شینه مسی تابلو برق چیست؟ بررسی انواع، جدول شینه مسی و استاندارد شینه

مشاهده محصولات خرید تابلو برق

چگونه سطح مقطع شینه مسی را انتخاب کنیم؟

انتخاب سطح مقطع یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی شینه‌بندی تابلو برق است.

مساحت مقطع شینه از رابطه ساده زیر به دست می‌آید:

A = W × T

که در آن:

• A سطح مقطع بر حسب mm² است.
• W عرض شینه بر حسب mm است.
• T ضخامت شینه بر حسب mm است.

اما این محاسبه فقط سطح مقطع هندسی را مشخص می‌کند؛ هنوز نمی‌توان بر اساس آن جریان مجاز را تعیین کرد.

برای انتخاب نهایی باید حداقل موارد زیر بررسی شوند:

1. جریان نامی مدار
2. جریان طراحی
3. دمای محیط
4. دمای مجاز شینه
5. روش نصب و آرایش باسبار
6. فاصله بین شینه‌ها
7. تعداد شینه‌های مجاور
8. تهویه طبیعی یا اجباری
9. توان تلفاتی تجهیزات داخل تابلو
10. جریان اتصال کوتاه و مدت آن

در طراحی واقعی تابلو، Verification حرارتی باید با شرایط واقعی Assembly انجام شود. IEC 61439-1 چارچوب کلی الزامات ساخت، مشخصات فنی و Verification مجموعه‌های تابلو فشار ضعیف را تعیین می‌کند.

آیا هرچه شینه بزرگ‌تر باشد بهتر است؟

خیر.

بزرگ‌تر کردن شینه ممکن است ظرفیت جریان‌دهی و شرایط حرارتی را بهبود دهد، اما الزاماً به معنای طراحی بهتر نیست.

افزایش بیش از نیاز سطح مقطع می‌تواند باعث افزایش هزینه، وزن و فضای اشغال‌شده شود. از طرف دیگر، انتخاب شینه کوچک‌تر از نیاز می‌تواند باعث افزایش دما، تلفات و کاهش قابلیت اطمینان شود.

بنابراین هدف، انتخاب مناسب‌ترین سطح مقطع برای شرایط واقعی کار است، نه بزرگ‌ترین شینه موجود.

تأثیر دما بر جریان مجاز شینه

یکی از مهم‌ترین نکاتی که در برخی مقالات عمومی نادیده گرفته می‌شود، وابستگی جریان مجاز به شرایط حرارتی است.

با افزایش جریان، تلفات I²R افزایش پیدا می‌کند و بخشی از انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می‌شود. اگر این گرما به اندازه کافی دفع نشود، دمای شینه افزایش پیدا می‌کند.

در یک تابلو بسته، وضعیت تهویه، ابعاد محفظه، تعداد تجهیزات و توزیع توان تلفاتی می‌تواند روی افزایش دمای داخلی تأثیر بگذارد.

IEC TR 60890:2022 روش محاسبه افزایش دمای هوای داخل محفظه‌های تابلوهای فشار ضعیف را پوشش می‌دهد و موضوعاتی مانند تهویه طبیعی، تهویه اجباری، تلفات و حتی اثر دیواره مجاور را مورد توجه قرار می‌دهد.

به همین دلیل استفاده از یک جدول ثابت آمپراژ برای تمام تابلوها روش مهندسی دقیقی نیست.

تحمل اتصال کوتاه شینه

در حالت عادی ممکن است شینه جریان نامی تابلو را به‌راحتی تحمل کند، اما شرایط اتصال کوتاه کاملاً متفاوت است.

هنگام وقوع اتصال کوتاه، جریان می‌تواند برای مدت کوتاهی به مقدار بسیار بالایی برسد. در این وضعیت دو مسئله مهم مطرح می‌شود:

اثر حرارتی: عبور جریان بالا باعث افزایش سریع انرژی حرارتی می‌شود.

اثر مکانیکی: میدان مغناطیسی ایجادشده در اطراف هادی‌ها نیروهایی ایجاد می‌کند که می‌توانند باعث جابه‌جایی، تغییر شکل یا فشار زیاد بر نقاط اتصال و نگهدارنده‌ها شوند.

به همین دلیل فاصله بین ساپورت‌ها، شکل شینه، تعداد شینه‌ها، آرایش آن‌ها و مشخصات نگهدارنده‌ها اهمیت دارد.

IEC 60865-1 به محاسبه اثرات حرارتی و مکانیکی جریان اتصال کوتاه در هادی‌ها می‌پردازد.

استاندارد شینه در تابلو برق چیست؟

اگر منظور از استاندارد شینه استانداردی باشد که کل مجموعه تابلو و شینه‌بندی آن را در بر می‌گیرد، یکی از مهم‌ترین مراجع برای تابلوهای فشار ضعیف سری IEC 61439 است.

استاندارد IEC 61439-1:2020 الزامات عمومی، شرایط سرویس، ساخت، مشخصات فنی و Verification مجموعه‌های تابلو برق فشار ضعیف را مشخص می‌کند.

برای Power Switchgear and Controlgear Assemblies نیز IEC 61439-2:2020 الزامات اختصاصی مربوط به این نوع تابلوها را تعیین می‌کند.

بنابراین بهتر است در یک مقاله تخصصی به جای جمله ساده شینه باید مطابق IEC باشد مشخص شود که طراحی شینه در نهایت بخشی از طراحی و Verification مجموعه تابلو است.

فاصله بین شینه‌ها

فاصله شینه‌ها را نمی‌توان با یک عدد ثابت برای تمام تابلوها تعیین کرد.

فاصله‌های الکتریکی موردنیاز به پارامترهایی مانند ولتاژ کاری، اضافه‌ولتاژ، شرایط عایقی، آلودگی محیط، شکل هادی و ساختار تابلو وابسته هستند.

بنابراین استفاده از یک عدد عمومی که برای تمام تابلوهای فشار ضعیف یا متوسط به عنوان حداقل فاصله استاندارد معرفی شود، می‌تواند گمراه‌کننده باشد.

در طراحی حرفه‌ای باید Clearance و Creepage و همچنین الزامات عایقی مجموعه مطابق استاندارد و مشخصات واقعی پروژه بررسی شود.

اتصال شینه‌ها چگونه باید انجام شود؟

اتصال شینه یکی از حساس‌ترین قسمت‌های باسبار است.

سطح تماس مناسب، تمیزی محل اتصال، استفاده از سخت‌افزار مناسب، ترتیب مونتاژ و گشتاور صحیح پیچ‌ها روی کیفیت اتصال تأثیر دارند.

اتصال نامناسب می‌تواند مقاومت تماس را افزایش دهد. مقاومت تماس بالاتر نیز می‌تواند باعث ایجاد گرمای موضعی شود.

یکی از مشکلات رایج در تابلوهای صنعتی، گرم شدن غیرعادی محل اتصال شینه است؛ بنابراین بازرسی اتصالات و در پروژه‌های حساس، استفاده از روش‌های پایش حرارتی می‌تواند در نگهداری پیشگیرانه مفید باشد.

اشتباهات رایج در انتخاب شینه مسی

انتخاب شینه فقط بر اساس آمپراژ

جریان مهم است، اما تنها پارامتر نیست. دما، آرایش، تهویه و اتصال کوتاه نیز باید بررسی شوند.

استفاده از جدول آمپراژ بدون توجه به شرایط نصب

جدول‌های جریان‌دهی می‌توانند برای تخمین اولیه مفید باشند، اما نباید بدون بررسی شرایط واقعی تابلو به عنوان طراحی نهایی استفاده شوند.

بی‌توجهی به اتصال کوتاه

ممکن است شینه در جریان کاری عادی مناسب باشد اما در جریان اتصال کوتاه از نظر مکانیکی یا حرارتی مناسب نباشد.

فاصله‌ گذاری نامناسب

فاصله بین شینه‌ها باید بر اساس شرایط عایقی و الزامات طراحی تعیین شود، نه صرفاً بر اساس تجربه یک پروژه دیگر.

اتصال نامناسب

شل بودن اتصال یا ایجاد سطح تماس نامناسب می‌تواند نقطه‌ای با مقاومت و حرارت بالا ایجاد کند.

استفاده از قاعده‌های ثابت و عمومی

مثلاً اینکه «برای بالاتر از یک آمپر مشخص حتماً باید شینه استفاده شود» یا «شینه باید 150 درصد جریان کلید باشد» را نباید بدون بررسی شرایط پروژه به عنوان الزام عمومی استاندارد معرفی کرد.

چک‌ لیست انتخاب شینه تابلو برق

قبل از نهایی کردن طراحی، این موارد را بررسی کنید:

• جریان نامی و جریان طراحی مشخص شده است؟
• سطح مقطع شینه محاسبه شده است؟
• دمای محیط در نظر گرفته شده است؟
• شرایط تهویه تابلو مشخص است؟
• تعداد و آرایش شینه‌ها مشخص است؟
• فاصله بین شینه‌ها بررسی شده است؟
• شرایط اتصال کوتاه مشخص است؟
• ساپورت‌های باسبار برای نیروهای اتصال کوتاه بررسی شده‌اند؟
• اتصالات و گشتاور پیچ‌ها مشخص شده‌اند؟
• جنس شینه مشخص شده است؟
• شینه فاز، نول و ارت به درستی تعریف شده‌اند؟
• الزامات IEC 61439 برای مجموعه تابلو بررسی شده است؟
• شرایط حرارتی تابلو بررسی شده است؟
• امکان توسعه آینده تابلو در نظر گرفته شده است؟