جعبه اتصال (junction box) یک جعبه الکتریکی است که حاوی بلوک های ترمینال است. این جعبه به عنوان یک اتصال میانی بین دستگاه های داخل میدان (ادوات ابزاردقیق) و تابلوهای کنترل (PLC/DCS) عمل می کند.
کابل‌های دستگاه‌های داخل میدان به یک طرف بلوک ترمینال می‌آیند و از انتهای دیگر به پنل کنترل (Control Panel) می‌رود.
انتخاب جعبه‌های اتصال ابزاردقیق باید بر اساس کاربرد الکتریکی خاص و مناطقی که جعبه‌های اتصال در آن نصب شده‌اند، کنترل و انتخاب شود.
یک جعبه اتصال باید دارای گواهینامه برای حفاظت مناسب از ناحیه خطرناک( (hazardous area و حفاظت از نفوذ (ingress protection IP) باشد.
عوامل انتخاب جعبه اتصال
عواملی که برای انتخاب Junction Box باید در نظر گرفته شود به شرح زیر است:
مواد
درجه محافظت
نوع ترمینال
جهت ورودی کابل
دستگاه های ورودی کابل
ارتینگ
کلاس دما
دوشاخه تنفس / آبچکان
اندازه محوطه
برچسب ها
صفحه پشتی بلوک ترمینال
درها
دمای محیط
کدها و استانداردها
کدها و استانداردهای زیر هنگام انتخاب جعبه اتصال قابل اجرا هستند.
IEC-60529 / BS-5490 (محافظت از ورود)
RAL-7032 (نقاشی)
DIN-145 (اندازه حرف در پلاک نام)
API RP 14F & API RP 14FZ (طراحی، نصب و نگهداری برای تاسیسات نفتی ثابت و شناور دریایی برای مکان‌های طبقه‌بندی نشده و کلاس 1، zone0، zone1 و zone2.)
IEC-60079 (تجهیزات – الزامات عمومی)
IEC-60079-10.1.:2009 (اتمسفر انفجاری – طبقه بندی مناطق انفجاری، جو گاز)
IEC-60079-7 (محافظت تجهیزات با افزایش ایمنی ‘e’)
IEC-60079-11 (اتمسفر انفجاری)
IEC-60079-14 (طراحی، انتخاب و نصب تاسیسات الکتریکی)
IEC-60947 (انتخاب نوع ترمینال)
IEC-60423 & IEC-62444 (طراحی، ساخت و انتخاب صفحات گلند و گلندهای کابل)
IEC-61892 (واحدهای دریایی سیار و ثابت، تاسیسات الکتریکی)
انتخاب مواد جعبه اتصال
در سازه های دریایی، اکثر جعبه های اتصال ابزاردقیق با استفاده از فولاد ضد زنگ (stainless steel) ساخته می شوند.
نوع SS316L معمولا ترجیح داده می شود زیرا نوع 303 و 304 بیشتر در معرض خوردگی نوع حفره ای هستند (API RP 14F و API RP 14FZ).
طبق API 14FZ، SS316L قادر به دستیابی به حفاظت از نفوذ است که این جعبه های اتصال را قادر می سازد تا برای استفاده در مناطق خطرناک معقول باشند و می توانند تحت گواهینامه ATEX و طرح گواهینامه IECEx گواهی شوند.
گواهینامه IECEx بر اساس استاندارد بین المللی سری IEC-60079 و دستورالعمل ATEX بر اساس استاندارد اتحادیه اروپا (EU) است.
رایج ترین جعبه های اتصال در سکوهای دریایی Ex e ” ایمنی افزایش یافته” (increased safety) و Ex d ” ضد شعله(flameproof) ” هستند.
مواد با مقاومت خوب در برابر خوردگی، عملکرد بالا و تحمل دمای بالای محیط برای ساخت جعبه های اتصال برای مناطق بیرونی که در معرض شرایط محیطی متغیر هستند استفاده می شود.
پلیمر تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) به دلیل مقاومت بالا در برابر آلودگی روغن‌ها و خواص مکانیکی عالی و طول عمر آن، ماده‌ای است که به طور گسترده برای فضاهای باز استفاده می‌شود.
SS316L و GFRP موادی هستند که به طور گسترده برای جعبه های اتصال ابزار داخلی و خارجی استفاده می شود. فولاد CRCA همچنین به عنوان ماده ای برای ساخت جعبه های اتصال برای صنایع غیر خطرناک در مقیاس کوچک استفاده می شود.
رتبه حفاظت از ورود Ingress Protection Rating (IEC-60529)
رتبه بندی حفاظت از ورود (IP) حفاظت از تجهیزات را در برابر تأثیرات خارجی خاص مانند گرد و غبار، آب، تماس تصادفی، نفوذ و محافظت در برابر تماس مستقیم فراهم می کند.
Ingress Protection در استاندارد بین المللی IEC-60529 به تفصیل آمده است.
ما باید با مطالعه مکانی که باید جعبه اتصال را نصب کنیم، رتبه IP تجهیزات را انتخاب کنیم. برای فضاهای داخلی معمولاً از IP21 و IP 44 به دلیل سطح امنیت پایین آنها استفاده می شود. در حالی که برای مناطق بیرونی، حداقل IP56 برای تحمل شرایط سخت مورد نیاز است.
به طور معمول در همه صنایع، آنها معمولا جعبه های اتصالی با حداقل IP65 را ترجیح می دهند.
برای جزئیات بیشتر به IEC-60529 مراجعه کنید.
انواع ترمینال
به طور عمده دو نوع پایانه در جعبه های اتصال استفاده می شود. آنها از نوع پیچ (Screw type) و پین / قفس فنری(Pin / Spring Cage) هستند.
ترمینال های نوع قفس فنری یا نوع پین به دلیل اتصال ضد لرزش، استحکام بالا، نصب آسان و رسانایی الکتریکی خوب بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.
ما معمولاً انواع ترمینال را طبق IEC-60947 انتخاب می کنیم.
اتصال نوع پیچ زمان بر است. مکانیسم پیچ حداقل اندازه فیزیکی ترمینال را محدود می کند.
مسیرهای ورودی کابل
در جعبه اتصال ابزار دارای گواهی Ex ‘e’، ورودی کابل باید در پایین و طرفین باشد که باید گواهینامه و رتبه IP محفظه را حفظ کند.
طبق EN-60079-0، ورودی های کابل باید درجه IP حفاظت از ورود و رتبه Ex را حفظ کنند.
طبق EN-60079-10، تمام ورودی های استفاده نشده در جعبه اتصال باید مهر و موم (sealed) شوند.
دستگاه های ورودی کابل
صفحات گلند رایج ترین وسیله ای هستند که برای ورود کابل استفاده می شود.
بیشتر صفحات گلند از SS316L ساخته شده اند که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند
طبق IEC-60423، توصیه می شود از SS316L به عنوان ماده صفحات گلند استفاده کنید.
طبق IEC-62444، گلند های کابل باید از برنج با روکش نیکل ساخته شوند.
کلاس دما(Temperature Class)
یک کلاس دمایی برای جعبه اتصال برای تعیین شدیدترین دمای عملیاتی بر روی سطح تجهیزات استفاده می‌شود، که باید دمای احتراق محیط بالقوه خطرناک نباشد.
طبق IEC-60079-10، جعبه اتصال واقع در میدان باید برای مناطق خطرناک با گروه گاز II و کلاس دمایی حداقل T3 مناسب باشد.
دوشاخه تخلیه/تنفس (Drain/Breather Plug)
عملکرد پلاگین تخلیه/ تنفس به حداقل رساندن تجمع رطوبت در جعبه های اتصال با امکان تخلیه تراکم یا رطوبت و اجازه خروج هوا از داخل جعبه به اتمسفر هوای اطراف آن.
دوشاخه تنفسBreather Plug) )
تمام مجموعه های هواکش/ تخلیه کننده باید از SS316L ساخته شوند.
همه شاخه های تنفس / تخلیه باید دارای رتبه IP برابر با جعبه اتصال مرتبط باشند.
اندازه جعبه اتصال
ما باید دستورالعمل های بهداشت، ایمنی و محیط زیست (HSE) و بدون حادثه و آسیب (IIF) را برای اندازه گیری جعبه اتصال در نظر بگیریم.
اندازه جعبه اتصال تأثیر مهمی بر قابلیت نگهداری، دسترسی و همچنین ایمنی و سلامت کاربر دارد.
برای هر جعبه اتصال، عرض و ارتفاع در محدوده 100-500 میلی متر و عمق طبق نظر سازنده سفارش داده می شود.
صفحه پشتی بلوک ترمینال
بلوک های ترمینال یک جعبه اتصال معمولاً در داخل جعبه اتصال در صفحه پشتی بلوک ترمینال نصب می شوند.
هدف اصلی استفاده از صفحه پشتی بلوک ترمینال، حفظ رتبه IP یک جعبه اتصال است.
عمدتاً فولاد معمولی یا SS316 / SS316L به عنوان ماده برای تولید صفحه پشتی استفاده می شود.
برچسب ها
سطح حفاظت، گروه گاز، استانداردهای اعمال شده، کلاس دما و شماره گواهی/فرم باید بر روی تجهیزات برچسب زده شود.
توصیه می شود از SS316 یا SS316L به عنوان ماده برای برچسب زدن استفاده کنید.
همچنین باید در برابر آسیب اشعه ماوراء بنفش (UV) مقاوم باشد.
معمولاً حروف مورد استفاده برای برچسب زدن بر اساس DIN-145 هستند.
درب
استفاده از درب های لولایی و بالابر پیشنهاد می شود و همچنین اکثر صنایع نوع دیواری را از جعبه های اتصالی ترجیح می دهند.
از لولا برای پشتیبانی از باز شدن درب استفاده می شود و امکان عملکرد آسان درب را فراهم می کند.
دمای محیط
دمای محیط محدوده دمای عملیاتی تجهیزات در مناطق خطرناک است.
محدوده دما معمولاً بین 20- تا 55+ درجه سانتیگراد مطابق با IEC-60079-0 است.
رنگ آمیزی
به طور معمول، رنگ آمیزی جعبه های اتصال با استفاده از RAL-7032 به عنوان مرجع انجام می شود.
