باسبار یا شینه

جهت اتصال تجهیزات قدرت به یکدیگر در فضای بسته‌ی تابلوها از شینه‌های مسی یا آلومینیومی با عنوان باسبار استفاده می‌شود. باسبارها معمولاً بدون روکش بوده و توسط مقره‌های مختلف نسبت به یکدیگر و بدنه‌ی تابلو عایق می‌شوند. هنگام اجرای باسبارها ممکن است از روکش‌های حرارتی و یا رنگ نیز استفاده شود. تعداد شینه ها در تابلو برق با توجه به تعداد فازها و توزیع نول و ارت مشخص می شود. به عنوان مثال در سطح فشار ضعیف ممکن است 5 شینه برای سه فاز و نول و ارت در یک تابلو برق وجود داشته باشد. سطح مقطع شینه ها با توجه به میزان جریان، سطح اتصال کوتاه، استقامت مکانیکی و غیره محاسبه می شود. در تابلوهای اصلی تعداد شینه های هر فاز ممکن است بیشتر از یک عدد باشد. در تصویر زیر نحوه ی اتصال شینه ها به یک بریکر اصلی را مشاهده می کنید.

از تابلو برق جهت دریافت انرژی و توزیع آن بین قسمت‌های مختلف استفاده می شود. در تابلو برق ممکن است یک یا چند بریکر، کلید فیوز، کلید، ایزولاتور، کنتاکتور و غیره نصب شده باشد. تابلوها می‌توانند چند ورودی اصلی، اضطراری، کوپلاژ و تعداد مختلفی خروجی داشته باشند. نحوه ی اتصال تجهیزات به یکدیگر با توجه به قدرت و تعداد آن ها مشخص می شود. استفاده از باسبار یا شینه در تابلو برق مزایای زیادی دارد. در درجه ی اول این هادی ها می توانند جریان های بسیار بزرگی را از خود عبور دهند. از مزایای بعدی می توان به انشعاب گیری ساده و سریع اشاره کرد. باسبار ها و شینه ها استفامت الکتریکی و مکانیکی بالایی داشته و در مدل های مختلفی ساخته می شوند.

باسبارها یا شینه‌ها معمولاً داخل سوئیچگیرها بوده و قابل‌نصب در فضای آزاد نیستند. در فضای آزاد از شینه های محصور شده با عنوان باسداکت استفاده می شود. طراحی و ساخت شینه ها با توجه به نوع تابلو و تعداد قطعات انجام می شود. ساخت شینه های سفارشی کار پیچیده ای بوده و نیاز به مهارت زیادی دارد. مراحل طراحی و ساخت شینه ها را می توان به این شکل دسته بندی کرد:

• در درجه ی اول باید تعداد و سطح مقطع شینه ها مشخص شود. برای این کار باید اطلاعات دقیقی از میزان جریان و قدرت اتصال کوتاه داشته باشیم. هنگام انتخاب سطح مقطع حتما باید مشخصات بریکرها و کابل ها را در نظر گرفت. محل اتصال شینه در بریکرها و دیگر ادوات با توجه به جریان آن ها مشخص می شود.
• در ادامه باید محل قرارگیری تجهیزات به دقت مشخص شده و شینه ها در قطعات مناسب برش داده شوند.
• مرحله ی بعدی خم کردن شینه ها و سوراخ کاری آن ها جهت اتصال به تجهیزات است.
• برای فیکس کردن باسبار در تابلو برق از مقره ها استفاده می شود. این مقره ها بر اساس سطح ولتاژ مشخص شده و تعداد آن ها رابطه ی مستقیمی با سطح اتصال کوتاه دارد.
• پس از طراحی و ساخت شینه ها می توان آن ها را رنگ کرده و یا از روکش های حرارتی استفاده کرد.

مقره‌ها با توجه به روش نصب، کاربری، سطح مقطع و تعداد شینه‌ها، ولتاژ و غیره شکل‌های متفاوتی دارند.

در تصویر زیر استفاده از شینه سفارشی را مشاهده می کنید. این تابلوی دیواری شامل 7 خط خازن جبران ساز به همراه فیوز و کنتاکتوراست. باسبار توسط مقره های خازنی در قسمت بالای تابلو مونتاژ شده است. خروجی بریکر اصلی توسط شینه به باسبار متصل شده و آن را برقدار می کند. در این تابلو ورودی فیوزهای کارتریج توسط سیم به باسبار متصل خواهد شد.

برای نصب شینه‌ها باید مراحل مختلفی مانند برش شینه‌ها، سوراخ‌کاری، سمباده کاری، خم، رنگ‌آمیزی و غیره انجام شود. تمام این مراحل نیاز به ابزارهای خاصی داشته و بسیار زمان‌بر است. در سطح مقطع‌های پائین می توان از گیره و شینه خم کن های دستی جهت ساخت باسبار استفاده کرد.

جهت خم یا سوراخ کاری شینه های ضخیم از ابزارهای هیدرولیک استفاده می شود. شینه خم کن ها و پانچ های هیدرولیک به دو شکل پرتابل و ثابت در بازار وجود دارند. نمونه های ثابت با عنوان میز شینه شناخته شده و می تواند مراحل برش، خم و پانچ را به صورت هیدرولیک انجام دهد.

شینه های قابل انعطاف

جهت حذف مراحل خم کاری و عایق کردن شینه ها می توان از مدل های قابل انعطاف یا flexible busbar استفاده کرد. باسبار قابل انعطاف در دو مدل بدون روکش و عایق ساخته می شود. مدل های عایق از چند ورقه ی مس یا آلومینیوم تشکیل شده که در یک کاور نهایی قرار دارد.

آداپتورها

در صورت پائین بودن جریان تجهیزات می‌توان از انواع آداپتور و ترمینال استفاده کرد. در تصویر زیر چند نمونه از آداپتورها را مشاهده می کنید. آداپتورها در شکل های متنوعی ساخته شده و می توانند یک خروجی را به تعداد بیشتری تقسیم کنند.

باسبارهای آماده یا جعبه باسبار

در تابلوهای توزیع با آمپراژ پائین می توان از باسبارهای آماده استفاده کرد. این تجهیزات با عنوان های مختلف مانند جعبه باسبار یا جعبه توزیع یا distribution block نیز شناخته می شوند. باسبارهای آماده اغلب یک یا چند ورودی با سطح مقطع بالا را به چند خروجی تبدیل می کنند. توزیع کننده ها با توجه به جریان، تعداد هادی و تعداد خروجی شناخته می شوند. در تصویر یک باکس سه فاز به همراه نول را مشاهده می کنید. بالاک های توزیع با آمپراژ پائین را می توان روی دین ریل نصب کرد.

سیستم باسبار

برای حذف پیچیدگی‌های فوق می توان از باسبارهای آماده استفاده کرد. باسبارهای آماده با عنوان سیستم باسبار نیز شناخته شده و دارای لوازم جانبی بسیار زیادی هستند. در این روش‌ شینه‌ها و لوازم جانبی در ابعاد و مدل‌های استاندارد طراحی و به‌صورت ماژولار تولید می‌شوند. مشکل بعدی در باسبارهای معمولی مربوط به فشار اشغال شده است. قرار دادن باسبار در قسمت بالایی یا میانی تابلو باعث افزایش ابعاد کلی آن می شود. بیشتر شدن فضای موردنیاز برای نصب تجهیزات به معنی سازه و محل قرارگیری بزرگ‌تر و افزایش هزینه‌های پروژه خواهند بود. سیستم های باسبار به نحوی طراحی شده اند که می توان قطعات را روی آن ها قرار داد. نحوه ی قرارگیری سیستم باسبار و آداپتور نصب تجهیزات را در تصویر زیر مشاهده می کنید.

در ویدئوی زیر که برگرفته از دوره آموزشی راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است، یک سیستم باسبار را بررسی می‌کنیم:

سیستم‌های باسبار در مدل‌های مختلف از چند صد تا چند هزار آمپر به‌صورت دو پل، سه پل و چهار پل در انواع تابلو برق قابل‌اجرا هستند. به‌صورت کلی نگه‌دارنده‌های شینه، شینه‌ها، قسمت‌های محافظ و آداپتورها از اجزای اصلی این سیستم هستند.

سیستم‌های باسبار می‌توانند به‌صورت پیش‌ساخته و یا سفارشی تهیه شوند. در مدل‌های پیش‌ساخته شینه‌ها، مقره‌ها، کاورها و غیره به‌صورت یکپارچه و در طول‌های مختلف ارائه می‌شوند. برای اجرای سیستم باسبار سفارشی و پس از انتخاب برند باید آمپراژ، ولتاژ، محل قرارگیری آن در تابلو، تعداد، سطح مقطع و شکل شینه‌ها، طول آن‌ها، نگه‌دارنده‌ها، کاورهای حفاظتی، آداپتورها و غیره را مشخص کرد. اغلب شرکت‌های تولیدکننده برای افزایش سرعت و دقت در طراحی سیستم باسبار، نرم‌افزارهایی را طراحی کرده و یا از طریق وب خدماتی را در این خصوص ارائه می‌کنند. این نرم‌افزارها می‌توانند به‌صورت اختصاصی و یا بخشی از نرم‌افزارهای تخصصی ترسیم دیاگرام‌های الکتریکی مانند اتوکد الکتریکال یا ای پلن باشند.

اجرای سیستم باسبار در تابلو برق از نصب کاورهای حفاظتی و نگه‌دارنده‌های شینه آغاز می‌شود. پس از انجام موارد فوق، شینه‌ها در محل خود قرار داده‌شده و برای اتصال ورودی‌ها و خروجی‌ها، از انواع لوازم جانبی، نصب مستقیم تجهیزات و آداپتور‌ها استفاده می‌شود. اکثر سیستم‌های باسبار به‌گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که قرار دادن شینه‌ در نگه‌دارنده‌ها و نصب تجهیزات یا آداپتورها، بدون نیاز به ماشین‌کاری انجام شود. این کار باعث کاهش زمان و افزایش کیفیت مونتاژ می‌گردد. با قرار گرفتن تجهیزات روی شینه‌ها، ضمن برقرار شدن ارتباط الکتریکی می‌توان از فضای روی باسبار نیز استفاده کرد. طبق تصویر زیر نصب آداپتور می‌تواند به روش فشاری بوده و یا توسط چند پیچ ساده انجام شود.

طبق اعلام برخی از شرکت‌های سازنده، استفاده از سیستم باسبار به علت قرارگیری تجهیزات روی آن‌ها می‌تواند تا 30 درصد حجم تابلو را کاهش دهد. با استاندارد شدن فاصله‌ی شینه‌ها در سیستم باسبار، می‌توان طیف گسترده‌ای از تجهیزات مانند انواع بریکرها، فیوزها، کلید فیوزها، کنتاکتورها، رله‌های محافظ الکتروموتور و غیره را به‌صورت مستقیم و یا با استفاده از انواع آداپتور در تابلو برق نصب کرد. در نظر داشته باشید که هنگام تهیه‌ی این تجهیزات، فاصله‌ی بین شینه‌ها، برند و مدل سیستم باسبار بسیار مهم است. طبق تصویر زیر، برخی از تجهیزات مانند پایه فیوزها یا کلید فیوزهای معمولی و عمودی به‌صورت مستقیم روی سیستم باسبار نصب می‌شوند. با این کار نیازی به سیم و کابل برای اتصالات ورودی نبوده و می‌توان پس از قرار دادن تجهیز روی باسبار، کابل‌های خروجی را مستقیم به آن متصل کرد.

گرفتن انشعاب الکتریکی در این تجهیزات توسط چند گیره یا فک انجام شده که در برخی از مدل‌ها قابل تنظیم هستند. این تنظیمات بیشتر مربوط به فاصله‌ی بین شینه‌ها و سطح مقطع آن‌ها می‌شود. با استفاده از پایه فیوز یا کلید فیوزهای مختلف و با توجه به آمپراژ سیستم باسبار، می‌توان حفاظت با انواع فیوزهای ذوب شونده به‌صورت فشنگی، استوانه‌ای و یا کاردی در سایز‌ها 000، 00، 1، 2 و 3 را در تابلوها اجرایی کرد. اتصال الکتریکی در برخی از کلید فیوزها و پایه فیوزها به‌صورت مستقیم انجام‌نشده و از طریق یک آداپتور صورت می‌گیرد. طبق تصویر زیر، در این روش آداپتور روی سیستم باسبار قرارگرفته و تعدادی سیم از آن خارج می‌شود. برای نصب کلید فیوز در این مدل کافی است سیم‌های خارج‌شده از آداپتور را به ترمینال‌های ورودی و بار را به خروجی‌های آن متصل کنیم.

آداپتورها می‌توانند برای نصب انواع بریکر، کنتاکتورها، سیستم‌های حفاظت و کنترل الکتروموتور و غیره استفاده شوند. به‌عنوان‌مثال با قرار دادن یک کنتاکتور و بی متال یا کنتاکتور و رله‌های حفاظت الکتروموتور روی آداپتورها، می‌توان یک خط راه‌انداز و حفاظت الکتروموتور ایجاد کرد.

همان‌گونه که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، این آداپتورها ازنظر تعداد ریل‌ها، قابلیت تنظیم، جهت سیم‌های خروجی و غیره می‌توانند بسیار متنوع باشند.

در مدارهایی مانند ستاره مثلث و چپ‌گرد و راست‌گرد به یک ورودی سه فاز و عرض بیشتری برای نصب تجهیزات مانند دو یا سه کنتاکتور در کنار هم نیاز است. در این‌گونه موارد می‌توان از آداپتورهای چند ستونه استفاده کرد. این آداپتور فضای کافی برای نصب چند تجهیز در کنار هم را فراهم می‌کند.

سیستم‌های باسبار ظریف‌تری برای نصب مستقیم تجهیزات حفاظت، سوئیچ و کنترل بارهای کوچک نیز تولید شده است. به عنوان‌مثال در تصویر زیر یک نمونه سیستم باسبار سری SMISSLINE شرکت ABB را مشاهده می‌کنید.

این سیستم باسبار دارای چهار شینه‌ی اصلی برای سه فاز و نول و دو شینه‌ی برای ارسال و دریافت سیگنال‌های کنترلی است. تجهیزات الکتریکی در این مدل نیز می‌توانند به‌صورت مستقیم و یا توسط انواع آداپتور نصب شوند.

در سیستم باسبار SMISSLINE می‌توان انواع سیستم‌های اندازه‌گیری، کنترلی و حفاظتی مانند برقگیرها، بریکرهای مینیاتوری تک پل، دو پل، سه پل، چهار پل و بریکرهای نشتی جریان تک فاز و سه فاز را نصب کرد.

در نظر داشته باشید که برای اتصال مستقیم تجهیزات باید از مدل‌های مختص همین سیستم استفاده کرد. در این سیستم و  برای تعادل بار فازها، می‌توان قسمت اتصال بریکر‌های تک فاز به شینه را تغییر داد. با تغییر فاز ورودی به بریکر، یک علامت روی آن تغییر کرده و می‌توان فاز تغذیه‌کننده را بدون باز کردن تجهیزات شناسایی کرد.

علاوه بر شینه‌های توزیع به‌صورت سه فاز و نول، دو شینه‌ی دیگر در این سیستم باسبار با عنوان LA و LB نیز وجود دارد. این شینه‌ها برای ارسال و دریافت سیگنال‌های کنترلی بوده و تجهیزات مختلف می‌توانند به آن‌ها متصل شوند. به‌عنوان‌مثال پلاتین‌های کمکی انواع بریکرهای مینیاتوری و نشتی جریان از طریق این باسبار می‌توانند سیگنال‌های قطع، خطا و غیره را ارسال کنند. سیستم‌های باسبار ازنظر جریان نامی در گروه‌های مختلفی تولید می‌شوند. به‌عنوان‌مثال مدل‌های Mini-Pls و RiLine از شرکت ریتال و SMISSLINE از شرکت ABB در تابلوهای متوسط و کوچک استفاده می‌شوند.

از‌آنجایی‌که جریان نامی و سطح اتصال کوتاه در سوئیچگیرهای اصلی بسیار بیشتر از تابلوهای متوسط و کوچک است، سیستم‌های باسبار طراحی‌شده برای آن‌ها نیز متفاوت خواهد بود. این سیستم‌ها به‌گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که ضمن انتقال جریان نامی و تحمل حالت‌های خطا، به‌سادگی و با سرعت‌بالا مونتاژ شوند.

سیستم باسبار قدرت از شینه‌ها و قطعات ماژولار تشکیل‌شده تا بتوان با کنار هم قرار دادن آن‌ها انواع سوئیچگیرهای اصلی را مونتاژ کرد. شینه‌های استفاده‌شده در این مدل می‌توانند به‌صورت تخت یا با فرم‌های ویژه جهت اتصال انواع بریکرهای قدرت باشند.