محفظه آرک یا جرقه گیر در تابلو برق صنعتی

در بطن شبکه های توزیع و انتقال برق صنعتی، تابلوهای برق نقش حیاتی در کنترل، توزیع و حفاظت از جریان الکتریکی ایفا می کنند. یکی از خطراتی که می تواند این سیستم های مهم را در معرض آسیب قرار دهد، پدیده قوس الکتریکی یا همان آرک است. این پدیده با تولید حرارت و فشار بسیار بالا، تهدیدی جدی برای سلامت تجهیزات، ایمنی اپراتورها و پایداری شبکه به شمار می رود. از همین رو، استفاده از محفظه آرک یا جرقه گیر به عنوان یکی از راهکارهای پیشگیرانه و ایمن ساز در طراحی تابلوهای برق صنعتی اهمیت ویژه ای یافته است. در این مقاله از آداک شرکت سازنده تابلو برق صنعتی به صورت جامع به معرفی این محفظه، انواع آن، ساختار، روش عملکرد، مزایا، معایب، کاربردها و نکات کلیدی در انتخاب آن می پردازیم.

معرفی محفظه آرک

محفظه آرک یا جرقه گیر، فضایی ایزوله و ایمن در داخل تابلو برق است که وظیفه اصلی آن مهار قوس الکتریکی و جلوگیری از انتشار حرارت، شعله، گاز و فشار ناشی از این پدیده در داخل یا بیرون تابلو می باشد. این محفظه ها بر اساس استانداردهای بین المللی طراحی شده و به گونه ای ساخته می شوند که در هنگام بروز اتصال کوتاه یا آرک داخلی، بتوانند از گسترش آسیب جلوگیری کرده و تخلیه ایمن انرژی را فراهم آورند. در واقع این سیستم یکی از پیشرفته ترین روش های محافظتی در برابر خطرات ناشی از قوس الکتریکی در صنعت برق محسوب می شود.

انواع محفظه آرک

محفظه های آرک با توجه به محل نصب، نحوه عملکرد و طراحی داخلی تابلو، در انواع مختلفی تولید می شوند. هر یک از این انواع، متناسب با شرایط فنی و سطح ولتاژ تابلو انتخاب می شود.

محفظه آرک داخلی:

این نوع محفظه داخل خود تابلو طراحی می شود و وظیفه آن، محدود کردن قوس به داخل تابلو و جلوگیری از سرایت آن به سایر قسمت هاست. معمولاً در تابلو فشار ضعیف کاربرد دارد.

محفظه آرک خارجی (با کانال تخلیه):

این نوع دارای کانال یا مجرای خاصی برای تخلیه فشار و گازهای داغ به بیرون از تابلو است. در مواقعی که افراد در اطراف تابلو حضور دارند یا تابلو در فضای بسته نصب شده، استفاده از این نوع ضروری است.

محفظه آرک با سیستم انفجار کنترل شده:

در این نوع، از صفحات فشارشکن و کانال های هدایت انرژی برای آزادسازی کنترل شده گازها و جلوگیری از آسیب به بدنه تابلو استفاده می شود.

محفظه آرک هوشمند (دارای حسگر):

جدیدترین نسل محفظه های آرک که با استفاده از سنسورهای جریان، ولتاژ و دما، در صورت وقوع قوس، به طور خودکار عکس العمل نشان می دهند و مسیر تخلیه را باز می کنند.

ساختار محفظه آرک یا جرقه گیر

ساختار فیزیکی و مهندسی محفظه آرک باید به گونه ای باشد که هم مقاومت بالا در برابر حرارت، شعله و فشار داخلی داشته باشد و هم بتواند در کسری از ثانیه مسیر ایمنی برای تخلیه انرژی فراهم کند. اجزای اصلی این ساختار عبارتند از:

دیواره های مقاوم در برابر حرارت و انفجار:

این دیواره ها معمولاً از ورق فولادی ضخیم یا مواد کامپوزیتی مخصوص ساخته می شوند که بتوانند حرارت حاصل از آرک را تحمل کنند.

درب های تقویت شده با قفل ایمنی:

طراحی شده برای جلوگیری از باز شدن ناگهانی درب تابلو در زمان وقوع آرک و جلوگیری از پرتاب قطعات داخلی.

صفحات فشارشکن یا بلوک های تخلیه فشار:

برای خروج سریع و ایمن گازهای تولید شده بر اثر قوس استفاده می شوند.

کانال های هدایت گاز و شعله:

مسیرهای از پیش طراحی شده برای انتقال گاز و حرارت به بیرون از تابلو یا فضای ایمن.

عایق های مخصوص ضد شعله:

جهت جلوگیری از اشتعال سایر قسمت ها و حفظ ایزولاسیون داخلی.

نحوه عملکرد محفظه آرک

عملکرد این محفظه ها مبتنی بر مهار قوس، تخلیه انرژی و کنترل فشار داخلی است. در زمان بروز قوس، محفظه آرک به سرعت وارد عمل می شود و مانع از گسترش شعله یا انفجار در کل تابلو می شود.

تشخیص قوس یا شوک داخلی:

در برخی مدل ها با استفاده از سنسور، در برخی با افزایش ناگهانی فشار.

مهار و محصورسازی قوس در محل تولید:

جلوگیری از گسترش آتش به سایر بخش ها.

باز شدن صفحات فشارشکن و هدایت گاز به کانال خروجی:

برای جلوگیری از تخریب بدنه یا صدمه به افراد.

بازگشت سیستم به حالت ایمن یا توقف کامل تابلو تا بررسی فنی:

برای جلوگیری از تکرار حادثه.

مزایای استفاده از محفظه آرک

استفاده از محفظه آرک در تابلو برق های صنعتی نه تنها باعث افزایش ایمنی می شود بلکه عمر تجهیزات را نیز به طور محسوسی افزایش می دهد. مزایای کلیدی آن شامل موارد زیر است:

• حفاظت اپراتور در برابر سوختگی، انفجار و آسیب مستقیم
• جلوگیری از آتش سوزی گسترده در محل نصب تابلو
• کاهش خسارات ناشی از آسیب به تجهیزات داخلی تابلو
• افزایش قابلیت اطمینان تابلو در محیط های صنعتی حساس
• پاسخگویی به الزامات ایمنی در بازرسی های فنی و گواهی نامه ها

معایب و محدودیت های محفظه آرک

با وجود مزایای فراوان، برخی محدودیت ها و چالش ها در استفاده از این سیستم ها وجود دارد که باید در طراحی و خرید به آن ها توجه شود.

• هزینه بالای طراحی و پیاده سازی نسبت به تابلوهای ساده
• افزایش وزن کلی تابلو و نیاز به فونداسیون مستحکم تر
• نیاز به طراحی حرفه ای کانال تخلیه و جانمایی مناسب آن در محیط نصب
• نیاز به تست های تخصصی برای تأیید عملکرد در برابر قوس
• عدم کارایی مناسب در صورت نصب نادرست یا استفاده از مواد غیر استاندارد

کاربردهای محفظه آرک

با توجه به نقش حیاتی ایمنی در صنایع بزرگ، استفاده از محفظه آرک در بسیاری از پروژه ها به یک الزام تبدیل شده است. مهم ترین کاربردهای این سیستم عبارتند از:

• تابلوهای برق صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• پست های برق فشار متوسط و فشار قوی
• نیروگاه های برق حرارتی، آبی و خورشیدی
• کارخانجات فولاد، سیمان، شیمیایی و خودروسازی
• ساختمان های بلندمرتبه، بیمارستان ها، مراکز داده و برج های اداری
• زیرساخت های حیاتی مانند فرودگاه، مترو و ایستگاه های قطار

نکات مهم در انتخاب محفظه آرک

در هنگام انتخاب تابلو برق با محفظه آرک باید به نکات مهندسی و اجرایی متعددی توجه شود تا ایمنی و عملکرد سیستم تضمین شود.

• اعتبار شرکت سازنده و داشتن تجربه در ساخت تابلوهای با آرک
• در نظر گرفتن سطح ولتاژ تابلو و توان تخلیه مورد نیاز
• طراحی مناسب کانال تخلیه بر اساس محل نصب تابلو (داخل ساختمان یا فضای باز)
• درخواست گواهی انجام تست قوس طبق استانداردهای IEC یا VDE
• بررسی ظرفیت تحمل حرارت و فشار محفظه طبق نیاز پروژه

تفاوت محفظه آرک در تابلو فشار ضعیف و فشار متوسط

محفظه آرک در تابلوهای فشار ضعیف با فشار متوسط تفاوت های مهمی دارد که دانستن آن در انتخاب صحیح مؤثر است.

در تابلو فشار ضعیف: محفظه ساده تر بوده، کانال های تخلیه کمتر و ابعاد کوچک تر است. قوس با شدت کمتری اتفاق می افتد.

در تابلو فشار متوسط: محفظه آرک پیچیده تر، دارای سنسورهای هشداردهنده و صفحات تخلیه فشار چند مرحله ای است.

در تابلو برق فشار متوسط معمولاً از مواد عایق خشک با کلاس C استفاده می شود.

سطح انرژی قابل تخلیه در تابلو فشار متوسط چندین برابر بیشتر از فشار ضعیف است.

استانداردهای مهم در طراحی محفظه آرک

طراحی محفظه آرک باید مطابق با استانداردهای معتبر جهانی باشد. این استانداردها پارامترهایی همچون تست حرارتی، تست انفجار، نحوه مهار گاز و شرایط عملکردی را تعریف می کنند.

استاندارد IEC 61641: مربوط به آزمون تابلو در برابر قوس داخلی و میزان ایمنی اپراتور

استاندارد IEC 62271-200: الزامات طراحی تابلوهای ولتاژ متوسط با قوس

استاندارد VDE 0670: راهنمایی در مورد ساختار محفظه های تخلیه قوس

استانداردهای ملی برق ایران (استاندارد ۳۶۲): قابل استناد در پروژه های داخلی

نتیجه گیری

محفظه آرک به عنوان یکی از ابزارهای نوین در افزایش ایمنی تابلوهای برق صنعتی، جایگاه ویژه ای در طراحی های روز دارد. در محیط هایی که خطر بروز اتصال کوتاه، افزایش حرارت و وقوع آرک وجود دارد، نصب این محفظه ها الزامی است. با طراحی درست، انتخاب برند معتبر و رعایت استانداردهای بین المللی، می توان از بسیاری از حوادث جبران ناپذیر جلوگیری کرد و عمر مفید تجهیزات را افزایش داد. استفاده از محفظه آرک، نه هزینه اضافی، بلکه سرمایه گذاری در ایمنی و بهره وری پایدار است.

معرفی شرکت آداک بهین نیرو

اگر به دنبال ساخت تابلو برق صنعتی با طراحی تخصصی محفظه آرک، استفاده از تجهیزات به‌روز و رعایت استانداردهای جهانی هستید، شرکت آداک بهین نیرو بهترین انتخاب شماست.

این شرکت با سال ها تجربه در طراحی و تولید انواع تابلوهای فشار ضعیف، متوسط و هوشمند، سابقه درخشانی در پروژه های صنعتی، پالایشگاهی، ساختمانی و نیروگاهی دارد. آداک بهین نیرو با تیم مهندسی مجرب، محصولات باکیفیت و پشتیبانی فنی مستمر، رضایت حداکثری مشتریان خود را تضمین کرده است.

شماره تماس دفتر تهران: ۰۲۱۴۴۴۹۱۲۵۵

شماره تماس دفتر کرج: ۰۲۶۳۴۱۵۶۰۰۰

آدرس دفتر مرکزی: کرج، عظیمیه، بلوار کاج، پلاک ۱۵۵