برق صنعتی

برق صنعتی چیست و چه کاربردی دارد؟

با پیشرفت هرچه بیشتر تکنولوژی، یکی از پرکاربرد‌ترین و اساسی‌ترین انرژی‌هایی مورد استفاده در جهان، انرژی برق می‌باشد. این انرژی در دو دسته مصارف خانگی (برق تک فاز) و مصارف صنعتی (برق سه فاز) استفاده می‌شود. سعی ما در این مطلب آشنا نمودن شما با برق صنعتی یا همان برق سه فاز است. برق سه فاز از طریق یک سیم نول و سه سیم فاز، از تیر برق انشعاب پیدا می‌کند و ولتاژ آن ۳۸۰ ولت است. سیم‌های مورد استفاده در این حوزه با سیم‌های مورد استفاده در برق خانگی از نظر ضخامت متفاوت می‌باشند. در واقع سیم و کابل‌های برق سه فاز نسبت به برق تک فاز ضخیم‌تر می‌باشند. به ‌طور کلی برق صنعتی عبارت است از فرایند کنترل نمودن برق سه فازی که با ورود آن به کارگاه یا کارخانه، تجهیزات آنها مانند تابلو برق یا انواع کلید روشن و خاموش می‌شوند و توان مورد نیازشان تامین می‌گردد.

در هر فضایی که ارتباطی با صنعت داشته باشد و در عین حال مرتبط با مسائل پیچیده الکتریکی باشد، برق صنعتی کاربرد و کارایی دارد. از کاربرد‌های برق صنعتی می‌توان به کنترل دور موتور‌های الکتریکی، کنترل کردن کمپرسور، کنترل موتور تک فاز، کاربرد آن در تابلو برق، قطع و وصل برق یک مکان، کنترل بر توان برق وارد شده به کارخانه و کارگاه‌ها، کنترل پمپ آب کشاورزی و… اشاره کرد.

نقش تابلو برق در تجهیزات برق صنعتی

در این قسمت به معرفی برخی از انواع تجهیزات برق صنعتی می‌پردازیم. در ابتدا لازم است تا توضیحی در رابطه با تابلو برق صنعتی ارائه شود. منظور از تابلو برق صنعتی، محفظه‌ای می‌باشد که قطعات و تجهیزات مرتبط با کنترل برق، درون این محفظه نصب می‌شوند. متناسب با کاربرد تابلو برق، این تجهیزات می‌توانند متفاوت باشند. تابلو برق‌ها از قطعات و تجهیزات درون خود در مقابل عوامل محیطی گوناگون محافظت می‌کنند. همینطور از افراد در برابر برق گرفتگی حفاظت می‌کنند. تابلو برق‌ها از اجزای مختلفی تشکیل می‌شوند.

تابلو برق‌ها با توجه به ولتاژ، به سه دسته فشار ضعیف با میزان ولتاژ تا ۱۰۰۰ ولت، فشار برق متوسط با میزان ولتاژ تا ۳۶ کیلو ولت و فشار قوی با سطح بیش از ۳۶۰۰۰ ولت تقسیم می‌شوند. یکی از پرکاربردترین تابلو برق‌ها، نوع فشار ضعیف آن است. این نوع از تابلو برق‌ها، انواع مختلفی از جمله تابلو برق مربوط به مرکز کنترل کننده موتور، مرکز کنترل کننده قدرت، کنترل کننده اتوماسیون، تابلو اصلاح ضریب قدرت و تابلو حفاظت دارند. از لحاظ طرح نیز تابلو برق‌های فشار ضعیف در چند طرح دیواری، روکار، توکار و ایستاده چند منظوره ساخته می‌شوند.

طراحی تابلو برق فشار متوسط نیز به دو شکل ثابت و متحرک می‌باشد. از کاربردهای این تابلو برق نیز می‌توان به کنترل انرژی الکتریکی نیروگاه‌ها، صنایع تولیدی، میادین گاز و نفت، پتروشیمی‌ها، عمران و سد سازی و… اشاره کرد.

معرفی برخی از تجهیزات برق صنعتی

1. کنتاکتور:

یکی از پرکاربرد‌ترین و مهم‌ترین تجهیزات در حوزه برق صنعتی، کنتاکتور می‌باشد. کنتاکتور خود از بخش‌های مختلفی از جمله تیغه، محفظه، بوبین و همینطور رله حرارتی و تیغه کمکی تشکیل شده است. به کمک کنتاکتور می‌توان مدار‌های قدرت را از راه دور قطع و وصل نمود. از کنتاکتور به عنوان کلید الکترومغناطیسی در تابلو برق نیز استفاده می‌شود.

 این قطعه اندازه‌های مختلفی دارد. سایز کوچک آن ولتاژ پایینی دارد. در مقابل، سایز بزرگ آن دارای ولتاژ‌های بالایی می‌باشد. کنتاکتور در وسایلی مورد استفاده قرار می‌گیرد که باید با قطع و وصل شدن مدار، به طور مکرر خاموش و روشن شوند. کنتاکتور در مقایسه با کلیدهای دستی دارای مزایایی می‌باشد.

مزایای کنتاکتور به کلید دستی:

• امکان فرمان اتوماتیک از چندین محل
• دارای قابلیت اتصال به PLC
• سرعت قطع و وصل بالا در عین حال استهلاک پایین
• قطع مدار مصرف کننده در زمان قطع برق ( در این حالت نیاز به استارت مجدد می‌باشد، در نتیجه از خطراتی که ممکن است در اثر وصل ناگهانی برق به وجود آید، جلوگیری می‌شود.)
• طول عمر بیشتر آن در مقایسه با دیگر تجهیزات برق صنعتی
• ایمن‌تر و اقتصادی‌تر بودن آن

2. کلید اتوماتیک:

از دیگر تجهیزات برق صنعتی، می‌توان از کلید اتوماتیک نام برد که از آن به منظور حفاظت استفاده می‌شود. این کلید از دستگاه‌های برق در مقابل اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می‌نماید. برخلاف کلید‌های غیر اتوماتیک که از آنها صرفا به منظور قطع و وصل نمودن استفاده می‌شود.

این کلیدها از لحاظ نوع تنظیمات، دو حالت قابل تنظیم و غیر قابل تنظیم دارند.

برخی تجهیزات جانبی بر روی این کلیدها به جهت افزایش کارایی، قابل نصب هستند.  از جمله این تجهیزات جانبی می‌توان از رله افت ولتاژ، موتور الکتریکی، کنتاک‌های کمکی، واحد محدود کننده جریان و… نام برد.

کلیدهای اتوماتیکی انواع مختلفی از جمله، کلید اتوماتیک کمپکت، کلید اتوماتیک هوایی دارند.

3. کلید حرارتی:

از دیگر تجهیزات و قطعات برق صنعتی، کلید حرارتی می‌باشد. از کلید‌های حرارتی با عنوان MPCB نیز نام برده می‌شود. این کلید‌ها محافظ موتور هستند و عملکردی مانند بی‌متال‌ها دارند. البته یک‌سری تفاوت بین کلید‌های حرارتی و بی‌متال‌ها وجود دارد. از جمله تفاوت‌های این دو این است که کلید‌های حرارتی بطور مستقیم قطع کننده سه فاز مدار قدرت هستند. در حالی که بی‌متال‌ها قطع‌کننده مدار فرمان می‌باشند. تفاوت دیگری که می‌توان به آن اشاره کرد این است که بی‌متال تنها از جریان حرارتی محافظت می‌کند. اما کلید حرارتی علاوه بر جریان حرارتی از جریان مغناطیسی نیز محافظت می‌کند.

 از جمله قابلیت‌های کلید‌های حرارتی می‌توان به قطع موتور در صورت به وجود آمدن اضافه بار، عدم نیاز به کنتاکتور جهت فرمان دادن، تنظیم آمپر در یک بازه بطور دقیق اشاره کرد.

از جمله مشخصات کلیدهای حرارتی این است که دارای شستی قطع و وصل هستند، به منظور تست سلامت کلید، دارای کلید تست هستند، سه فاز قدرت دارند. درجه‌ای به منظور تنظیم جریان دارند. در کلیدهای حرارتی این قابلیت وجود دارد که تجهیزات جانبی به آن‌ها اضافه شود.

مزایای کلیدهای حرارتی :

• دارا بودن قابلیت کنترل و فرمان پذیری
• دارا بودن قدرت قطع بالا
• دارای طیف وسیع و گسترده
• امکان تنظیمات دقیق هر یک از پارامترهای الکتریکی
• استفاده از کلیدهای حرارتی در مدارهای دارای جریان بالا
• مقاومت بالا در مقابل بارهای لحظه‌ای

کلید حرارتی دارای اجزایی از جمله تیغه تغییر وضعیت، محفظه جرقه زنی، کنتاکت‌های اصلی کلید، پیستون آرمیچر، بخش قطع کننده اضافه بار حرارتی، تغییر وضعیت قفل و… می‌باشد.

نقش بی متال‌ها در برق صنعتی

برای اینکه در مقابل اضافه بار از موتور‌های الکتریکی حفاظت شود، بی‌متال مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملکرد بی‌متال بدین شکل است، زمانی که جریان اضافه بار عبور پیدا می‌کند، دو فلز گرم شده و طول آنها افزایش پیدا می‌کند. در چنین حالتی دو فلز به طرف فلزی که دارای ضریب انبساط کمتری است خم می‌شوند. حرکت هر کدام از بی‌متال‌ها باعث ایجاد فشار به یک اهرم می‌شود. در نتیجه اهرم‌ها جابجا شده و در پی آن مسیر عبور جریان قطع و مدار باز می‌گردد.

این دو فلزی که گفته شد، معمولا از جنس فولاد و مس هستند. بی‌متال‌ها ساخته شده از اتصال این دو فلز دارای ضریب انبساطی مختلف هستند. بی‌متال در حالتی که اضافه باری احساس کند، به کنتاکتور فرمان قطع می‌دهد. بی‌متال‌ها انواع مختلفی از جمله دستی، اتوماتیک، دستی و اتوماتیک دارند.

انواع بی متال ها:

• بی‌متال دستی: در این نوع از بی‌متال، بعد از اینکه بی‌متال عملکرد خود در مدار را انجام داد، مدار قطع شده و فلز بی‌متال سرد و یه حالت اولیه بر‌می‌گردد. به منظور بازگرداندن کنتاک‌های داخلی بی‌متال به حالت اولیه، که در طی فرایند قطع کردن مدار، حالت اولیه خود را تغییر داده بودند، باید بطور دستی دکمه ریست که بر روی بی‌متال قرار دارد را فشار داده تا مجدد کنتاکت‌ها آماده قطع مدار باشند.

از جمله مدار‌هایی که معمولا حالت تنظیم دستی دارند می‌توان از تجهیزات پزشکی، منبع تغذیه، تجهیزات تهویه مطبوع و… نام برد.

• بی‌متال اتوماتیک: در این نوع از بی‌متال‌ها، همانطور که از نامشان پیداست، بعد از اینکه مدت زمان معینی گذشت و همینطور دمای معین حاصل شد، کنتاکت‌ها به شکل خودکار به حالت اولیه خود برمی‌گردند.
• بی‌متال دستی و اتوماتیک: این بی‌متال‌ها هر دو حالت اتوماتیک و دستی را به صورت یکجا دارا هستند. بر روی این نوع از بی‌متال، کلیدی قرار دارد که می‌توان با استفاده از آن بی‌متال را در حالت قطع اتوماتیک یا قطع دستی قرار داد.

نقش بی متال‌ها در برق صنعتی

کلید مینیاتوری در برق صنعتی

وظیفه اصلی کلید مینیاتوری، محافظت از مدارهای الکتریکی در برابر جریان‌های غیر مجاز می‌باشد. در واقع اگر بیش از جریان اسمی، جریان دیگری از فیوز عبور کند، کلید مینیاتوری وارد عمل شده و جریان برق را قطع می‌کند. در نتیجه مانع آسیب دیدن مدار می‌شود. این کلیدها از لحاظ سرعت عملکردی که دارند، به دو دسته تند کار و کند کار تقسیم بندی می‌شوند. فیوزهای کند کار، مدار را با تاخیر قطع می‌کنند. در مقابل فیوزهای تند کار، جریان برق را در زمان کمتری قطع می‌کنند.

کلید مینیاتوری از طریق دو روش از مدار الکتریکی محافظت می‌کند. این دو روش عبارتند از:

• عملکرد بی متال: در این روش به جهت تشخیص جریان اضافه، از یک فلز بی متال استفاده می‌شود. در واقع در صورتی که بیش از جریان اسمی کلید، جریان دیگری عبور کند، کلید مینیاتوری جریان برق را قطع می‌کند.
• عملکرد سیم پیچ: در این روش یک سیم پیچ با قطر زیاد و تعداد دور کم، در حالت ورود جریان بیش از جریان اسمی، نسبت به قطع جریان عمل می‌کند.

 انواع مختلف کلیدهای مینیاتوری:

• کلید نوع B: این کلید معمولا در روشنایی و مصارف خانگی کارایی دارد. در حالتی که جریان اضافه ۳ تا ۵ برابر جریان اسمی مدار باشد، این نوع از کلید مینیاتوری جریان را قطع می‌کند.
• کلید نوع C: این نوع از کلید، به کلید مینیاتوری موتوری نیز شهرت دارد و کاربرد آن بیشتر در زمینه صنعتی می‌باشد. این کلید زمانی که میزان جریان اضافه ۵ تا ۱۰ برابر جریان اسمی باشد، نسبت به قطع جریان الکتریکی عمل می‌کند.
• کلید نوع K: این نوع از کلید مینیاتوری، به نام فیوز مینیاتوری قدرت نیز شناخته می‌شود.
• کلید نوع D: این کلید مینیاتوری نیز فیوز ترانسفورماتوری نامیده می‌شود.
• کلید نوع Z: این کلید جزو کلیدهای مینیاتوری بسیار حساس می‌باشد‌.

محل قرارگیری کلیدهای مینیاتوری در ساختمان‌ها، درون تابلو برق می‌باشد. از این کلیدها در بخش‌های صنعتی، منازل مسکونی، ادارات و شرکت‌ها و تابلوهای برق صنعتی استفاده می‌شود.

کلید مینیاتوری در برق صنعتی

آموزش برق صنعتی

با توجه به پیشرفت روز افزون تکنولوژی، تابلوهای برق صنعتی نیز ساختار و طراحی جدیدی پیدا کرده‌اند. افرادی که در حوزه برق صنعتی فعالیت می‌کنند نیاز دارند به منظور بروزرسانی اطلاعات خود، در دوره‌های آموزش برق صنعتی، شرکت کنند. افرادی نیز که علاقه دارند در حوزه‌های الکتریکی کار کرده و کسب درآمد کنند، باید حتما در این دوره‌ها شرکت نمایند. رشته برق گرایش‌های مختلفی دارد که برق صنعتی از پرکاربردترین گرایش‌های این رشته می‌باشد.

از نظر درآمدی نیز این حوزه یکی از  پردرآمدترین مشاغل است. از جمله مراکزی که شرایط اشتغال برای افرادی که در این حوزه تحصیلات دارند یا آموزش‌های لازم را دیده‌اند، فراهم آورده‌اند می‌توان به نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها، کارگاه‌های مختلف صنعتی، شرکت‌های تابلو برق سازی، کارخانه‌های بزرگ صنعتی و… اشاره کرد.

در کلاس‌های آموزش برق صنعتی، مباحث مقدماتی تا پیشرفته این حوزه ارائه می‌شوند. به منظور این دوره آموزشی، سرفصل‌های استانداردی تدوین شده‌اند.

سرفصل‌های آموزش برق صنعتی:

• مبانی برق صنعتی
• آشنا نمودن فرد با انواع مختلف سیم و محاسبات آن
• آشنا ساختن دانش‌پذیر با انواع گوناگون موتورها و چگونگی انتخاب موتور مناسب با فعالیت و پروژه مورد نظر
• آشنایی با انواع کنتاکتورها و شستی‌ها و انتخاب نوع مناسب کنتاکتور و شستی مناسب با پروژه
• آموزش و معرفی انواع مختلف کلیدهای حرارتی، بی متال‌ها و رله‌های کنترل بار
• آموزش طراحی مدارهای فرمان
• آموزش کار با نرم افزارهای گوناگون مرتبط با برق صنعتی
• آموزش نحوه راه اندازی الکتروموتورها
• کار کردن با درایوهای صنعتی مختلف
• نقشه کشی و همینطور نقشه خوانی انواع مختلف تابلو برق
• آشنایی با نحوه مونتاژ و تست
• آموزش کنترل محیط کار از لحاظ ایمنی
• رعایت نمودن فاصله‌های بین سیم‌های برق با لوله‌های گاز و لوله‌های آب
• قطع مدار در زمان تعویض و تعمیر قطعات معیوب
• آشنایی با انواع مختلف شبکه‌های توزیع
• آشنایی با برندهای تجهیزات برقی
• طراحی مدارهای پنوماتیکی و الکتروپنوماتیکی و…
• در نهایت نیز به صورت عملی اجرای پروژه‌های مختلف برق صنعتی آموزش داده می‌شود.