الدليل الشامل للوحات ولوحات التوزيع والخزائن

أن لوحة توزيع كهربائية يستقبل الطاقة من مصدر علوي ويقسمها إلى دوائر خروج محمية. اعتماداً على الحجم والمعيار، قد يسمى الجهاز لوحة توزيع، لوحة تحكم، لوحة توزيع رئيسية أو خزانة. يوضح هذا الدليل تلك المصطلحات ويشرح التصنيفات، القواطع، القضبان النحاسية، الحاويات، التأريض، شكل الفصل، والاختيار للأنظمة الثابتة والمحمولة.

ما هي لوحة التوزيع؟

يحتوي لوح التوزيع على توصيلة دخل أو جهاز حماية رئيسي، وقضبان توصيل مشتركة، وقواطع مدارات خروج أو مفاتيح منصهرات، وقضبان محايدة وأرضية واقية، وأجهزة قياس، وخزانة. ويوفر نقطة تحكم لعزل وحماية الكابلات والأحمال اللاحقة.

يعتمد دور لوحة التوزيع على موقعها. فقد تستقبل لوحة التوزيع الرئيسية طاقة ثانوية من محول وتغذي لوحات فرعية كبيرة. بينما تغذي لوحة التوزيع النهائية وحدات الإضاءة، والمقابس، والمعدات الصغيرة. يجب أن تُصنف كلتا اللوحتين لتحمل الجهد، والتيار، وتيار العطل المحتمل.

لوحة التوزيع (Panelboard) مقابل لوحة المفاتيح (Switchboard) مقابل معدات المفاتيح الكهربائية (Switchgear)

تستخدم لوحة التوزيع عادةً خزانة مثبتة على الحائط مع قواطع فرعية يمكن الوصول إليها من الأمام. أما لوحة المفاتيح فهي عادةً تجمع مثبت على الأرض مع قواطع رئيسية أكبر، وقضبان توصيل، وأقسام للمغذيات. تؤكد معدات التوزيع عادةً على التقسيم، والأجهزة القابلة للسحب، وقدرة أعلى على تحمل الأعطال، وإمكانية الصيانة. تختلف التعريفات الدقيقة وفقاً للجنة التقنية الكهربائية الدولية (IEC)، ومنتجات الأندروير (UL)، والممارسات الإقليمية، لذا يجب أن تشير عملية الشراء إلى معيار المنتج المطلوب والبناء.

جدول مقارنة واختيار سريع

استخدم هذا الجدول كمراجعة سريعة لقرارات الهندسة والمشتريات الرئيسية التي تم شرحها في المقال.

منطقة القرارالمعنى العمليما الذي يجب التحقق منه
ما هي لوحة التوزيع؟يحتوي لوح التوزيع على توصيلة دخل أو جهاز حماية رئيسي، وقضبان توصيل مشتركة، وقواطع الدائرة الكهربائية أو مفاتيح الصمامات للخارج، وقضبان محايدة والأرضي الوقائي، وأجهزة القياس، وغلافاً.يوفر نقطة تحكم للعزل وحماية الكابلات والأحمال اللاحقة.
لوحة التوزيع (Panelboard) مقابل لوحة المفاتيح (Switchboard) مقابل معدات المفاتيح الكهربائية (Switchgear)تستخدم لوحة التوزيع عادةً خزانة مثبتة على الحائط مع قواطع فرعية يمكن الوصول إليها من الأمام.لوحة التوزيع عادةً عبارة عن تجمع مثبت على الأرضية يضم موصلات رئيسية أكبر، وقضبان توزيع، وأقساماً للمغذيات.
تقييمات اللوحات الأساسيةجهد التشغيل الاسمي المقدر، التردد، نظام الأطوار والأسلاك، تيار القضبان العمومية (الباسبار)، تصنيف الخط المعتدل (النيوترال)، التحمل ضد قصر الدائرة أو التصنيف الشرطي، سعة قطع القواطع الرئيسية والفرعية، درجة حماية الغلاف (IP/NEMA)، درجة حرارة المحيط…بالنسبة للمجمعات التي تم التحقق من صحتها باستخدام جهاز حماية معين، قد تؤدي عمليات الاستبدال إلى إبطال معدل قصر الدائرة.
لوحات التوزيع الرئيسية مقابل الفرعيةاللوحة الرئيسية قريبة من الخدمة أو المولد أو المحول وعادةً ما تحتوي على أعلى مستوى للتيار والخطأ.قد يحتوي على قارنة حافلة، أو نقل تلقائي، أو تصحيح معامل القدرة، أو مغذيات لمحركات كبيرة.
تصميم حاويات اللوحات والخزائنقد تستخدم المواقع الجافة الداخليّة خزائن فولاذية مهواة؛ بينما تتطلب المواقع الخارجية أو المليئة بالغبار أو الرطبة أو المسببة للتآكل موادّ ومستوى إحكامٍ محسّنين.يجب أن يتولى تصميم الحاوية إدارة الحرارة دون السماح بدخول الملوثات.

مكونات لوحة التوزيع الرئيسية

  • قاطع الدائرة الرئيسي أو المفتاح: يعزل اللوحة ويوفر حماية ضد التيار الزائد عند الحاجة.
  • قضبان التوصيل نقل التيار إلى الأجهزة الخارجية وتحمل قوى الأعطال الحرارية والكهروديناميكية.
  • قواطع المغذيات: حماية الموصلات والأحمال الواقعة في الاتجاه المعاكس (أو: الموصلات والأحمال اللاحقة).
  • شريط محايد يحمل التيار المتعادل وقد يحتاج إلى تصنيف كامل أو متزايد للأحمال غير الخطية.
  • قضبان التأريض الوقائي وصل الأجزاء الموصلة المكشوفة لنظام التأريض.
  • القياس وحماية زيادة الجهد: مراقبة الكميات الكهربائية والحد من الجهد الزائد العابر.
  • السياج والحواجز: توفير الحماية الميكانيكية والبيئية وحماية اللمس.
Main breaker, copper busbars and outgoing feeders inside an electrical distribution board
يجب أن يتشارك القاطع الرئيسي والقضبان العمومية وأجهزة التغذية في تيار متناسق وتصنيف أعطال.

تقييمات اللوحات الأساسية

جهد التشغيل المقنن من الدولة، والتردد، والنظام المكون من طور واحد أو أطوار متعددة وأسلاك، وتيار القضيب العمومي، وتيار الخط المحايد، وتحمل قصر الدائرة أو التصنيف الشرطي، وقدرة القطع للمقاطع الرئيسية والفرعية، وتصنيف الحماية ضد دخول السوائل والأجسام الصلبة (IP/NEMA) للغلاف، ودرجة حرارة المحيط، والمعيار المطبق. بالنسبة للتجمعات التي تم التحقق من صحتها باستخدام جهاز حماية معين، فإن الاستبدالات قد تبطل تصنيف قصر الدائرة.

يجب أن يأخذ التيار المستمر في الاعتبار الطلب، والتنوع، وارتفاع درجات الحرارة، والحمل المستقبلي. يجب أن يتجاوز تصنيف القصر الكهربائي تيار العطل المتاح في موقع التركيب. إن التصنيف العالي لقطع قاطع الدائرة لا يثبت تلقائياً تصنيف قضبان التوزيع واللوحة بالكامل.

لوحات التوزيع الرئيسية مقابل الفرعية

اللوحة الرئيسية قريبة من الخدمة أو المولد أو المحول وعادة ما تحتوي على أعلى مستوى للتيار والخطأ. وقد تحتوي على فاصل قضبان التوصيل، أو التحويل التلقائي، أو تصحيح معامل القدرة، أو مغذيات المحركات الكبيرة. أما لوحات الفروع فهي أقرب إلى الاحمال وتحتوي على دوائر أصغر حجماً.

التنسيق الانتقائي يجب أن يسمح لقاطع الفرع بإزالة العطل في التيار المنخفض دون فتح القاطع الرئيسي. يجب مراجعة منحنيات الوقت والتيار، والإعدادات اللحظية، وأداء تحديد التيار مقابل تحمل الكابلات والمعدات.

Wall-mounted circuit breaker panelboard with branch breakers and organized conductors
لوحة توزيع فرعية توزع الطاقة على الدوائر النهائية مع تنظيم واضح للمحايد (النواقل المتعادلة)، والأرضي، والدوائر.

كيفية اختيار لوحة توزيع قواطع الدائرة

  1. الجهد الكهربائي: هو فرق الطاقة الكهدربائية بين نقطتين، وهو القوة الدافعّة التي تدفع التيار الكهربائي للسريان في الدائرة. الطور (الفاز): هو مسار ناقل للتيار الكهربائي في أنظمة التيار المتردد، ويمثل توقيت وتذبذب الموجة الكهربائية. نظام الأسلاك: هو التكوين المكون من الموصلات الكهربائية (مثل الخط الحار، والبارد، والأرضي) المستخدم لتوزيع الطاقة الكهربائية. ترتيب التأريض: هو طريقة ربط الأجزاء الكهربائية أو الموصلة بالأرض لضمان السلامة وحماية الأجهزة من الصواعق والأخطاء الكهربائية.
  2. احسب الحمل المتنوع وتيار القضيب المشترك المطلوب.
  3. الحصول على تيار العطل الأقصى والأدنى.
  4. حدد القواطع الرئيسية والفرعية للحمل، وحماية الكابلات، والتنسيق.
  5. اختر عدد الطرق بالإضافة إلى السعة الاحتياطية المخططة.
  6. تحديد المحايد، وقضبان التأريض، وحماية ازدياد التيار، والقياس.
  7. تحديد متطلبات التسوير، وشكل الفصل، والوصول، والبيئة.
  8. التحقق من دخول الكابل، ومقاس العروة، ومساحة الانحناء، والتركيب.

تصميم حاويات اللوحات والخزائن

يمكن استخدام الخزائن الفولاذية ذات التهوية في الأماكن الداخلية الجافة؛ أما المواقع الخارجية أو المليئة بالغبار أو الرطبة أو المسببة للتآكل فتتطلب مواد وإحكاماً معززاً للإغلاق. يجب أن يتعامل تصميم الغلاف مع الحرارة دون السماح بدخول الملوثات. تعدّ حشوات الكابلات، والأبواب، وفتحات التهوية، واقترانات التوصيل جزءاً من التصنيف وليست أموراً ثانوية.

يمكن لشكل الفصلหรือ التقسيم أن يحدد الاتصال بالوحدات الوظيفية المجاورة ويدعم الصيانة، لكنه لا يقضي على مخاطر الوميض القوسي. قد تكون التعشيق، والستائر، والتشغيل عن بُعد، والبناء المقاوم للوميض القوسي مناسبة للأنظمة ذات الطاقة الأعلى.

لوحات توزيع الطاقة المحمولة

توزع اللوحات المحمولة طاقة مؤقتة في مواقع البناء، والفعاليات، وعمليات إيقاف الصيانة للصيانة، ومناطق العمل الصناعية. وهي تتطلب بنية مقاومة للصدمات ومناسبة للأحوال الجوية، وقوابس ومقابس محمية، وتخفيفاً للشد، وحماية من التيار الزائد، وحماية من تيار المتبقي (التيار المتبقي) عند الاقتضاء، وتحديداً واضحاً للمصدر والجهد.

Rugged portable industrial power distribution panel with breakers and protected outlets
تحتاج معدات التوزيع المحمولة إلى حاويات متينة، وموصلات مناسبة، وحماية فعالة ضد التيار المتبقي.

التكامل مع المحولات ومعدات المفاتيح الكهربائية

قد يتم دمج لوحة الجهد المنخفض الرئيسية مع محول ومقصورة الجهد المتوسط في محطة فرعية جاهزة الصنع YBM-12. يمكن أن نشأ مغذيها العلوي من خزانة مفاتيح كهربائية متوسطة الجهد KYN28A-12 أو مدمج وحدة الربط الحلقي LBHB-12. يجب تنسيق معاوقة المحول، تيار العطل الثانوي، وإعدادات الحماية مع لوحة التوزيع الرئيسية ذات الجهد المنخفض.

الفحص والاختبار والصيانة

  • التحقق من التجميع مقابل المخططات الأحادية وتوصيل الأسلاك المعتمدة.
  • افحص تقييمات الأجهزة، وأحجام الموصلات، والخلوصات، والملصقات.
  • تحقق من عزم الدوران للطرفيات والتشغيل الميكانيكي.
  • اختبار العزل، وموصلات الحماية، والقواطع، والأقفال المتداخلة، والعدادات.
  • إجراء اختبارات الأداء والرحلة لمنطق الحماية والنقل.
  • استخدم التصوير الحراري تحت حمل تمثيلي بعد التشغيل.
  • أبقِ الأغطية مغلقة، والفتحات مختومة، وجداول الدوائر محدثة.

جداول اللوحات الكهربائية وقصد الاختيار التجاري

تفضل نتائج البحث لوحات التوزيع بشدة معلومات المنتج الدقيقة والتقييم. تُدرج جدول اللوحة المفيد جهد الإمداد، والأطوار، والتقييم الرئيسي، وتقييم الأعطال، وترتيب المحايد والأرضي، وعدد قواطع الدائرة الصادرة، والطرق الاحتياطية، والقياس، وتقييم الحلاف، ودخول الكابلات، ومعيار التجميع المعمول به.

قرار لوحة التوزيع أو لوحة المفاتيح الكهربائية أو قواطع التوزيع الرئيسية

اختر بناءً على تيار التشغيل وتيار العطل، وتصميم الجهاز، ووصول المشغل، وطريقة الصيانة، ومساحة التركيب - وليس بناءً على عادات التسمية المحلية. تناسب لوحة التوزيع المثبتة على الحائط العديد من الدوائر الفرعية؛ وتدعم لوحة مفاتيح التوزيع المثبتة على الأرض مهام توزيع أكبر؛ بينما تضيف معدات المفاتيح الكهربائية ميزات البناء والقطع لتحقيق موثوقية أعلى ومتطلبات للتحكم الأعطال.

المراجع الفنية والقراءة الإضافية

تدعم المصادر المستقلة التالية المعايير والمصطلحات والحسابات وسياق السلامة التي تمت مناقشتها في هذا الدليل:

مقالات مشابهة