مشخصات فنی عمومی و اجرایی تاسیسات برقی ساختمان : ضابطه شماره 110 جلد 1 | ۷-۶- شینه

توزیع توان الکتریکی در تابلوهای برق به وسیله شینه های اصلی که بر اساس نوع کاربری با درخواست کارفرما معمولا  به صورت افقی در بالا وسط یا پایین تابلو نصب می شود و همچنین شینه های توزیع انجام می شود. 

برای انتخاب نوع و مشخصات شینه مواردی مانند شرایط محیطی دمای محیط درجه حفاظتی آلودگی و همچنین الزامات و شرایط اعلام شده از سوی کارفرما (مانند جهت ورودی تغذیه، سطح اتصال کوتاه قابل تحمل Icw) باید در نظر گرفته شود. 

۱-۷-۶- انتخاب جنس شینه 

شینه های اصلی و شینه های توزیع در تابلو برق به علت رسانایی الکتریکی بسیار زیاد تبادل حرارتی خوب مقاومت در برابر خوردگی و سهولت در نصب عموماً از جنس مس یا آلومینیوم انتخاب می شود. 

شینه های مسی باید از نوع Cu-ETP با خلوص حداقل ۹۹/۹ درصد که مشخصه های آن با استاندارد معرفی شده در بخش ۶-۳ مطابقت دارد انتخاب شود. 

شینه های آلومینیومی باید از نوع آلیاژ سری ۱۰۰۰ که مشخصه های آن با استاندارد ذکر شده در بخش ۶-۳ مطابقت دارد انتخاب شود. 

شینه های قابل انعطاف عمدتاً برای اتصال بین شینه ها و کلید مطابق با دستورالعمل سازنده آن قابل استفاده است. 

۲-۷-۶- انتخاب سایز شینه فاز 

۱-۲-۷-۶- اصول کلی 

برای محاسبه سطح مقطع شینه های تابلو برق موارد زیر در نظر گرفته می شود. 

    • جریان اسمی (In) که شینه باید آن را عبور دهد 

    • جریان اتصال کوتاه قابل تحمل (Icw) 

    • دمای محیط اطراف محل نصب تابلو برق 

    • درجه حفاظتی (IP) تابلو برق 

    • ضریب پراکندگی (ضریب همزمانی) 

    • احتمال توسعه تابلو برق در آینده 

    • زمان قطع کلید محافظت کننده شینه 

برای این منظور ابتدا جریان نامی که شینه باید آن را عبور دهد با در نظر گرفتن ضریب پراکندگی محاسبه می شود. سپس با مراجعه به جداول شماره (۶-۹) و (۶-۱۰) که به ترتیب بر اساس جریان مجاز پیوسته شینه های مسی برابر استاندارد 43671 DIN و شینه های آلومینیومی مطابق با استاندارد 43670 DIN است. سطح مقطع اولیه شینه انتخاب و پس از اعمال ضرایب اصلاحی k4,k3,k2,k1, و k5 سطح مقطع انتخاب شده تایید یا بازبینی می شود. 

یادآوری - علاوه بر روش فوق جریان عملکرد و همچنین اتلاف توان شینه های مسی لخت را میتوان بر اساس پیوست K استاندارد IEC61439:2020 محاسبه نمود. 

۲-۲-۷-۶- ضرایب همزمانی و بهره برداری 

معمولا تمام تجهیزات متصل شده به شینه به طور همزمان و در بار کامل بهره برداری نمی شود، بنابراین لازم نیست به منظور محاسبه و انتخاب سطح مقطع شینه ها مجموع جریان نامی تمام تجهیزات به صورت پیوسته در نظر گرفته شود. 

ضریب پراکندگی همزمانی با در نظر گرفتن شرایط بهره برداری از تابلو برق و بر اساس توافق بین کارفرما و سازنده تابلو انتخاب می شود. 

در صورت فقدان این اطلاعات مقدار ضریب همزمانی بین مدارهای مختلف تابلو می تواند بر اساس مقادیر جدول (۶-۶) در نظر گرفته شود. 

۳-۲-۷-۶- محاسبه سطح مقطع شینه

محاسبه جریان مجاز قابل عبور از شینه با استفاده از فرمول زیر و اعمال ضرایب اصلاحی انجام می شود. 

Icont : جریان مجاز پیوسته شینه (نهایی) 

Itable : جریان مجاز پیوسته شینه بر اساس جدول (۶-۹) یا (۶-۱۰) 

k1 : ضریب اصلاحی مربوط به رسانایی شینه در صورتی که رسانایی شینه مسی مورد استفاده 56m/Ωmm² یا رسانایی شینه آلومینیومی مورد استفاده 35/1m/Ωmm² نباشد (شکل (6-11)) 

k2 : ضریب اصلاحی مربوط به دمای محیط غیر از ۳۵ درجه سلسیوس و دمای سطح شینه غیر از ۶۵ درجه سلسیوس (شکل (۶-۱۲)) 

k3 : ضریب اصلاحی مربوط به نصب شینه ها به صورت تخت با نصب به صورت قائم با طول بیش از ۲ متر (جدول (6-7)) 

k4 : ضریب اصلاحی مربوط به اثر پوستی در جریان متناوب تا ۶۰ متناسب با چیدمان شینه ها در صورتی که هیچ انشعابی در فاصله بیش از ۲ متر از شینه گرفته نشده باشد شکل (۶-۱۳) و (۶-۱۴)) 

k5 : ضریب اصلاحی مربوط به کاهش ظرفیت جریانی شینه در ارتفاع بیش از ۱۰۰۰ متر از سطح دریا (جدول (۶-۸)) 

مثال: در دمای محیط (ϑu) ۳۵ درجه سلسیوس و حداکثر دمای شینه (ϑs) ۸۰ درجه سلسیوس، ضریب k2 برابر ۱/۲۴ است. 

۳-۷-۶- انتخاب سایز شینه خنثی 

به جز در مواردی که به گونه دیگری بین استفاده کننده و سازنده تابلو توافق شده باشد حداقل سطح مقطع هادی خنثی باید به شرح زیر باشد: 

    • برای مدارهایی که سطح مقطع هادی فاز کوچک تر و مساوی ۱۶ میلی متر مربع باشد معادل سطح مقطع هادی فاز 

    • برای مدارهایی که سطح مقطع هادی فاز بزرگ تر از ۱۶ میلی متر مربع باشد معادل نصف سطح مقطع هادی فاز و حداقل ۱۶ میلی متر مربع 

یادآوری - در بعضی کاربری های خاص که منجر به مقادیر بالای هارمونیک توالی صفر (مثل هارمونیک سوم) می شود، سطح مقطع عادی خنثی باید بزرگتر باشد. این موضوع به توافق بین استفاده کننده و سازنده تابلو مربوط می شود.

۴-۷-۶- انتخاب سایز شینه حفاظتی 

در صورت انجام محاسبات لازم برای تعیین سطح مقطع هادی حفاظتی مطابق بند ۶-۷-۴-۱ نتایج به دست آمده از محاسبات مبنای تعیین سطح مقطع هادی حفاظتی قرار خواهد گرفت. 

در غیر این صورت مقادیر معرفی شده در بند ۶-۷-۴-۲ مبنای تعیین حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی خواهد بود. 

۱-۴-۷-۶- محاسبه سایز شینه حفاظتی 

سایز شینه حفاظتی (PE) بر اساس استاندارد 54-5-60364 IEC و در نظر گرفتن حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی به منظور قطع مطمئن کلید حفاظتی مدار در حداقل جریان اتصال کوتاه فاز به هادی حفاظتی در زمان مجاز و تحمل حداکثر جریان اتصال کوتاه قابل پیش بینی با توجه به زمان قطع کلید انتخاب می شود. 

SPE : سطح مقطع هادی حفاظتی بر حسب میلی متر مربع 

I : مقدار موثر جریان اتصال کوتاه محتمل (قابل پیش بینی) با امپدانس قابل اغماض که می تواند در هادی حفاظتی جریان یابد، بر حسب آمپر 

t : زمان قطع وسیله حفاظتی، بر حسب ثانیه 

لازم به ذکر است که تاثیر امپدانس مدارها در محدود کردن جریان خطا و محدود شدن I²t (انرژی) توسط وسیله حفاظتی باید در نظر گرفته شود. 

k : ضریبی است که به جنس هادی حفاظتی عایق و سایر قسمت ها و همچنین دمای اولیه و نهایی آن بستگی دارد و  مطابق با جدول (6-11) انتخاب می شود. 

یادآوری - حداقل سطح مقطع شینه حفاظتی از جنس مس نباید کوچک تر از ۶۰ میلی متر مربع انتخاب شود و به کار بردن شینه از جنس برنج و مانند آن در تابلوهای برق مطابق با این مشخصات فنی مجاز نیست. 

۲-۴-۷-۶- انتخاب سایز هادی حفاظتی 

حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی باید به شرح زیر باشد: 

    • برای مدارهایی که سطح مقطع هادی فاز کوچکتر و مساوی ۱۶ میلی متر مربع باشد معادل سطح مقطع هادی فاز 

    • برای مدارهایی که سطح مقطع هادی فاز بزرگتر از ۱۶ میلی متر مربع باشد معادل نصف سطح مقطع هادی فاز و حداقل ۱۶ میلی متر مربع 

۵-۷-۶- حفاظت شینه ها در برابر خوردگی 

خوردگی یک فرایند فیزیکی - شیمیایی است که در اثر واکنش سطوح مواد (بالاخص فلزات) با محیط اطراف آن ایجاد شده و منجر به تغییر مشخصه های این مواد می شود. 

در خصوص تابلوهای برق، عوامل محیطی (مانند رطوبت و نمک)، عوامل شیمیایی موجود در محیط های صنعتی (مانند دی اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن) و آلودگی های موجود در محیط های شهری (مانند گرد و غبار و دوده) می تواند منجر به افزایش سرعت خوردگی شود. 

متداول ترین روش جلوگیری از خوردگی استفاده از پوشش های فلزی (آبکاری) یا آلی (رنگ) است. 

پوشش های فلزی که عموماً در تابلوهای برق به کار گرفته می شود شامل قلع (Sn)، نیکل (Ni)، و نقره (Ag) است. همچنین پوشش های آلی می تواند شامل رنگ اپوکسی یا غلاف حرارتی باشد. 

۱-۵-۷-۶- آبکاری قلع 

    • آبکاری شینه های مسی و آلومینیومی با فلز قلع و پوشش بین ۶ تا ۱۲ میکرون صورت می پذیرد. 

    • آبکاری قلع نباید برای قطعات و کنتاکتهای متحرک استفاده شود. 

۲-۵-۷-۶- آبکاری نیکل 

    • آبکاری شینه های مسی با فلز نیکل و پوشش حدوداً ۲۰ میکرون صورت می پذیرد. 

    • آبکاری نیکل منجر به ۲۰ درصد کاهش رسانایی شینه مسی میشود و صرفا برای قطعات و کنتاکت های متحرک توصیه می شود. 

۳-۵-۷۶- آبکاری نقره 

    • آبکاری شینه های مسی با فلز نقره و پوشش بین ۲ تا ۵ میکرون در محیط هایی که فاقد ترکیبات گوگرد است قابل استفاده است. 

۴-۵-۷-۶- پوشش رنگ اپوکسی 

    • استفاده از پوشش رنگ اپوکسی (مات) با ضخامت حدوداً ۱۲۰ میکرون علاوه بر جلوگیری از ایجاد خوردگی روی سطح شینه های مسی با افزایش تبادل حرارتی شینه با محیط اطراف منجر به افزایش جریان مجاز شینه تا حدود ۱۵ درصد می شود. 

    • قبل از اعمال پوشش رنگ اپوکسی باید شینه های مسی چربی زدایی شده و محل اتصالات با استفاده از چسب نواری مخصوص پوشانده شود.

    • پس از پخته شدن رنگ به مدت حدوداً ۲۰ دقیقه در دمای ۲۰۰ درجه سلسیوس، نوارهای چسبانده شده روی شینه جدا و سطح شینه پاکسازی می شود. 

۶-۷-۶- فرم دهی و ماشین کاری شینه ها 

به منظور حفظ کیفیت و استحکام شینه های مسی فرایند برش سوراخ کاری و خم کاری شینه های مسی توسط ماشین آلات هیدرولیک انجام می شود. 

در صورتی که سوراخ کاری شینه های مسی با استفاده از دریل انجام می شود، روغن کاری مناسب و استفاده از مته با زاویه مارپیچ کوچک (تیپ N یا H) توصیه می شود.

قطر سوراخ کاری شینه ها متناسب با سایز پیچ و مطابق با جدول (6-13) انتخاب می شود. 

قطر سوراخکاری شینه ها همواره باید کوچک تر از نصف پهنای شینه باشد. 

شعاع خم شینه های مسی حداقل ۱٫۵ و شینه های آلومینیومی حداقل ۲ برابر ضخامت شینه است. 

۷-۷-۶- نصب شینه ها 

شینه های برقدار (شامل شینه های فاز و خنثی) بر روی مقره های استاندارد که استحکام لازم جهت ثابت نگه داشتن شینه ها در شرایط عادی و اتصال کوتاه را دارد و با رعایت فاصله های عایقی و خزشی مناسب نصب می شود. 

به منظور بهبود تبادل حرارتی شینه ها تا حد امکان به صورت قائم (بر روی لبه) نصب می شود زیرا نصب کردن شینه ها به صورت تخت منجر به کاهش تبادل حرارتی و در نتیجه کاهش (حدود ۲۰ درصد) جریان مجاز قابل عبور از شینه ها می شود. 

شینه ها تا حد امکان در بالای تابلو نصب می شود زیرا نصب کردن شینه ها در پایین تابلو باعث انتقال حرارت به تجهیزات بالاتر می شود و از طرف دیگر باید تمهیدات اضافی به منظور جلوگیری از سقوط اجسام هادی روی شینه ها در نظر گرفته شود. 

در صورتی که بیش از یک شینه برای هر فاز مورد نیاز باشد فاصله بین شینه های هر فاز حداقل به اندازه ضخامت یک  شینه است. 

فاصله بین شینه های دوفاز مختلف با فاصله بین شینه ها و بدنه با رعایت حدود مجاز فاصله هوایی و بر اساس جدول  (6-14) در نظر گرفته می شود. 

۸-۷-۶- اتصال شینه ها 

۱-۸-۷-۶- اصول کلی 

برای اتصال شینه ها به یکدیگر با به تجهیزات موارد زیر در نظر گرفته می شود : 

     • جنس، نوع و سایز پیچ و مهره ها 

     • سطح اتصال مناسب 

     • تمیزی سطح اتصالات 

     • فشار سطح تماس دو شینه 

     • اعمال گشتاور مناسب برای سفت کردن پیچ ها

۲-۸-۷-۶ جنس نوع و سایز پیچ و مهره ها 

اتصال شینه های مسی با استفاده از پیچ و مهره شش گوش زرد دیکرومات با آبکاری روی (Zn8C) و درجه سختی ۸٫۸ است (درجه سختی واشرها باید حداقل برابر با پیچ و مهره باشد). 

استفاده از سایر انواع اتصال دهنده ها که مقاومت مکانیکی مناسب داشته و منجر به خوردگی سطح شینه نمی شود (مانند فولاد ضد زنگ) مجاز است. 

بهره گیری از سایر سیستم های اتصال شینه ها (مانند کلمپ) که اجرا و عملکرد آن بر اساس دستورالعمل های معتبر و تأیید شده صورت می پذیرد مجاز است. 

طول پیچ متناسب با مجموع ضخامت شینه ها واشر و مهره به علاوه ۲ دنده است. 

۳-۸-۷-۶- سطح اتصال شینه ها  

برای شینه های تا ضخامت ۱۰ میلی متر طول سطح تماس شینه فرعی با شینه اصلی حدوداً بین ۳ تا ۵ برابر ضخامت شینه فرعی است. 

۴-۸-۷-۶- تمیزی سطح شینه ها 

سطوح تماس شینه ها باید تمیز خشک صاف و عاری از هرگونه خش پلیسه یا خوردگی باشد. 

به منظور چربی زدایی سطح شینه میتوان از الکل صنعتی استفاده نمود. 

۵-۸-۷-۶- فشار سطح تماس شینه ها 

فشار سطح تماس شینه ها به عواملی چون تعداد نقاط اتصال نوع اتصال دهنده ها (کیفیت و قطر) و میزان گشتاور اعمالی به آن بستگی دارد.

اعمال گشتاور بیش از حد می تواند منجر به کاهش سطح تماس و استحکام محل اتصال شود. 

۶-۸-۷-۶- اعمال گشتاور مناسب 

اعمال گشتاور مناسب برای سفت کردن پیچ و مهره بر اساس توصیه سازنده تجهیزات و در صورت فقدان دستور العمل سازنده مطابق جدول (6-16) صورت می پذیرد. 

پس از سفت کردن اتصالات با استفاده از تورک متر، پیچ با مهره با استفاده از قلم رنگ اکریلیک با ماندگاری طولانی و  مقاوم در برابر حرارت علامت گذاری می شود تا علاوه بر نشان دادن تکمیل کار، در صورت شل شدن اتصال قابل تشخیص باشد.

۹-۷-۶- علامت گذاری شینه ها 

به منظور سهولت در تشخیص و تمایز شینه ها باید از پوشش های آلی (جدول شماره (۶-۱۲)) با طیف رنگ زیر با کد گذاری توسط حروف، با در نظر گرفتن الزامات عمومی استاندارد 60445 IEC استفاده نمود: 

    • فاز اول: قرمز 

    • فاز دوم: زرد 

    • فاز سوم: مشکی 

    • نول (خنثی): آبی روشن 

    • هادی حفاظتی: سبز و زرد 

یادآوری - کد گذاری شینه ها به ترتیب فازها خنثی و هادی حفاظتی با حروف N,L3,L2,L1 و PE است. 

ترتیب قرار گرفتن شینه ها در چیدمان عمقی از جلو به عقب به ترتیب خنثی، فاز اول، فاز دوم، فاز سوم و در چیدمان عرضی از چپ به راست به ترتیب خنثی، فاز اول فاز دوم، فاز سوم است.