آشنایی با استاندارد ولتاژ برق | مطابق با استاندارد IEC 60038

1. ولتاژ نامی سیستم (nominal system voltage)

ولتاژ نامی، یک مقدار تقریبی از ولتاژ است که برای معرفی یا شناسایی یک سیستم برقی به کار می‌رود. این عدد نشان می‌دهد سیستم در چه محدوده‌ای طراحی شده و تجهیزات آن باید با چه سطح ولتاژی سازگار باشند. 

به بیان دیگر، ولتاژ نامی مقدار دقیق لحظه‌ای نیست، بلکه یک مقدار قراردادی است که به ما کمک می‌کند سیستم‌ها و تجهیزات مختلف را راحت‌تر دسته‌بندی، مقایسه و انتخاب کنیم. برای مثال وقتی می‌گوییم یک شبکه 220 ولت یا 400 ولت است، منظورمان همین ولتاژ نامی است که به عنوان شاخص اصلی برای طراحی و استفاده از تجهیزات در آن سیستم در نظر گرفته می‌شود.

2. بالاترین ولتاژ یک سیستم (Highest voltage for equipment)

بالاترین ولتاژ سیستم به بیشترین مقدار ولتاژی که در شرایط عادی و طبیعی کارکرد، در هر لحظه و در هر نقطه‌ای از شبکه دیده می‌شود. این مقدار نشان‌دهنده ماکزیمم ولتاژ عملیاتی سیستم است و به ما کمک می‌کند محدوده عملکرد تجهیزات را بهتر بشناسیم. 

نکته مهم این است که این تعریف شامل ولتاژهای غیرعادی یا گذرا نمی‌شود؛ یعنی اگر ولتاژ به طور موقت افزایش پیدا کند، مثلاً به دلیل عملیات کلیدزنی یا تغییرات لحظه‌ای، آن‌ها جزو بالاترین ولتاژ سیستم حساب نمی‌شوند. 

به زبان ساده، بالاترین ولتاژ سیستم همان بیشترین ولتاژی است که در شرایط عادی کارکرد دستگاه یا شبکه رخ می‌دهد، نه ولتاژهای ناگهانی و کوتاه‌مدت.

بالاترین ولتاژ برای تجهیزات در واقع همان حداکثر ولتاژی است که یک تجهیز برقی برای آن طراحی و ساخته شده است. این ولتاژ نشان می‌دهد تجهیز تا چه اندازه می‌تواند در برابر فشار الکتریکی مقاومت کند. 

این مقدار بیشتر از همه به کیفیت عایقی و همچنین سایر مشخصات فنی و توصیه‌های سازنده تجهیزات وابسته است. نکته مهم این است که تجهیزات فقط باید در سیستم‌هایی استفاده شوند که ولتاژ آن‌ها کمتر یا مساوی با بالاترین ولتاژ طراحی‌شده برای تجهیزات باشد؛ زیرا اگر ولتاژ سیستم بیشتر از ظرفیت تجهیز باشد، خطر آسیب دیدن دستگاه یا بروز مشکلات جدی مانند برق‌گرفتگی یا آتش‌سوزی وجود دارد. 

3. کمترین ولتاژ یک سیستم

کمترین ولتاژ سیستم به آن مقدار حداقلی از ولتاژ گفته می‌شود که در شرایط عادی و طبیعی کارکرد، در هر لحظه و در هر نقطه‌ای از شبکه یا تجهیزات دیده می‌شود. این مقدار نشان‌دهنده پایین‌ترین سطح ولتاژ عملیاتی سیستم است و به ما کمک می‌کند محدوده عملکرد تجهیزات را بهتر بشناسیم.

نکته مهم این است که این تعریف شامل ولتاژهای غیرعادی یا گذرا نمی‌شود؛ یعنی اگر ولتاژ به طور موقت کاهش پیدا کند، مثلاً به دلیل عملیات کلیدزنی یا تغییرات لحظه‌ای، آن‌ها جزو کمترین ولتاژ سیستم حساب نمی‌شوند. 

به زبان ساده، کمترین ولتاژ سیستم همان کمترین ولتاژی است که در شرایط عادی کارکرد دستگاه یا شبکه رخ می‌دهد، نه افت‌های ناگهانی و کوتاه‌مدت.

4. ترمینال‌های تغذیه

ترمینال‌های تغذیه همان نقاط مشخصی در شبکه انتقال یا توزیع برق هستند که به‌طور ویژه طراحی شده و بر اساس قرارداد بین دو طرف تعیین می‌شوند. در این نقاط، انرژی الکتریکی بین طرف‌های قرارداد مبادله می‌شود. 

به زبان ساده، ترمینال تغذیه مثل یک “ایستگاه تحویل” در شبکه برق است؛ جایی که تولیدکننده و مصرف‌کننده یا دو شرکت برق، انرژی را طبق توافق به یکدیگر منتقل می‌کنند.

5. ولتاژ تغذیه

ولتاژ تغذیه همان ولتاژی است که در ترمینال‌های تغذیه اندازه‌گیری می‌شود و می‌تواند به صورت فاز به فاز یا فاز به نول باشد. این ولتاژ در واقع نشان‌دهنده سطح ولتاژی است که انرژی الکتریکی در نقطه‌ی تحویل یا مبادله‌ی برق بین طرف‌های قرارداد وجود دارد. 

یادآوری مهم این است که تعریف معادل ولتاژ تغذیه، همان ولتاژ خط به خط یا خط به نول در ترمینال‌های تغذیه است. به زبان ساده، وقتی صحبت از ولتاژ تغذیه می‌کنیم، منظورمان همان ولتاژی است که در نقطه‌ی اتصال شبکه و مصرف‌کننده یا تولیدکننده برق برقرار است.

6. محدوده ولتاژ تغذیه

محدوده ولتاژ تغذیه یعنی بازه‌ای از ولتاژ که در ترمینال‌های تغذیه وجود دارد. این محدوده نشان می‌دهد ولتاژ سیستم در نقطه‌ی تحویل یا مبادله‌ی انرژی الکتریکی، در چه بازه‌ای تغییر می‌کند و چه حداقل و حداکثری برای آن در شرایط عادی قابل قبول است. 

به زبان ساده، وقتی از محدوده ولتاژ تغذیه صحبت می‌کنیم، منظورمان این است که ولتاژ در ترمینال‌های تغذیه همیشه دقیقاً یک عدد ثابت نیست، بلکه در یک بازه‌ی مشخص قرار دارد که برای عملکرد درست تجهیزات و شبکه در نظر گرفته شده است.

7. ولتاژ بهره‌برداری

ولتاژ در پریزها یا در نقاطی که تجهیزات به صورت ثابت نصب می‌شوند، همان ولتاژ بین دو فاز (فاز به فاز) یا بین یک فاز و نول (فاز به نول) است. این ولتاژ در واقع سطح ولتاژی را نشان می‌دهد که مصرف‌کننده‌ها یا دستگاه‌های برقی هنگام اتصال به شبکه دریافت می‌کنند. 

یادآوری مهم این است که تعریف معادل این ولتاژ، همان ولتاژ خط به خط یا خط به نول در همین نقاط است. به زبان ساده، منظور از ولتاژ پریز یا نقطه اتصال، همان ولتاژی است که دستگاه‌ها هنگام وصل شدن به شبکه برق تجربه می‌کنند.

8. محدوده ولتاژ بهره‌برداری

محدوده ولتاژ در پریزها یا در نقاطی که تجهیزات به صورت ثابت نصب می‌شوند، همان بازه‌ای از ولتاژ است که در این نقاط وجود دارد و دستگاه‌ها هنگام اتصال به شبکه برق با آن مواجه می‌شوند. این محدوده نشان می‌دهد ولتاژ دقیقاً یک عدد ثابت نیست، بلکه در یک بازه‌ی مشخص تغییر می‌کند و تجهیزات باید توانایی کارکرد در این بازه را داشته باشند. 

نکته مهم این است که در برخی استانداردهای تجهیزات، مانند IEC 60335-1 و IEC 60071، اصطلاح «محدوده ولتاژ» ممکن است معنای متفاوتی داشته باشد. بنابراین هنگام طراحی یا انتخاب تجهیزات، باید توجه داشت که تعریف محدوده ولتاژ بستگی به استاندارد مورد استفاده می‌تواند تغییر کند.

9. محدوده ولتاژ تغذیه (Supply Voltage Range):

در شرایط عادی عملکرد، ولتاژ تغذیه یک دستگاه یا سیستم باید نزدیک به ولتاژ نامی آن باشد. طبق استاندارد، این ولتاژ می‌تواند کمی تغییر کند اما میزان تغییر نباید بیشتر از ۱۰ درصد بالاتر یا پایین‌تر از مقدار نامی باشد. 

به عنوان مثال، اگر ولتاژ نامی سیستم ۲۳۰ ولت باشد. محدوده مجاز ولتاژ بین ۲۰۷ ولت تا ۲۵۳ ولت خواهد بود. در این بازه، دستگاه به طور طبیعی و بدون مشکل کار می‌کند. اما اگر ولتاژ از این محدوده خارج شود، ممکن است عملکرد سیستم دچار اختلال یا آسیب شود.

10. سیستم‌های کششی (Traction Systems) DC و AC

در سیستم‌های کششی چه DC و چه AC، ولتاژ باید از مقادیر استانداردی که در جدول زیر مشخص شده انتخاب شود. منظور از سیستم‌های کششی، مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی، وسایل نقلیه ریلی (مثل قطارها) و همچنین تجهیزات ثابت مربوط به راه‌آهن است. 

این مقادیر و استانداردها بر اساس توافق‌های بین‌المللی کمیته مشترک تجهیزات کشش الکتریکی (C.M.T.) و کمیته‌های فنی سازمان IEC تدوین شده‌اند.