انواع نقشه برق

در تمام پروسه های طراحی، مونتاژ، تعمیرات و غیره از انواع نقشه های برق استفاده می شود. نقشه های الکتریکی با عنوان های مختلف مانند نقشه شماتیک، نقشه گسترده یا مسیر جریان، نقشه تک خطی، نقشه حقیقی و غیره شناخته می شوند. در نظر داشته باشید که این نقشه ها ممکن است به منظور نمایش مدارهای برق ساختمان یا مدار برق صنعتی ترسیم شوند. قبل از شروع طراحی توصیه می شود هدف مدار و تجهیزات اصلی آن را مشخص کنید. از مدارهای مهم در صنعت می توان به مدار حفاظتی، مدار اندازه گیری، مدار راه اندازی، خودکار سازی سیستم ها، اتوماسیون و غیره اشاره کرد.

در قسمت های قبلی با مدار فرمان و قدرت آشنا شده و تجهیزات پرکاربرد در آن ها را بررسی کردیم. نقشه مدار فرمان بیشتر به منظور طراحی منطق و روش کار تجهیزات و تابلو برق ها استفاده می شود. پس از طراحی اولیه ی مدار فرمان و قدرت به نقشه های دیگری برای تهیه قطعات، مونتاژ، سیم بندی یا وایرینگ نیاز داریم. این نقشه ها در مراحل بعدی و به منظور توسعه و تعمیرات نیز استفاده می شوند.

به عنوان مثال تمام مراحل طراحی، برآورد هزینه، تهیه قطعات، مونتاژ، سیم کشی و نصب یک تابلو برق را در نظر بگیرید. برای اجرای یک تابلو برق یا تاسیسات دیگر به نقشه‌های مسیر جریان، فنی، مونتاژ، ترمینال یا اتصالات خارجی و غیره نیاز است. این نقشه ها را می‌توان به صورت دستی و یا توسط انواع نرم‌افزار با استانداردهای مختلف ترسیم کرد. تاکید می شود که نقشه های برق در تمام مراحل تهیه‌ی قطعات، مونتاژ، سیم‌بندی، راه اندازی، توسعه و عیب یابی‌های بعدی استفاده می شوند. با توجه به اهمیت نقشه های برق باید در طراحی، ترسیم، چاپ و نگه‌داری آن‌ها بسیار دقت کنیم. در این مقاله با چند نمونه از نقشه های پرکاربرد در برق آشنا شده و در بخش های بعدی روش های طراحی و انواع مدار را بررسی می کنیم.

نقشه مسیر جریان یا نقشه گسترده

تجهیزات الکتریکی برای تغذیه، فرمان، ورودی، خروجی و غیره دارای ترمینال‌های متعددی هستند. این ترمینال ها باید به صورت صحیح وایرینگ شود. به عبارت دیگر اتصال صحیح ترمینال ها در ایمنی و عملکرد صحیح مدار اهمیت بسیار زیادی دارد. به همین علت اولین نقشه در تأسیسات الکتریکی به صورت گسترده یا مسیر جریان ترسیم می شود. نقشه شماتیک با جزئیات کامل مشخص می‌کند که هر ترمینال یا پایانه از تجهیزات باید به کجا متصل شود.

نقشه‌ مسیر جریان در طراحی و مونتاژ تابلو برق‌ها به گروه های زیادی تقسیم می شود. از انواع نقشه‌ برق در این شاخه می توان به مدار فرمان، نقشه‌ مدار قدرت، نقشه مدار اندازه گیری، نقشه مدار حفاظتی و غیره اشاره کرد. در نظر داشته باشید که نقشه مسیر جریان فاقد هرگونه اطلاعات مربوط به محل قرارگیری تجهیزات از نظر فیزیکی است. به عنوان مثال مدار فرمان مربوط به نحوه‌ کار تجهیزات بوده و محل دقیق اتصال ترمینال انواع شستی، بوبین کنتاکتور، تایمر، کانتر، سنسور و غیره را با اطلاعات کامل مشخص می‌کند.

در تصویر زیر، اتصال دو سنسور به یک کنترلر یا PLC به همراه مشخصات کامل آن‌ها مانند نوع، تعداد ترمینال‌ها، ولتاژ تغذیه، محل اتصال ترمینال‌ها، رنگ سیم‌ها و غیره را مشاهده می‌کنید. با ترسیم این نقشه به سادگی می‌توان مدار فرمان را مونتاژ کرده و در توسعه یا عیب یابی‌های احتمالی از آن‌ها استفاده کرد.

مدار قدرت مربوط به اتصال تجهیزات حفاظت و قطع و وصل کننده‌ی جریان مانند انواع بریکرها، کلیدهای قدرت، کنتاکتورها و یا مبدل‌های انرژی مانند انواع الکتروموتور، خازن‌های قدرت، ترانسفورماتور، ژنراتورها و غیره است. نقشه مدار قدرت مشخص می‌کند که در صورت تغییر در مدار فرمان یا تغییر دستی در تجهیزات قدرت، مسیر عبور جریان چگونه تغییر خواهد کرد. لازم به ذکر است که برخی از تجهیزات مانند بریکرها یا کلیدهای قدرت ممکن است فرمان قطع و وصل الکتریکی نداشته باشند. این تجهیزات را می‌توانیم در اصطلاح به صورت دستی یا با برنامه قطع و وصل کنیم.

به عنوان مثال در تصویر زیر مدار قدرت یک الکتروموتور به صورت چپ گرد و راست گرد آورده شده است. در این مدار از یک بریکر جهت حفاظت مدار در برابر اضافه جریان استفاده شده است. همانطور که مشاهده می کنید این بریکر دارای تگ 04QA1- بوده و دارای حفاظت های اضافه بار حرارتی، اتصال کوتاه مغناطیسی و تشخیص نشتی جریان است. این بریکر به صورت سه پل با ولتاژ و جریان نامی 160A و 380VAC انتخاب شده است. تمام این اطلاعات به صورت شماتیک و توسط حروف و اعداد در نقشه درج می شود.

در ادامه ی نقشه از کنتاکتور K1 برای حالت راست گرد و کنتاکتور K2 برای حالت چپ گرد استفاده می شود. نکته‌ی بسیار مهم این است که تمام تجهیزات ذکر شده در مسیر اصلی عبور توان بوده و از تجهیز قدرت محسوب می‌شوند. به همین علت به نقشه ی زیر نقشه مدار قدرت گفته می شود.

 نقشه تک خطی یا فنی

نقشه‌های مسیر جریان برای سیم‌بندی دقیق تجهیزات بوده و به علت حجم اطلاعات بالا معمولا در چندین صفحه ترسیم می‌شوند. برای خلاصه سازی این نقشه و ارائه‌ی یک دید کلی از تمام تأسیسات می‌توان از نقشه‌ فنی یا نقشه تک خطی استفاده کرد. این نقشه اغلب برای مدارهای قدرت، روشنایی، شبکه‌های توزیع و انتقال انرژی به کار برده شده و بسیار ساده و کم حجم است. به عنوان مثال در تصویر زیر دیاگرام  یا نقشه تک خطی راه انداز یک الکتروموتور سه فاز را مشاهده می‌کنید.

در نقشه زیر قطعه ی 04QA2- نماد کلی یک بریکر سه فاز به صورت تک خطی یا فنی است. به منظور افزایش اطلاعات این نقشه می توان نوع حفاظت بریکر مانند مغناطیسی، حرارتی و غیره را نیز به آن اضافه کرد. باکس بعدی با تگ 04QA3- به صورت کلی جهت نمایش موتور استارتر بدون اشاره به مدار داخلی آن است. با توجه به شکل باکس ممکن است این سمبل معرف مدار خودکار، نیمه خودکار، دستی، چپ گرد و راست گرد و غیره باشد. پس از راه انداز نماد تک خطی بی متال و یک موتور سه فاز را مشاهده می کنید. همانطور که اشاره شد در این مدار به صورت کلی نوع تجهیزات و نحوه ی اتصال بخش های قدرت آن ها مشخص می شود.

از مدارهای نقشه های تک خطی در سطوح ولتاژی دیگر نیز استفاده می شود. به عنوان مثال در تصویر زیر نقشه تک خطی یک پست فشار متوسط و تابلوی اصلی فشار ضعیف را مشاهده می کنید. سمت چپ این نقشه مربوط به تاسیسات شرکت توزیع بوده و شامل سکسیونرها، بریکر یا دژنکتور، سیستم حفاظتی، ترانس قدرت و لوازم اندازه گیری است. در این پست ولتاژ فشار متوسط پس از تبدیل به فشار ضعیف در اختیار متقاضی قرار می گیرد. طبق این نقشه در محدوده ی متقاضی یک ایزولاتور، بریکر اصلی، چنج آور اتوماتیک، ژنراتور و تعدادی بریکر خروجی وجود دارد.

همانطور که مشاهده می کنید در نقشه تک خطی هیچ اطلاعاتی از محل قرار گیری تجهیزات و مدارهای فرمان و قدرت به صورت مسیر جریان ارائه نمی شود. در واقع نقشه تک خطی یکی از زیر شاخه های انواع نقشه برق بوده و به منظور نمایش نحوه اتصال تجهیزات قدرت به ساده ترین  شکل ترسیم می شود.

نقشه مونتاژ یا حقیقی

مونتاژ یک تابلو برق به معنی قرار دادن تجهیزات در یک محفظه‌ی پیش ساخته یا سفارشی است. به عبارت دیگر مونتاژ تابلو برق را می توان به گام های نصب فیزیکی قطعات و سیم‌بندی یا وایرینگ آن‌ها تقسیم کرد. در این پروسه به اطلاعات خاصی در مورد ابعاد تجهیزات، روش مجاز نصب و محل نصب آن ها نیاز داریم. نقشه‌های مسیر جریان و تک خطی کاملا الکتریکی بوده و هیچ اطلاعاتی در مورد ابعاد، نصب فیزیکی و محل قرارگیری تجهیزات ارائه نمی‌کنند. پس برای تهیه یا سفارش تابلو برق نیاز به اطلاعات بیشتری بوده و نمی‌توان به نقشه‌های الکتریکی اکتفا کرد.

برای رفع این مشکل در تأسیسات الکتریکی نقشه‌ی دیگری به نام نقشه‌ مونتاژ یا حقیقی نیز ترسیم می‌شود. به عنوان مثال در تصویر زیر می‌توان ابعاد مورد نیاز جهت نصب تمام تجهیزات را محاسبه کرده و بر اساس آن اقدام به تهیه یا سفارش تابلو برق کرد. قابل ذکر است که در برخی از نقشه‌های مونتاژ؛ سیم‌های فرمان و قدرت نیز نمایش داده می‌شوند. نقشه حقیقی یا مونتاژ می تواند در چند مدل برای نمایش تجهیزات داخل تابلو برق، تجهیزات روی درب و نحوه ی قرار گیری تابلو در تاسیسات باشد.

نکته ی مهم در مونتاژ تابلو برق این است که در این پروسه به انواع نقشه های برق نیاز است. به عبارت دیگر نقشه ی حقیقی یا مونتاژ نمی تواند تمام اطلاعات نقشه های دیگر را داشته باشد. برای مشخص شدن ابعاد کلی تابلو و نوع قرارگیری تجهیزات داخلی و روی درب آن باید نکات زیر را در نظر گرفت:

• ابعاد تمام تجهیزات باید به صورت حقیقی و یا با مقیاس برابر در نظر گرفته شود.
• تمام تجهیزات به کار رفته در تابلو در بهترین آرایش کنار هم قرار داده شوند.
• هنگام طراحی به نحوه ی نصب مجاز تجهیزات طبق کاتالوگ توجه شود. نصب برخی از تجهیزات در همه ی جهت ها ممکن نبوده و باعث اختلال در عملکرد آن ها می شود.
• فضای کافی برای نصب تجهیزات و تهویه از طرفین، پشت و روبه‌رو در نظر گرفته شود. این اطلاعات در کاتالوگ شرکت سازنده ارائه می شود.
• فضای کافی برای تعمیرات، تعویض و توسعه‌های بعدی در نظر گرفته شود.
• به ابعاد کلی مورد نیاز تجهیزات دقت شده و عمق تابلو به درستی تهیه شود. عمق کم در تابلو می تواند مشکلات بعدی مانند بسته نشدن درب، عدم تهویه، اتصال کوتاه و غیره را در پی داشته باشد.
• نوع تابلو، محل قرارگیری و روش نصب آن به صورت دقیق مشخص شود.

نقشه ی ترمینال و اتصالات خارجی

تجهیزات زیادی داخل تابلو برق نصب می‌شوند اما تمام آن‌ها جزئی از یک سیستم بزرگ‌تر بوده و باید با دنیای بیرون نیز در ارتباط باشند. برای برقراری ارتباط بین تابلو برق و بخش‎های دیگر از انواع سیم و کابل استفاده می‌شود. به عنوان مثال سیم‌ها و کابل‌ها با سایزها و تعداد رشته‌های متنوع به منظور اتصال برق ورودی، خروجی، اتصال المان‌های فرمان مانند میکروسوئیچ‌ها، شستی‌ها، سنسورها و غیره در نظر گرفته می‌شوند.

طبق تصویر زیر برای اتصال انواع سیم و کابل به تابلو از ترمینال‌ها استفاده می‌شود. مزیت ترمینال این است که یک اتصال جداشدنی بوده و به ما این امکان را می‌دهد که تابلو را در محل دیگری مونتاژ کرده و سپس ارتباط تجهیزات خارجی را با آن برقرار کنیم. با زیاد شدن ترمینال ها به نوع دیگری از نقشه برق با عنوان نقشه ترمینال نیاز داریم. البته نقش ترمینال‌های امروزی اهمیت بیشتری داشته و می‌توانند جهت حفاظت، عیب یابی، تست و غیره نیز استفاده شوند.

تعداد و اندازه‌ی ترمینال‌ها به نوع تابلو ارتباط داشته و در برخی موارد به صدها عدد نیز می‌رسد. در نقشه‌های مسیر جریان مانند نقشه‌های قدرت و فرمان از علائم و حروف خاصی برای نمایش ترمینال استفاده می‌شود. وجود این علائم در نقشه به معنی یک ارتباط خارجی در تابلو برق می‌باشد.

طبق تصویر زیر، دو عدد شستی استپ قارچی معمولی با دو پلاتین بسته بیرون از تابلو نصب خواهند شد. به همین منظور ترمینال‌های OS-X2+ با شماره‌ی 2001 و 2002 برای اتصال سیم‌های ورودی قارچی اول استفاده می شوند. ترمینال های شماره های 2003 و 2004 برای خروجی قارچی اول و ورودی قارچی دوم و در نهایت 2005 و 2006 برای خروجی قارچی دوم به تابلو در نظر گرفته شده است. در این مثال از دایره به همراه اعداد و حروف خاصی مانند OS-X2+ برای نمایش گروه ترمینال‌ها استفاده شده است.

در تابلو برق‌های پیچیده معمولا نقشه‌های مسیر جریان بیشتر از یک صفحه خواهند بود. با توجه به این گستردگی می‌توان حدس زد که اطلاعات مربوط به ترمینال‌ها نیز در تمام قسمت‌های نقشه پراکنده باشند. از طرفی اطلاعات مربوط به ترمینال‌ها در مونتاژ، نصب، راه اندازی و عیب یابی‌های بعدی بسیار اهمیت دارد. به همین منظور در تأسیسات استاندارد علاوه بر نقشه‌های مسیر جریان، تمام اطلاعات مربوط به ترمینال‌ها و قطعاتی که خارج از تابلو قرار خواهند گرفت را به صورت دقیق در نقشه‌ها یا اسناد جداگانه ارائه می‌کنند. این اسناد اصطلاحا جداول و نقشه ترمینال نامیده می شوند.

طبق تصویر زیر  فرمت این اطلاعات می‌تواند به صورت تصویر حقیقی ترمینال‌ها، جدول و یا هر دو باشد. با این کار نیازی به مرور تمام نقشه‌های مسیر جریان نبوده و به سرعت می‌توان اطلاعات یک قطعه‌، شماره‌ی ترمینال، محل قرارگیری آن در نقشه‌ی مسیر جریان و غیره را به دست آورد.

جمع بندی

انواع نقشه برق شامل نقشه های برق ساختمان و تاسیسات صنعتی ممکن است با عنوان های متنوعی نام گذاری شوند. این عنوان ها غلط نبوده هر یک طبق استاندارد یا منابع خاصی ارائه می شوند. به صورت کلی هدف از ترسیم نقشه های برق باید ارائه ی اطلاعات کامل در خصوص روش کار سیستم، تهیه ی قطعات، سیم بندی دقیق، روش نصب فیزیکی، الکتریکی و اتصال با تجهیزات بیرونی باشد. همانطور که می دانید امروزه از نرم افزارهای مختلفی مانند اتوکد الکتریکال و ایپلن برای ترسیم نقشه برق استفاده می شود.

به عنوان مثال در نرم افزار اتوکد الکتریکال یک بخش خاص به منظور ترسیم نقشه شماتیک وجود دارد. در این بخش می توان نقشه های مسیر جریان، تک خطی، هیدرولیک، پنوماتیک و P&ID را ترسیم کرد. طراحی مربوط به شکل ظاهری تابلو برق و محل قرار گیری تجهیزات داخلی آن در بخش Panel اتوکد انجام شده و در نهایت گزارش ها از بخش Reports دریافت می شود. تمام این اطلاعات به صورت یک پروژه ایجاد شده و شما می توانید در پروسه های تهیه قطعات، مونتاژ، سیم بندی و غیره از آن ها استفاده کنید.

توصیه می شود با توجه به حوزه ی کاری خود یک نرم افزار مناسب جهت ترسیم انواع نقشه برق را انتخاب کرده و به خوبی فرا بگیرید. این امر باعث می شود هر نوع نقشه برق یک پروژه یا تابلو برق مانند نقشه مسیر جریان، نقشه شماتیک، نقشه تک خطی، نقشه مونتاژ، نقشه ترمینال و وایرینگ را با دقت بالا ترسیم و پیاده سازی کنید.