مقادیر ولتاژی و عایق‌بندی در تابلوهای فشارضعیف

عایق بندی تابلو‌های فشارضعیف نیز مانند تابلوهای فشار‌متوسط از اهمیّت زیادی برخوردار است و در این مقاله به مقادیر ولتاژی و همچنین عایق‌بندی تابلوهای فشارضعیف خواهیم پرداخت که در انتخاب این تجهیزات بسیار دارای اهمیّت است.
استاندارد مرجع در مورد تابلوهای فشارضعیف IEC-61439-1 می‌باشد و مقادیر مشخص‌شده زیر نیز بر اساس این استاندارد تعریف می‌گردد.

ولتاژ نامی (Un) :
ولتاژ نامی حداکثر ولتاژی می‌باشد که مدارات اصلی تابلو بر اساس آن طراحی شده است (ولتاژ مستقیم یا متناوب بسته به نوع تابلو) و لزوماً این ولتاژ با مقدار ولتاژ شبکه برابر نبوده و می‌تواند از آن بیشتر باشد.

ولتاژ عملکرد نامی (Ue) :
مقدار ولتاژی است که برای تجهیزت و تابلوها تعریف می‌گردد که جریان نامی نیز با این ولتاژ تعریف می‌گردد (مثلا ولتاژ ۴۰۰ ولت)

الف) فواصل عایقی خزشی (Creepage distance):
این فواصل بروی مواد عایقی بر اثر آلودگی بوجود می‌آید و بین فازها با یکدیگر ،‌ نول یا بدنه تابلو برقرار می‌گردد.
ب) فواصل عایقی مستقیم (Clearance) :
این فواصل فواصل مستقیم بین فازها با هم یا هادی نول یا بدنه تابلو می‌باشد و هنگام بروز اضافه ولتاژهای گذرا بین آنها قوس الکتریکی اتفاق می‌افتد.

ولتاژ عایق نامی (Ui) :
این ولتاژ تعیین کننده عایق‌بندی تابلوهای فشارضعیف می‌باشد که به عایق‌بندی Creepage Distance تابلو مرتبط می‌باشد و مشخص‌کننده تحمّل طولانی مدت عایق‌بندی تابلو در برابر اضافه ولتاژ‌ها می‌باشد.
ولتاژ عایقی نامی تابلو و تجهیزات آن تحت هیچ شرایطی نباشد از مقدار ولتاژ عملکرد نامی تجهیزات کمتر باشد.

ولتاژ عایقی نامی ضربه (Uimp) :
مقدار ولتاژی به شکل ضربه است که به منظور تست فواصل مستقیم عایقی (Clearance) به بخش‌های مختلف عایق‌بندی اعمال ‌می‌کنند.

در شکل زیر مقادیر ولتاژ مشخص‌شده به عنوان نمونه نسبت به یکدیگر مشخص‌شده است.

مقدار فواصل خزشی عایقی (Creepage distances) توسط مقدار ولتاژ‌ عایقی سیستم (Ui) و مقدار فواصل مستقیم عایقی (Clearance) توسط ولتاژ‌ عایقی ضربه (Uimp) تعیین می‌گردد.

مقدار فواصل عایقی مستقیم بین هادی‌های برقدار و نول و بدنه تابلو بر اساس Uimp از جدول زیر قابل استخراج است.

به عنوان مثال ، در یک تابلو با مقدار ولتاژ عایقی ضربه ۸ کیلوولت لازم است فواصل مستقیم بین هادی‌های برق‌دار با نول یا بدنه تابلو ،‌ ۸ میلی‌متر می‌باشد.

در جدول زیر نیز مقادیر فواصل خزشی بر اساس ولتاژ عایقی نامی (Ui) قابل استخراج است.

در جدول فوق ِدو مورد قابل توجه وجود دارد که به شکل مختصر به آنها پرداخته می‌گردد:

درجه آلودگی (Pollution Degree)
گروه مواد عایقی (Material Group)

با توجه به جدول فوق ، جهت درجات آلودگی بیشتر لازم است فواصل عایقی خزشی را افزایش‌داد که این کار با اضافه کردن rips یا موانع عایقی بین‌ هادی‌های برق‌دار انجام می‌گردد.

به فواصل عایقی خزشی و مستقیم در شکل زیر دقت کنید:

آلودگی به چه دلیل برای فواصل خزشی عایق‌بندی دارای اهمیّت است؟
آلودگی‌های محیط به دو دسته اصلی تقسیم می‌‌گردند:

۱- آلودگی‌های بدون خاصیت هدایت الکتریکی
۲- آلودگی‌های دارای خاصیت هدایت الکتریکی

نکته اینجاست که در اثر رطوبت و ایجاد میعان در تابلو آلودگی‌هایی که دارای خاصیت‌ هدایت الکتریکی نیستند می‌توانند به نوع دارای هدایت الکتریکی تبدیل شوند و این یکی از دلایل اصلی است که در تابلو لازم است مقدار رطوبت را کنترل نماییم.

بر اساس استاندارد IEC-60664-1 آلودگی‌ها به چهاردسته تقسیم می‌گردند که آنها را در زیر تشریح می‌کنیم:

در تابلوهای مورد استفاده در محیط‌های صنعتی درجه آلودگی بر اساس استاندارد ۳ لازم است در نظر گرفته شود.
برای کاهش اثر مخرب آلودگی بروی تابلوها لازم است ضمن توجه به درجه حفاظت تابلو ، محیطی که تابلوها در آن نصب می‌شوند را تمیز و عاری از آلودگی‌ها نمود.

یکی از رایج‌ترین راه‌های ورود آلودگی به تابلو نبستن درب و پوشش‌های تابلوها به شکل کامل می‌باشد که با وجود طراحی تابلو با درجه حفاظت بالا ، راه ورود آلودگی به تابلو هموار می‌گردد.

گروه‌بندی مواد عایقی:
گروه‌بندی مواد عایقی که در جدول فواصل خزشی به آن اشاره‌ شده است به معنی تقسیم‌بندی آنها از نظر تخلیه الکتریکی در اثر آلودگی‌ می‌باشند.

اثر ارتفاع از سطح دریا بر عایق‌بندی تابلوها و تجهیزات الکتریکی:
ارتفاع از سطح دریا جهت عملکرد صحیح تابلوهای فشارضعیف ۲۰۰۰ متر است در حالی که در مورد تابلو و تجهیزات فشارمتوسط این مقدار ۱۰۰۰ متر است.

با توجه به این که با افزایش ارتفاع از سطح دریا فشار هوا کاهش می‌یابد ، فواصل عایق‌بندی مستقیم (Clearance) ، اثر بخشی عایقی کمتری خواهند داشت و به همین علّت لازم است در ارتفاع بیشتر از ۲۰۰۰ متر ، ضریبی در فواصل عایقی مستقیم ضرب شود که از جدول زیر قابل استخراج است (IEC-60664-1)

هماهنگی عایق‌بندی در تابلوهای ضعیف:
به شکل بسیار ساده لازم است مقادیر Un ، Ui و Uimp تابلوهای فشارضعیف با تجهیزات الکتریکی بکار رفته در مدارات اصلی آنها یکسان باشد تا کل تابلو چنین مشخصاتی داشته باشد.

در مقاله‌‌ای جداگانه در مورد آزمون‌های لازم برای اطمینان از عایق‌بندی تابلو صحبت به میان خواهد آمد.

این مقاله برای استفاده افراد علاقه‌مند به تابلوهای برق و فراگیری فنون مربوط به آن تهیه شده است و متعلق به سایت طراحی کاربردی تابلوهای برق بوده و استفاده از آنها در سایت‌های دیگر مجاز نمی‌باشد.