ۱۴۴۰ آمپر ذکر شده‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که جریان ۱۴۴۰ آمپر به‌عنوان حداقل جریان مورد نیاز برای تغذیه واحدهای عملکردی متصل، با در نظر گرفتن ضریب تنوع، تعریف شده است.

مثال دوم از ضریب تنوع نامی:

در جدول زیر، نمونه‌ای از بارگذاری مدارهای فرعی در واحد عملکردی D2 با در نظر گرفتن ضریب تنوع نامی (RDF) برابر با ۰٫۹ ارائه شده است. در این مثال، چهار مدار فرعی با شناسه‌های D2a، D2b، D2c و D2d وجود دارند که هر یک دارای جریان نامی ۱۰۰ آمپر هستند. مجموع جریان‌های نامی این مدارها برابر با ۴۰۰ آمپر است.
با این حال، جریان نامی کل واحد عملکردی D2 برابر با ۳۶۰ آمپر ذکر شده است. این اختلاف نشان می‌دهد که در طراحی، جریان نامی واحد عملکردی بر اساس شرایط واقعی بهره‌برداری و با اعمال فاکتور تنوع تنظیم شده است.

به‌عبارت دیگر، با اعمال ضریب تنوع ۰٫۹ به هر مدار فرعی، جریان مورد انتظار برای هر مدار برابر با ۹۰ آمپر خواهد بود (یعنی ۱۰۰ × ۰٫۹). مجموع این جریان‌ها نیز برابر با ۳۶۰ آمپر است که با جریان نامی واحد عملکردی D2 مطابقت دارد.

اندازه‌گیری فواصل هوایی و فواصل خزش تابلو

در طراحی تجهیزات الکتریکی، یکی از مهم‌ترین نکات ایمنی، جلوگیری از عبور جریان نشتی یا شکست عایق است. برای این منظور، باید فاصله‌های مناسبی بین قطعات برق‌دار و سایر بخش‌ها در نظر گرفته شود. این فاصله‌ها شامل دو نوع اصلی هستند:

فاصله هوایی: فاصله مستقیم بین دو نقطه از طریق هوا
فاصله خزش: فاصله‌ای که جریان ممکن است روی سطح عایق حرکت کند

اندازه‌گیری این فاصله‌ها معمولاً بر اساس عرض شیارهای موجود در تجهیز انجام می‌شود که با نماد (X) نشان داده می‌شود. مقدار این عرض به میزان آلودگی محیط بستگی دارد؛ هرچه محیط آلوده‌تر باشد، احتمال رسانا شدن آلودگی‌ها بیشتر است و باید فاصله بیشتری در نظر گرفته شود.

در جدول زیر، حداقل عرض شیارها بر اساس درجه آلودگی محیط مشخص شده است:

درجه آلودگی محیط	حداقل عرض شیار (X) (میلی‌متر)
۱ (خیلی تمیز)	۰.۲۵
۲ (نسبتاً تمیز)	۰.۵
۳ (نسبتاً آلوده)	۱.۵
۴ (بسیار آلوده)	۲.۵

به‌عنوان مثال، اگر محیط بسیار آلوده باشد، باید شیارها حداقل ۲.۵ میلی‌متر عرض داشته باشند تا از عبور جریان جلوگیری شود.

چند قانون مهم برای اندازه‌گیری این فاصله‌ها

اگر فاصله هوایی کمتر از ۳ میلی‌متر باشد، عرض شیار می‌تواند تا یک‌سوم آن کاهش یابد.
گوشه‌ها فرض می‌شوند که با یک پل عایقی به عرض (X) میلی‌متر پوشیده شده‌اند.
اگر عرض شیار برابر یا بیشتر از (X) میلی‌متر باشد، فاصله خزش روی لبه‌های شیار اندازه‌گیری می‌شود.
در قطعات متحرک، فاصله‌ها باید در بدترین حالت موقعیت قطعات (یعنی وقتی بیشترین نزدیکی وجود دارد) اندازه‌گیری شوند.

استفاده از پره‌ها

در طراحی تجهیزات الکتریکی، یکی از روش‌های مؤثر برای افزایش ایمنی و کاهش احتمال عبور جریان نشتی، استفاده از پره‌ها (Ribs) روی سطح عایق است. این پره‌ها به‌صورت برجستگی‌هایی روی سطح قطعات عایق قرار می‌گیرند و تأثیر زیادی در کنترل آلودگی محیطی دارند.
پره‌ها باعث می‌شوند سطح عایق سریع‌تر خشک شود و آلودگی‌های موجود کمتر بتوانند مسیر رسانا ایجاد کنند. در نتیجه، احتمال تشکیل جریان نشتی به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

یکی از مزایای مهم استفاده از پره‌ها این است که می‌توان فاصله خزش مورد نیاز را کاهش داد. طبق استانداردها، اگر ارتفاع پره‌ها حداقل ۲ میلی‌متر باشد، می‌توان فاصله خزش را تا ۸۰٪ مقدار اولیه کاهش داد. یعنی ضریب کاهش برابر با ۰.۸ در نظر گرفته می‌شود. این کاهش به شرطی معتبر است که طراحی پره‌ها به‌درستی انجام شود و شرایط محیطی نیز در نظر گرفته شود.

حفاظت تابلو برق فشار ضعیف در برابر ولتاژهای ضربه‌ای

1. ارتباط ولتاژها و انتخاب تجهیزات

در طراحی تجهیزات الکتریکی، یکی از نکات مهم، انتخاب ولتاژ تحمل ضربه مناسب برای تجهیزات است. این ولتاژ نشان می‌دهد که یک تجهیز تا چه حد می‌تواند در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ (مثل صاعقه یا کلیدزنی) مقاومت کند، بدون اینکه آسیب ببیند.
جدولی زیر، نمونه‌هایی از این ارتباط را نشان می‌دهد؛ یعنی برای هر ولتاژ نامی سیستم، چه مقدار ولتاژ تحمل ضربه برای تجهیزات مناسب است.
مبنای این مقادیر، عملکرد سرج ارسترها (Surge Arresters) است که وظیفه محافظت از تجهیزات در برابر ولتاژهای ناگهانی را دارند. این مقادیر مطابق با استاندارد بین‌المللی IEC 60099-1 تعیین شده‌اند.

2. کنترل اضافه ولتاژهای تابلو برق فشار ضعیف

در سیستم‌های برق، گاهی ولتاژ به‌طور ناگهانی افزایش می‌یابد؛ مثلاً هنگام صاعقه یا کلیدزنی. این اضافه‌ولتاژها می‌توانند به تجهیزات آسیب بزنند. برای جلوگیری از این آسیب، باید تجهیزات دارای سطح عایقی مناسبی باشند تا بتوانند این ولتاژهای گذرا را تحمل کنند.
در جدول بالا، مقادیر پیشنهادی برای ولتاژ تحمل ضربه تجهیزات بر اساس ولتاژ نامی سیستم ارائه شده‌اند. اما باید توجه داشت که کنترل اضافه‌ولتاژها فقط با سرج ارسترها انجام نمی‌شود. گاهی شرایط فنی سیستم مثل وجود امپدانس مناسب یا استفاده از کابل‌های خاص می‌تواند به کاهش این ولتاژها کمک کند.
در چنین مواردی، برای انتخاب سطح عایق مناسب تجهیزات، می‌توان از استاندارد IEC 60364-4-44 استفاده کرد. این استاندارد راهنمایی‌هایی ارائه می‌دهد تا بین ولتاژ نامی سیستم و ولتاژ تحمل ضربه تجهیزات، هماهنگی منطقی برقرار شود.

ضریب a برای دماهای داخل تابلو

در طراحی تابلو برق فشار ضعیف، باید توجه داشت که دمای محیط و دمای باسبار می‌تواند بستگی به نوع طراحی و شرایط کاری، به‌ویژه در جریان‌های عملیاتی بالا، بسیار متفاوت باشد.

برای بررسی دقیق افزایش دمای واقعی در این شرایط، لازم است آزمایش‌های عملی انجام شود. پس از تعیین دمای واقعی، می‌توان تلفات توان را با همان روش محاسبه‌ای که در جدول زیر استفاده شده، برآورد کرد.

همچنین در جریان‌های بالا، ممکن است تلفات ناشی از جریان‌های گردابی اضافی به‌وجود آید که در مقادیر جدول زیر لحاظ نشده‌اند و باید به‌صورت جداگانه مورد بررسی قرار گیرند.

سازگاری الکترومغناطیسی تابلو برق فشار ضعیف

بخش Annex J از استاندارد (که یک بخش هنجاری و الزامی است) به موضوع مهمی به نام سازگاری الکترومغناطیسی یا EMC می‌پردازد. منظور از EMC این است که تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی طوری طراحی شوند که نه باعث ایجاد اختلال الکترومغناطیسی در سایر تجهیزات شوند، و نه خودشان از اختلالات محیطی آسیب ببینند.
این بخش مخصوص تابلوهایی است که مدارهای الکترونیکی دارند. در چنین شرایطی، لازم است الزامات EMC طبق Annex J رعایت شود تا از بروز تداخل، کاهش عملکرد یا خرابی تجهیزات جلوگیری شود.

تعاریف و اصطلاحات سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)

برای درک الزامات EMC، ابتدا باید تعاریف پورت‌های مختلف تجهیز مشخص شود:

1. پورت (Port)

در استانداردهای مربوط به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)، واژه “پورت” به بخشی از تجهیز گفته می‌شود که با محیط الکترومغناطیسی بیرونی در ارتباط است. یعنی هر رابطی که از طریق آن تجهیز با کابل‌ها، سیگنال‌ها یا تجهیزات دیگر ارتباط برقرار می‌کند، یک پورت محسوب می‌شود.
این پورت‌ها می‌توانند مسیر ورود یا خروج اختلالات الکترومغناطیسی باشند.

2. پورت محفظه (Enclosure port)

پورت به بخشی از بدنه یا محفظه تجهیز گفته می‌شود که در مرز تماس با محیط بیرونی قرار دارد. از طریق این قسمت، میدان‌های الکترومغناطیسی می‌توانند به تجهیز وارد شوند یا از آن خارج شوند. به بیان ساده‌تر، پورت همان نقطه‌ای است که تجهیز می‌تواند تحت تأثیر امواج الکترومغناطیسی محیط قرار بگیرد یا خودش این امواج را به بیرون منتشر کند.

3. پورت ارت عملکردی (Functional earth port)

در استانداردهای مربوط به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)، برخی پورت‌ها فقط برای اتصال دستگاه به زمین طراحی شده‌اند تا ایمنی الکتریکی آن حفظ شود. این نوع پورت‌ها با پورت‌های معمولی مثل سیگنال، کنترل یا توان فرق دارند، چون هدفشان انتقال داده یا انرژی نیست، بلکه فقط برای محافظت در برابر خطرات الکتریکی به کار می‌روند.

4. پورت سیگنال (Signal port)

در استانداردهای مربوط به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)، پورت سیگنال به بخشی از تجهیز گفته می‌شود که اطلاعات از طریق آن وارد یا خارج می‌شوند. این اطلاعات معمولاً توسط یک کابل یا هادی منتقل می‌شوند و هدف اصلی آن‌ها ارتباط داده‌ای بین تجهیزات است.

به‌عبارت ساده‌تر، پورت سیگنال همان رابطی است که داده‌ها از طریق آن به تجهیز می‌رسند یا از آن خارج می‌شوند.
نمونه‌هایی از پورت‌های سیگنال شامل باس‌های داده (data buses)، شبکه‌های ارتباطی (communication networks) و شبکه‌های کنترلی (control networks) هستند. این پورت‌ها باید طوری طراحی شوند که در برابر نویزها و اختلالات الکترومغناطیسی مقاوم باشند تا انتقال اطلاعات بدون خطا انجام شود و عملکرد تجهیز دچار مشکل نشود.

5. پورت برق (Power port)

پورت برق به بخشی از تجهیز گفته می‌شود که از طریق آن برق اصلی مورد نیاز برای کارکرد تجهیز یا تجهیزات متصل به آن وارد می‌شود. در واقع، این پورت همان جایی است که کابل یا هادی برق به دستگاه وصل می‌شود تا انرژی لازم برای عملکرد آن را تأمین کند.
برخلاف پورت‌های سیگنال یا کنترل که برای انتقال داده استفاده می‌شوند، پورت توان فقط برای انتقال انرژی الکتریکی طراحی شده است.

الزامات عملکردی سازگاری الکترومغناطیسی

در استانداردهای مربوط به تابلوهای برق فشار ضعیف (Assemblies)، برای بیشتر کاربردها دو نوع شرایط محیطی در نظر گرفته شده است:

محیط A
محیط B

این دسته‌بندی‌ها به طراحان و سازندگان کمک می‌کنند تا مشخص کنند تجهیزات در چه نوع محیطی باید عملکرد مناسبی داشته باشند. مثلاً محیط A ممکن است مربوط به فضاهای صنعتی یا کنترل‌شده باشد، در حالی که محیط B می‌تواند شامل فضاهای عمومی یا محیط‌هایی با سطح نویز بیشتر باشد.

نکته مهم این است که سازنده تابلو باید به‌وضوح مشخص کند که تابلو برای کدام نوع محیط طراحی شده است.

محیط A

در استانداردهای مربوط به تابلوهای برق فشار ضعیف (Assemblies)، محیط A به فضاهایی گفته می‌شود که معمولاً در شبکه‌های صنعتی یا تأسیسات غیرعمومی با ولتاژ پایین قرار دارند. این محیط‌ها به دلیل وجود منابع تداخلی شدید، نیازمند تجهیزات خاصی هستند که بتوانند در برابر نویزها و اختلالات الکترومغناطیسی مقاومت کنند. محیط A متناظر با تجهیزات کلاس A در استانداردهای بین‌المللی CISPR 11 و IEC 61000-6-4 است.
محیط‌های صنعتی معمولاً با یکی یا چند مورد از شرایط زیر شناخته می‌شوند:

وجود تجهیزات صنعتی
علمی یا پزشکی (ISM)
ماشین‌های الکتریکی
بارهای القایی یا خازنی سنگین که به‌طور مکرر سوئیچ می‌شوند، و میدان‌های مغناطیسی با شدت بالا. در چنین محیط‌هایی، طراحی و انتخاب تجهیزات باید با دقت انجام شود تا عملکرد سیستم دچار اختلال نشود و ایمنی الکتریکی حفظ گردد.

محیط B

محیط B به فضاهایی گفته می‌شود که در شبکه‌های عمومی ولتاژ پایین یا مکان‌های خانگی و صنعتی سبک قرار دارند. این محیط‌ها معمولاً فاقد منابع تداخلی شدید هستند؛ یعنی تجهیزاتی مانند جوش‌های قوس الکتریکی که نویز زیادی تولید می‌کنند، در این محیط‌ها وجود ندارند. به همین دلیل، تجهیزات مورد استفاده در محیط B نیاز به سطح بالایی از مقاومت در برابر اختلالات الکترومغناطیسی ندارند و با کلاس B در استاندارد CISPR 11 مطابقت دارند.
نمونه‌هایی از مکان‌هایی که در دسته محیط B قرار می‌گیرند عبارت‌اند از:

املاک مسکونی
مغازه‌ها
سوپرمارکت‌ها
دفاتر، بانک‌ها، سینماها
بارهای عمومی، پمپ بنزین‌ها، پارکینگ‌ها، مراکز ورزشی
کارگاه‌ها، آزمایشگاه‌ها و مراکز خدماتی.

این فضاها معمولاً از نظر الکترومغناطیسی آرام‌تر هستند و تجهیزات الکتریکی در آن‌ها با سطح نویز پایین‌تری مواجه‌اند.

الزامات تست سازگاری الکترومغناطیسی تابلو

در برخی پروژه‌ها، تابلوهای برق فشار ضعیف به‌صورت محدود یا سفارشی تولید می‌شوند، یعنی فقط برای یک کاربرد خاص طراحی شده‌اند و ترکیبی نسبتاً تصادفی از تجهیزات و قطعات را شامل می‌شوند. در چنین مواردی، معمولاً نیازی به انجام آزمون‌های نهایی یا ایمنی EMC روی کل تابلو نیست، به‌شرطی که دو شرط مهم رعایت شود:
اول اینکه همه تجهیزات و قطعات مورد استفاده باید با الزامات EMC مربوط به محیط مشخص‌شده هماهنگ باشند و طبق استاندارد عمومی یا استاندارد محصول مربوطه تأیید شده باشند. دوم اینکه نصب، سیم‌کشی، ارتینگ، غربالگری و سایر موارد فنی باید دقیقاً طبق دستورالعمل‌های سازندگان انجام شود تا از بروز تداخل یا اختلال جلوگیری شود.

انواع تست‌ها سازگاری الکترومغناطیسی

در تابلوهای برق فشار ضعیف، اگر واحدهای عملکردی داخلی نتوانند الزامات مورد نیاز را رعایت کنند، باید تحت آزمون‌های انتشار و ایمنی EMC قرار گیرند. این تست‌ها برای بررسی میزان تولید نویز الکترومغناطیسی و مقاومت تجهیز در برابر اختلالات محیطی انجام می‌شوند.
آزمون‌های مورد نیاز باید بر اساس استاندارد EMC مربوطه انجام شوند.
علاوه بر این، سازنده تابلو می‌تواند اقدامات تکمیلی برای تأیید عملکرد دستگاه در شرایط واقعی را در نظر بگیرد. برای مثال، ممکن است زمان‌های ماندگاری در آزمون‌ها اعمال شود تا رفتار تجهیز در طول زمان بررسی شود.

1. تست‌های ایمنی

در استانداردهای مربوط به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)، تابلوهای برق فشار ضعیف به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: تابلوهایی که مدارهای الکترونیکی ندارند، و تابلوهایی که شامل مدارهای الکترونیکی هستند.
برای تابلوهایی که فاقد مدارهای الکترونیکی هستند، نیازی به انجام آزمون‌های EMC نیست.
اما اگر تابلو شامل مدارهای الکترونیکی باشد، باید آزمون‌های EMC انجام شود. این آزمون‌ها باید متناسب با نوع محیط عملیاتی (محیط A یا B) انجام شوند. البته اگر سطح تست در استاندارد محصول مربوطه یا بر اساس مشخصات قطعات الکترونیکی از قبل تعیین شده باشد، می‌توان از آن استفاده کرد.

تجهیزاتی که از مدارهای الکترونیکی استفاده می‌کنند و تمام اجزای آن‌ها غیرفعال هستند، نیازی به تست ندارند.

2. تست‌های انتشار

در استانداردهای EMC، تابلوهای فشار ضعیف از نظر وجود مدارهای الکترونیکی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
در تابلوهای که مدارهای الکترونیکی ندارند، اختلالات الکترومغناطیسی فقط در زمان‌هایی رخ می‌دهند که تجهیزات به‌صورت گاه‌به‌گاه عملیات سوئیچینگ انجام می‌دهند. این اختلالات بسیار کوتاه‌مدت هستند (در حد چند میلی‌ثانیه)‌ و از نظر فرکانس، شدت و اثرگذاری، جزو شرایط معمول محیط‌های ولتاژ پایین محسوب می‌شوند.
به همین دلیل، این نوع اختلالات به‌عنوان بخشی طبیعی از محیط الکترومغناطیسی در نظر گرفته می‌شوند و نیازی به انجام آزمون‌های انتشار یا دریافت تأییدیه خاص نیست. در واقع، فرض بر این است که تابلو به‌طور پیش‌فرض با الزامات EMC سازگار است.
اما اگر تابلو دارای مدارهای الکترونیکی باشد، سازنده موظف است روش‌های تست EMC را مشخص کند.

حفاظت با جداسازی الکتریکی در تابلو برق فشار ضعیف

حفاظت توسط جداسازی الکتریکی یکی از روش‌های مهم ایمنی در سیستم‌های الکتریکی است که برای جلوگیری از خطرات برق‌گرفتگی طراحی شده است. در این روش، مدار الکتریکی به‌گونه‌ای از سایر مدارها و زمین جدا می‌شود که تماس مستقیم یا غیرمستقیم با بخش‌های خطرناک، ایمنی افراد را به خطر نیندازد.

این نوع حفاظت دو هدف اصلی را دنبال می‌کند:

حفاظت پایه‌ای:
این نوع حفاظت از تماس مستقیم با بخش‌های حامل جریان جلوگیری می‌کند. برای این منظور، بین بخش‌های رسانای مدار و زمین، از عایقی مناسب استفاده می‌شود تا هیچ‌گونه اتصال ناخواسته ایجاد نشود.
حفاظت در برابر خطا:
این حفاظت برای جلوگیری از تماس غیرمستقیم با بخش‌های برق‌دار در شرایط خطا طراحی شده است و به دو روش انجام می‌شود:
- جداسازی کامل مدار از سایر مدارها و از زمین
- در مدارهایی که چند تجهیز به آن متصل هستند، استفاده از اتصال هم‌پتانسیل بین بخش‌های فلزی قابل لمس، بدون اتصال به زمین

در این سیستم حفاظتی، اتصال عمدی بخش‌های فلزی قابل لمس به زمین یا به هادی حفاظتی مجاز نیست. این ممنوعیت باعث می‌شود مدار کاملاً ایزوله باقی بماند.

الزامات جداسازی الکتریکی

رای اینکه حفاظت توسط جداسازی الکتریکی به‌درستی و با ایمنی کامل انجام شود، لازم است تمام الزامات فنی و ایمنی رعایت شوند.

1. منبع تغذیه

برای اینکه مدار جداشده به‌درستی عمل کند و ایمنی الکتریکی آن تضمین شود، باید از منبع تغذیه‌ای استفاده شود که بتواند ایزوله‌سازی کامل بین ورودی و خروجی را فراهم کند.

این منبع می‌تواند یک ترانسفورماتور ایزوله باشد یا هر منبع تغذیه دیگری که درجه ایمنی معادل با آن را ارائه دهد، مانند یک ژنراتور موتوری با سیم‌پیچ‌هایی که به‌خوبی عایق‌بندی شده‌اند. توانایی منبع در مقاومت در برابر ولتاژ تست بسیار بالا، یکی از معیارهای اصلی برای تأیید کیفیت ایزولاسیون محسوب می‌شود.
در مورد منابع تغذیه که به سیستم تغذیه اصلی متصل هستند؛ یعنی یا از نوع تجهیزات کلاس II باشند یا دارای عایق‌بندی معادل. منابع تغذیه ثابت نیز باید خروجی آن‌ها به‌طور کامل از ورودی و از بدنه فلزی منبع با عایق مناسب جدا شده باشد. در حالت دوم، اگر منبع تغذیه چند تجهیز را تغذیه کند، نباید بخش‌های فلزی قابل لمس آن تجهیزات به بدنه فلزی منبع وصل شوند.

2. انتخاب و نصب منبع تغذیه

برای حفظ ایمنی در مدارهای ایزوله، رعایت چند اصل کلیدی ضروری است. اول اینکه ولتاژ این مدارها نباید از ۵۰۰ ولت بیشتر باشد. این محدودیت برای جلوگیری از خطرات ناشی از ولتاژ بالا در سیستم‌های ایزوله‌شده در نظر گرفته شده است.
در مرحله نصب، باید دقت شود که هیچ‌ یک از بخش‌های برقدار که از مدار جدا شده‌اند، به زمین یا به مدارهای دیگر متصل نباشند.
برای جلوگیری از اتصال ناخواسته به زمین، باید عایق‌بندی مناسبی بین بخش‌های برقدار و زمین وجود داشته باشد. همچنین باید اطمینان حاصل شود که ورودی و خروجی ترانسفورماتور کاملاً از هم ایزوله شده‌اند.
نکته مهم دیگر این است که در سیستم‌های الکتریکی، جداسازی بین بخش‌های برقدار تجهیزات داخل تابلو مانند رله‌ها، کنتاکتورها نیز باید رعایت شود.

3. کابل‌ها و سیم‌ها

کابل‌ها و سیم‌ها باید در تمام بخش‌هایی که در دسترس هستند، به‌گونه‌ای نصب شوند که از نظر مکانیکی قابل مشاهده باشند. یعنی مسیر عبور آن‌ها باید مشخص و قابل بررسی باشد تا در صورت آسیب‌دیدگی، فرسودگی یا خطر تماس ناخواسته، بتوان به‌موقع آن را تشخیص داد و اقدام لازم را انجام داد.

استفاده از سیم‌کشی جداگانه

برای حفظ ایمنی در مدارهای ایزوله شده، استفاده از سیستم سیم‌کشی مستقل و جداگانه ضروری است. یعنی نباید مدار ایزوله شده را با مدارهای دیگر در یک مسیر یا کانال مشترک سیم‌کشی کرد. اگر به هر دلیلی از یک سیستم سیم‌کشی مشترک استفاده شود، باید از کابل‌هایی استفاده شود که جداسازی الکتریکی را تضمین کنند.
در این حالت، ولتاژ نامی عایق هادی‌ها باید حداقل برابر با بالاترین ولتاژی باشد که ممکن است در مدار رخ دهد. همچنین هر مدار باید به‌طور جداگانه در برابر جریان بیش از حد محافظت شود تا از خطرات احتمالی مانند آتش‌سوزی یا آسیب به تجهیزات جلوگیری شود.

تغذیه یک تجهیز

در مدارهای ایزوله شده که تنها یک تجهیز به آن متصل است، نباید بخش‌های فلزی قابل لمس آن تجهیز به هادی حفاظتی یا به بخش‌های فلزی قابل لمس سایر مدارها وصل شوند.
اما اگر به هر دلیلی (چه به‌صورت عمدی یا سهوی) بخش‌های فلزی قابل لمس مدار با بخش‌های فلزی سایر مدارها تماس پیدا کنند، دیگر نمی‌توان فقط به جداسازی الکتریکی برای جلوگیری از شوک الکتریکی اعتماد کرد.

در این حالت، ایمنی افراد وابسته به نوع حفاظت‌هایی است که برای آن مدارهای دیگر در نظر گرفته شده‌اند؛ مثل اتصال به زمین، استفاده از تجهیزات کلاس II یا سایر روش‌های حفاظتی.

تغذیه بیش از یک تجهیز

اگر اقدامات حفاظتی لازم برای جلوگیری از آسیب یا نقص عایق در منبع تغذیه مدار جدا شده انجام شده باشد، می‌توان بیش از یک تجهیز را از این مدار تغذیه کرد، به شرطی که تمام الزامات ایمنی رعایت شوند.

نخست، باید تمام بخش‌های فلزی قابل لمس تجهیزات متصل به مدار با استفاده از هادی‌های هم‌پتانسیل به یکدیگر وصل شوند، بدون اینکه به زمین، هادی حفاظتی یا بخش‌های فلزی مدارهای دیگر متصل باشند.

در صورتی که این بخش‌ها به‌صورت عمدی یا ناخواسته با مدارهای دیگر تماس پیدا کنند، دیگر نمی‌توان فقط به جداسازی الکتریکی برای ایمنی اعتماد کرد؛ بلکه باید از روش‌های حفاظتی مدارهای دیگر نیز استفاده شود.
تمام سوکت‌ها باید دارای کنتاکت حفاظتی باشند که به همان سیستم هم‌پتانسیل (بدون اتصال به زمین) وصل شده‌اند. همچنین، در صورتی که تجهیزات کلاس II تغذیه نمی‌شوند، تمام کابل‌ها باید شامل یک هادی حفاظتی باشند تا برای هم‌پتانسیل استفاده شوند.

در نهایت، باید اطمینان حاصل شود که اگر دو خطا به‌طور هم‌زمان بر بخش‌های فلزی قابل لمس تجهیزات مختلف که با قطبیت‌های متفاوت تغذیه می‌شوند تأثیر بگذارند، یک تجهیز حفاظتی بتواند مدار را در زمان مناسب قطع کند.

حداکثر زمان‌های قطع برای سیستم‌های TN

تجهیزات کلاس II یا عایقی

برای محافظت از افراد در برابر خطر برق‌گرفتگی، تجهیزات الکتریکی باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که ایمنی لازم را فراهم کنند. یکی از روش‌های مؤثر، استفاده از تجهیزات کلاس II است که دارای ساختار عایقی دوگانه یا تقویت‌شده هستند.

این یعنی دو لایه محافظتی در ساختار آن‌ها وجود دارد تا اگر لایه اول آسیب دید، لایه دوم جلوی عبور جریان خطرناک را بگیرد. همچنین برخی تابلوهای برق فشار ضعیف به‌صورت کامل عایق‌بندی می‌شوند، به‌طوری‌که هیچ بخش فلزی در معرض تماس مستقیم قرار نمی‌گیرد.

تجهیزاتی که از این نوع حفاظت استفاده می‌کنند، با نماد یک مربع داخل مربع دیگر مشخص می‌شوند. هدف اصلی از این نوع عایق‌بندی، جلوگیری از انتقال ولتاژ خطرناک به بخش‌های فلزی دستگاه در صورت بروز خرابی در عایق اصلی است.

حداقل فواصل هوایی در آمریکای شمالی

حداقل فواصل خزشی در آمریکای شمالی

محدودیت‌های افزایش دما در آمریکای شمالی

در سیستم‌های الکتریکی آمریکای شمالی، میزان افزایش دمای مجاز برای تجهیزات مختلف بر اساس قطعات متصل به آن‌ها مانند کانکتورهای سیم، کابل‌ها، کلیدهای قطع‌کننده و سایر اجزا تعیین می‌شود.

رعایت این محدودیت‌ها برای حفظ عملکرد ایمن و مطمئن کل سیستم ضروری است. این الزامات توسط کد ملی برق آمریکا (NFPA 70، نسخه 2002، ماده 110.14-C با عنوان «محدودیت‌های دمایی») مشخص شده‌اند و در کشور مکزیک نیز طبق استاندارد NOM-001-SEDE (نسخه 2005) به‌صورت اجباری اجرا می‌شوند.

جدول زیر در این استانداردها، میزان افزایش دمای مجاز برای اجزای مختلف تابلوهای برق فشار ضعیف را نشان می‌دهد و توجه به آن‌ها در انتخاب و نصب تجهیزات، نقش مهمی در جلوگیری از خرابی، افزایش عمر سیستم و حفظ ایمنی کاربران دارد.

تصاویری از ایزوله‌سازی اجزای داخلی تابلو

جهت آموزش نقشه‌کشی برق و تهیه داکیومنت مهندسی

مطابق با استاندارد IEC 61082

روی دکمه ”مطالعه مقاله” کلیک کنید.

آموزش نقشه‌کشی برق با استاندارد IEC 61082

مطالعه مقاله

آیا این مقاله برایتان مفید بود؟

بله 4 خیر 0

برچسب‌ها

حمید زینالی

سلام دوستان حمید زینالی هستم دانشجوی رشته مهندسی برق گرایش قدرت از دانشگاه شهیدبهشتی و طراح نقشه کش برق و اتوماسیون صنعتی با نرم افزار ایپلن الکتریک، در برق استایل محتوایی را تولید میکنم که برای شما مفید باشد.