برق صنعتی، هنر و دانش کنترل و نظارت بر مصرف انرژی الکتریکی در قلب تپنده صنایع، یعنی کارگاه‌ها و کارخانه‌ها است. این حوزه، تکنیک‌ها و روش‌هایی را در بر می‌گیرد که نه تنها در صنعت، بلکه در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و حتی مراکز درمانی مانند بیمارستان‌ها نیز کاربرد دارد. به عبارتی، برق صنعتی، مدیریت جریان انرژی الکتریکی است که زندگی مدرن ما را روشن نگه می‌دارد و در عین حال، در پس‌زمینه و دیده‌نشده باقی می‌ماند. برق صنعتی به شبکه سه فاز و تجهیزات قدرتمندی مانند موتورهای سه فاز، ژنراتورها و ترانس‌های قدرت مرتبط است. روشن کردن موتوری تک فاز از نوع دو خازنه با استفاده از دو خط فاز و نول و یک کلید صفر و یک در یک بالابر مصالح ساختمانی نیز می‌تواند در حوزه برق صنعتی قرار گیرد. این حوزه به مباحثی مانند شبکه‌های قدرتمند سه فاز و مدیریت انرژی الکتریکی در مقیاس صنعتی می‌پردازد.
برق صنعتی چیست؟
استفاده از انرژی الکتریکی در زندگی مدرن همه‌گیر شده و به همین دلیل، سیستم طبقه‌بندی ایجاد شده است تا استفاده از آن را تسهیل کند. سیستم‌های الکترونیکی و مخابراتی معمولاً از ولتاژ مستقیم بین 5 تا 48 ولت استفاده می‌کنند. این محدوده ولتاژ مشخصی است که از آن در این سیستم‌ها استفاده می‌شود. ولتاژ بالاتر از این محدوده، معمولاً از 110 ولت به بالا، در طبقه‌بندی دیگری قرار می‌گیرد. برق صنعتی، قلب تپنده صنایع و موتور محرکه تجهیزات صنعتی و نیمه صنعتی است. این نوع برق، با توان بالا و استفاده از تجهیزات تخصصی تک فاز یا سه فاز، انرژی الکتریکی را مهار کرده و آن را برای راه‌اندازی فرآیندهای صنعتی رام می‌کند. به زبان ساده، برق صنعتی، استفاده از قدرت الکتریسیته برای اهداف صنعتی است که با تجهیزات خاص خود، توان لازم برای به حرکت درآوردن چرخ دنده‌های صنعت را فراهم می‌کند.
برق صنعتی در سه دسته اصلی طبقه‌بندی می‌شود: فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی. این طبقه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ انرژی الکتریکی در صنعت تعیین می‌شود. برق فشار ضعیف با ولتاژی کمتر از 1 کیلوولت، برق فشار متوسط با ولتاژی بین 1 تا 63 کیلوولت و برق فشار قوی با ولتاژی بالای 63 کیلوولت تعریف می‌شوند. این طبقه‌بندی نشان‌دهنده شدت و قدرت برق در کاربردهای صنعتی است و برای ایمنی و کارایی سیستم‌های الکتریکی بسیار مهم است.
انواع تجهیزات برق صنعتی کدام‌اند؟
برق صنعتی شامل دو دسته اصلی از تجهیزات است: الکتریکی و غیرالکتریکی. در ادامه این مقاله، به توضیح هر یک از این دسته‌بندی‌ها و ویژگی‌های آن‌ها خواهیم پرداخت.
1. کنتاکتور (Contactor)
کنتاکتور، کلید اصلی در برق صنعتی است که برق را به عملگر متصل می‌کند. این دستگاه، قلب تپنده‌ی صنعت، الکتروموتورها را به جریان برق متصل می‌کند یا از آن جدا می‌سازد. اما اهمیت آن به همین جا ختم نمی‌شود، کنتاکتور می‌تواند ترانس، المنت و هر دستگاه الکتریکی دیگری را نیز وارد مدار کند.
این کلید صنعتی شامل سه بخش اصلی است: بوبین، که با اتصال برق، نیروی محرکه‌ی کنتاکتور است، کنتاکت‌های اصلی که مسئولیت جریان قدرت را بر عهده دارند و در نهایت کنتاکت‌های کمکی که هم‌محور با کنتاکت‌های اصلی، نقش کنترل و فرمان را ایفا می‌کنند. این کنتاکت‌های کمکی، با قرار گرفتن در مدار فرمان، منطق کنترلی را ایجاد می‌کنند و کنترل دقیق را ممکن می‌سازند.
2. کلید مینیاتوری (MCB)
کلید مینیاتوری یک محافظ خودکار مدار الکتریکی است. این کلید در برابر اضافه جریان، مانند اتصال کوتاه یا اضافه بار، از مدار محافظت می‌کند. در صورت افزایش جریان فراتر از حد مجاز، کلید مینیاتوری به سرعت عمل کرده و مدار را قطع می‌کند. این تجهیزات صنعتی بسیار حساس و سریع هستند و بر اساس ولتاژ، نوع کاربری و عملکرد دسته‌بندی می‌شوند.
3. کلید کامپکت اتوماتیک (MCCB)
کلید کامپکت (MCCB) یک تجهیزات الکتریکی صنعتی است که دو وظیفه اصلی دارد: قطع و وصل مدار و حفاظت از مدار در برابر اضافه جریان. این کلید دارای سه حالت است: قطع (OFF)، وصل (ON) و قطع خودکار (Trip). حالت قطع خودکار در وسط قرار دارد و به دلیل اینکه از نوع قطع خودکار آزاد (Free Trip) است، برای وصل کردن مجدد مدار پس از قطع خودکار، باید ابتدا آن را به حالت قطع (OFF) و سپس به حالت وصل (ON) ببریم.
4. بیمتال (Bimetal)
بیمتال، یک تجهیز برق صنعتی است که از دو تیغه فلزی متفاوت تشکیل شده که در یک انتها به یکدیگر متصل هستند. عملکرد آن بر اساس اصل انبساط حرارتی متفاوت دو فلز است. هنگامی که گرم می‌شوند، به سمت فلزی که ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد، خم می‌شوند.
این دستگاه برای حفاظت در برابر اضافه جریان ناشی از اضافه بار طراحی شده است. هنگامی که موتوری بیش از حد معمول کار می‌کند، سرعت آن کاهش می‌یابد و باعث ایجاد اضافه جریان و افزایش دما می‌شود. این تغییر دما روی دو فلز بیمتال اثر گذاشته و باعث تغییر شکل آن می‌شود. این تغییر شکل می‌تواند باعث باز یا بسته شدن یک مدار فرمان شود و بدین ترتیب به عنوان یک سوئیچ حرارتی عمل کند.
5. کلید حرارتی (MPCB)
کلید حرارتی، محافظی در برابر اضافه جریان است و برخی برندها آن را به گونه‌ای طراحی کرده‌اند که در برابر قطع فاز و نامتعادلی بار نیز واکنش نشان می‌دهد. این دستگاه، همانند MCB و MCCB، از یک بیمتال برای محافظت در برابر اضافه بار و یک کویل برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه بهره می‌برد. MPCB به طور اختصاصی برای حفاظت از الکتروموتورها طراحی شده و در طیف گسترده‌ای از گزینه‌ها موجود است.
6. رله کنترل بار (Overload Relay)
رله کنترل بار، یک ابزار الکترونیکی با دقت و دوام بالا است که وظیفه نظارت و نمونه‌برداری از جریان را بر عهده دارد. این دستگاه به طور مستقیم در مدار قدرت قرار نمی‌گیرد اما به کاربران این امکان را می‌دهد تا زمان و میزان جریان اضافه بار را مدیریت و کنترل کنند. وقتی جریان در زمان تنظیم‌شده بیشتر از مقدار تعیین‌شده شود، یک کنتاکت در اختیار ما قرار می‌گیرد که می‌توانیم در مدار فرمان برای حفاظت از آن استفاده کنیم. کنترل بار به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند اضافه بار و افت بار را تشخیص دهد و به این ترتیب، عملکردی ایمن و کارآمد را تضمین کند.
7. کلید محافظ جان یا کلید نشتی جریان
جریان نشت همیشه یک نگرانی در سیستم های الکتریکی است و برای محافظت از آن ها در برابر این پدیده تجهیزاتی وجود دارد. یکی از این تجهیزات کلید جریان نشتی یا RCCB است. این کلید به عنوان نگهبان مدار عمل می کند و با نظارت مداوم بر تعادل جریان ورودی و خروجی، از بروز هرگونه نشت جریان جلوگیری می کند. عملکرد آن به کامل بودن مدار بستگی دارد و اطمینان حاصل می کند که هیچ جریان الکتریکی بدون کنترل به زمین نشت نکند. این کلید هوشمندانه، با تشخیص هرگونه عدم تطابق، مدار را در برابر خطرات بالقوه ایمن می کند.
برای محافظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر نشتی جریان، به یک سیستم ارتینگ کارآمد نیاز است. این سیستم با استفاده از یک کیت الکترونیکی پیشرفته، کلیدهای محافظ جان را به کار می‌گیرد. این کلیدها برای محدوده جریان 10 تا 63 آمپر طراحی شده‌اند و در مدل‌های دو پل (تک فاز با نول) و چهار پل (سه فاز با نول) در دسترس هستند. توانایی قطع کلیدهای محافظ جان قابل توجه است و تا 6 کیلو آمپر را پوشش می‌دهد. هنگام خرید یک کلید محافظ جان، مهم‌ترین فاکتور، حساسیت آن در شناسایی جریان نشتی است. این ویژگی تضمین می‌کند که کلید به سرعت در برابر هرگونه جریان غیرعادی واکنش نشان داده و از سیستم الکتریکی محافظت می‌کند.
