نصب رله ارت فالت و سیم بندی

ر این مبحث قصد داریم مطالبی برای آشنایی بیشتر با عملکرد رله ارت فالت یا همان رله نشتی جریان بیان کنیم. در این راستا به دلیل عملکرد مشابه رله ارت فالت با کلید محافظ جان و هم چنین عملکرد مکمل این رله با ترانس کوربالانس، لازم است ابتدا به توضیحاتی در مورد این تجهیزات بپردازیم.

محافظ جان چیست؟

کلید محافظ جان با عنوان های کلید جریان نشتی، کلید جریان باقیمانده، مدار شکن جریان باقیمانده RCCB و یا محافظ جان شناخته می شود. این کلید به عنوان یک وسیله حفاظتی جریان باقیمانده می تواند مدار تغذیه را در شرایط زیر قطع کند:

۱- هر یک از هادی های برق دار (فازها یا نول) به بدنه هادی وسایل و تجهیزات الکتریکی اتصال پیدا کند و یا هادی های بیگانه ای که با زمین تماس داشته باشند.

۲- هر نشتی جریان از مدار به زمین ایجاد شده باشد.

منظور از هادی بیگانه، تمام قسمت های هادی است که جزء سیستم برق رسانی و تأسیسات الکتریکی نیستند. مانند اسکلت فلزی ساختمان، لوله های فلزی گاز یا آب و کابینت فلزی،… .

در واقع اساس کار RCD بر این اصل استوار است که جریان رفت در سیم فاز اگر راه عبور دیگری در مسیر آن امکان پذیر نباشد، تمام جریان ورودی به تجهیز الکتریکی باید از سیم نول برگردد.

به عبارت دیگر کلید محافظ جان کلیدی است که جریان عبوری از فاز را با جریان برگشتی از نول مقایسه می کند و در صورت وجود اختلاف بین جریان رفت و برگشت، مدار را قطع می کند.

جریان عامل در محافظ جان چیست؟

اختلاف جریان فاز و نول در دو سیم پیچ هسته، در کلید جریان باقیمانده، باعث اختلاف شار شده و اختلاف شار، باعث تحریک رله و قطع مدار می شود. از طریق تعداد دور سیم پیچ می توان تنظیم کرد که رله با چه جریانی تحریک شود که به این جریان، جریان عامل می گویند.

• جریان عامل RCD: حداقل اختلاف جریان بین فاز و نول است که باعث عملکرد کلید می شود.(IΔn)
• جریان نامی RCD به حداکثر جریان مجاز رفت و برگشت گویند.(In)

کاربرد RCD ها این نیست که جریان بالاتر از جریان نامی خود را قطع کنند؛ بلکه اختلاف جریان رفت و برگشت را مقایسه و مدار را قطع می کنند.

مبحث مهم بعدی که می توان به آن اشاره نمود، انواع برق گرفتگی است.

انواع برق گرفتگی

برق گرفتگی ممکن است به دو صورت برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم و تماس غیر مستقیم رخ دهد.

•    برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم در سیستم 

•    برق گرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم در سیستم TT

   استفاده از RCD در سیستم برق رسانی TT و TN

در سیستم برق رسانی TT، تجهیز RCD به عنوان حفاظت اصلی سیستم در برابر برق گرفتگی از طریق تماس غیر مستقیم محسوب می شود.

در سیستم TN، تجهیز RCD به عنوان حفاظت اضافی سیستم در نظر گرفته می شود.

لازم به ذکر است که در سیستم TNC استفاده از RCD مجاز نیست و در سیستم TNS، از RCD به عنوان حفاظت اضافی در آخرین نقطه مدار (در تابلو کنتور) استفاده می شود. در نظر داشته باشید در سیستم TNS اتصال مجدد نول به زمین و نول به ارت ممنوع است.

وظیفه سیم ارت این است که جریان نشتی را به زمین منتقل کند. در صورتی که سیم ارت در مدار نباشد، جریان نشتی به جای سیم ارت از بدن انسان عبور می کند و سپس مدار قطع می شود. حال اگر کلید RCD از نوع ۳۰ میلی آمپر باشد، جریان ۳۰ میلی آمپر که حد مجاز جریان برق گرفتگی است، از بدن انسان عبور می کند و بعد از آن کلید محافظ جان عمل می کند. این در حالی است که که در صورت وجود سیم ارت این جریان به جای عبور از بدن از سیم ارت می گذرد.

اگر در سیستم TNC قسمتی را که می خواهیم دستگاهی را متصل کنیم به TNS تبدیل کنیم، در آن جا می توان از RCD استفاده کرد و سیم ارت با بدنه در اتباط باشد ولی از داخل RCD رد نشود.

تفاوت رله نشتی جریان (رله ارت فالت) با محافظ جان (کلید RCD) چیست؟

تفاوت رله ارت فالت و کلید محافظ جان در این است که کلیدهای محافظ جان RCD یا محافظ جان در زمینه میزان حساسیت و تحمل جریان، محدودیت دارند و در رنج های جریان خاص و محدود عمل می کنند.  این در حالی است که رله ارت فالت یا رله نشتی جریان محدودیت کمتری در این زمینه دارند. رله های ارت فالت اغلب دارای قابلیت تنظیم حد آستانه جریان باقی مانده و تأخیر زمانی هستند.

جریان نشتی

در این جا لازم به یادآوری است که در صورتی که بین مداری که از نظر الکتریکی با زمین یا بدنه های هادی بیگانه جریانی برقرار شود به آن جریان نشتی می گویند. حال احتمال دارد به دلیل جریان های مربوط به خازن های موجود در مدار جریان نشتی به همراه مؤلفه خازنی باشد.

عوامل ایجاد جریان نشتی

از عواملی که می تواند موجب نشتی جریان شود، فرسایش عایق میان رساناهای برق دار و یا میان رساناهای برق دار با زمین است. این موضوع موجب خروج جریان از مسیر اصلی خود می شود.

به طور کلی خطای زمین ناشی از سیم کشی نادرست، خرابی عایق، تراکم رطوبت، میدان های مغناطیسی پراکنده و مسائل دیگر را می توان به کمک جریان نشتی به هادی های زمین تشخیص داد. علائم خطاهای زمین می‌توانند خرابی کارت های ورودی – خروجی در شبکه ها، بهم خوردن متناوب اطلاعات در دستگاه‌های ارتباطی، از دست رفتن سیستم، آلارم های غیر واقعی، قطعی های اتوماتیک و غیره… باشد.

بعضی از مشکلات ناشی از خطاهای زمین عبارتند از:

کاهش ایمنی بهره برداران و افزایش خطر آتش سوزی، افزایش ولتاژ در نقاط مختلف زمین سیستم، مشکلات ورود فرکانس های بالا به دستگاه‌های الکترونیکی حساس و ایجاد میدان های پراکنده بسیار قوی.

نکته ای که بیش از همه لزوم پیش گیری و حفاظت از نشتی جریان را نشان می دهد این است که نشتی جریان علاوه بر خطراتی هم چون آتش سوزی و آسیب دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی، مهم تر از همه منجر به خطر برق گرفتگی می شود.

قبل از توضیح در مورد رله ارت فالت لازم است که به توضیح مختصری در ارتباط با عملکرد CT کوربالانس که مکمل این رله است بپردازیم:

CT جریان کوربالانس CBCT

ترانس جریان و به عبارتی CT، نوعی ترانسفورماتور است که با مدار سری می شود و جریان ورودی در آن الزامی و اجباری است. این نوع ترانس ها در تابلوهای فشار ضعیف، به عنوان کاهنده جریان قرار می گیرند و در دو دسته اندازه گیری و حفاظتی طبقه بندی می شوند. CT های حفاظتی معمولاً جریان های زیادی را اندازه گیری می کنند و برای وصل به رله ها و تشخیص اتصال کوتاه کاربرد دارند. ترانس کور بالانس یا CBCT یکی از انواع ترانس جریان و شامل سیم پیچی به شکل حلقه است و با ترانس های دیگر متفاوت است.

همان طور که می دانید نشتی جریان که ناشی از عدم تعادل جریان رفت در سه فاز و جریان برگشت از سیم نول منجر به بروز خطا خواهد شد. (لازم به ذکر است که منظور از عدم تعادل در جریان این است که جمع برداری جریان های عبوری صفر نباشد.)

بنابراین باید نشتی جریان تشخیص داده شود و کلید اصلی قطع شود. در این راستا می توان از ترانس جریان حلقه ای یا کوربالانس استفاده نمود. این ترانس به رله نشتی جریان یا ارت فالت متصل می شود. با عبور جریان از سیم های فاز و نول به عنوان اولیه ترانس از داخل حلقه ترانس به عنوان ثانویه ترانس، جریان نشتی از طریق میدان مغناطیسی ایجاد شده پیرامون سیم تشخیص داده می شود. در واقع در خروجی ترانس متناسب با جریان نشتی، ولتاژ ایجاد خواهد شد و این ولتاژ به رله نشتی جریان یا ارت فالت منتقل شده و رله فرمان قطع به کلید اصلی تابلو را می دهد.

عملکرد رله نشتی جریان (رله ارت فالت)

رله ارت فالت به منظور آشکارسازی و فرمان قطع مدار در صورت بروز خطای اتصال زمین یا جریان نشتی به کار می رود. این رله به وسیله ترانس حلقوی کوربالانس جریان باقی مانده بیش از حد مجاز را تشخیص داده و در این حالت خروجی رله فعال می شود. رله شنت یا رله آندر ولتاژ، کنتاکتور یا کلید اتوماتیک در مسیر رله قرار می گیرند تا در صورت بروز خطا، مدار تغذیه را قطع کند.

رله ارت فالت همراه ترانس جریان یا CT کوربالانس به صورت مکمل یکدیگر به کار می روند و جریان نشتی را تشخیص می دهند. با تشخیص نشتی جریان، رله ارت فالت عمل می کند و به کنتاکتور یا کلید اتوماتیک فرمان قطع می دهد.

این رله با تشخیص اتصال هر فاز به زمین یا دو یا سه فاز به زمین و نشت جریان، عمل می کند و به کنتاکتور یا کلید اتوماتیک فرمان قطع مدار متصل به آن را می دهد.

در واقع در صورتی که جریان خارج از حدی که بر روی رله تنظیم شده باشد، رله ارت فالت عمل می کند.

کاربرد رله نشتی جریان یا رله ارت فالت

حفاظت از خط و ترانس از جمله موارد کاربرد رله ارت فالت است. از موارد دیگر استفاده از رله نشتی جریان در مدارهای اتصال به زمین در بیمارستان هاست که حتماً نشتی جریان باید پایین باشد. هم چنین در حفاظت موتورهای مهم و حساس در مقابل خطای اتصال زمین و مراکز و محل هایی که در مقابل پارازیت الکترومغناطیس حساس هستند نیز رله ارت فالت کاربرد دارد.

اتصالات نامناسب تپ چنجر در ثانویه ترانسفورماتور می تواند منجر به عملکرد رله ارت فالت در سمت اولیه ترانس و خروج ترانسفورماتور از مدار گردد.

رله ارت فالت اشنایدر

قابلیت های رله ارت فالت اشنایدر الکتریک به عنوان قطعات حفاظتی:

• رنج وسیع تجهیزات
• تضمین بازدهی همه قطعات زنجیره حفاظت برای ایمنی کامل
• تداوم بهینه در تأمین حفاظت انسان و تجهیزات
• رعایت تمام استانداردهای بین المللی

این رله ها برای نظارت بر عایق الکتریکی کابل ها که ممکن است در اثر فرسودگی دچار افت خاصیت عایقی شده باشند و یا در اثر تعمیم و گسترش اتصالات دچار نشتی جریان شده باشند، استفاده می شوند.

اندازه گیری نشتی جریان به طور مداوم باعث می شود که بتوان به منظور نگه داری مدار و جلوگیری از بروز از خطا و عیب در مدار برنامه ریزی صورت گیرد.

افزایش نشتی جریان ممکن است موجب خاموشی کامل تأسیسات شود.

هنگامی که جریان باقی مانده بیش از حد آستانه عملکرد جریان باقیمانده مجاز تعیین شده رله گردد، رله عمل می کند.

بسته به نوع رله نشتی جریان اشنایدر، می توان جریان باقی مانده رله را به منظور آستانه عملکرد آن تنظیم یا انتخاب نمود و جریان نشتی بیش از حد مجاز را از طریق چراغ LED متوجه شد.

تنظیمات رله ارت فالت

در زیر نمایی از  رله ارت فالت اشنایدر مدل های RH..M را ملاحظه می کنید:

A: ترمینال های منبع تغذیه

B: چراغ LED سبز رنگ POWER

C: چراغ LED قرمز رنگ خطا

D: تنظیم جریان باقیمانده نامی IΔn و زمان تأخیر Δt

E: دکمه های تست و reset

F: پوشش آب بندی شده

ابعاد رله نشتی جریان اشنایدر

شکل زیر ابعاد رله نشتی جریان اشنایدر مدل های RH..M را نشان می دهد:

• نمودار زمان بر حسب جریان عملکرد رله ارت فالت

در شکل زیر با مشاهده نمودار زمان بر حسب جریان در این رله متوجه می شویم اگر IΔn (جریان باقیمانده) را بر روی ۳۰ میلی آمپر تنظیم کنیم، رله فوری تریپ کرده و مدار را قطع می کند؛ یعنی تأخیر زمانی برابر صفر است. (۰= Δt)

روش نصب رله ارت فالت اشنایدر

در این جا ما به بررسی سیم بندی رله ارت فالت در دو حالت همراه رله آندر ولتاژ و رله شنت می پردازیم.

• دیاگرام مدار رله نشتی جریان (ارت فالت) اشنایدر به همراه رله آندر ولتاژ MN

دیاگرام مدار رله نشتی جریان (ارت فالت) اشنایدر به همراه رله آندر ولتاژ MN در تصویر زیر نمایش داده شده است:

(این دیاگرام در حالی است که همه تجهیزات قطع باشند.)

• MN: رله آندر ولتاژ
• Q1: کلید حفاظتی قطع کننده مدار اصلی
• Q2: قطع کننده DPN
• A1-A2: منبع تغذیه جانبی
• T1-T2: ترانس یا CT جریان نوع TOA یا A یا سنسور مستطیلی (اگر IΔn ≥ ۵۰۰ A)
• ۱۱-۱۴: کنتاکت ولتاژ
• ۲۶-۲۵: رله تست
• ۲۷-۲۵: ” خطا” reset
• ۳۱-۳۲-۳۴: کنتاکت خطا

• دیاگرام مدار رله نشتی جریان (ارت فالت) اشنایدر به همراه رله شنت MX

دیاگرام مدار رله نشتی جریان (ارت فالت) اشنایدر به همراه رله شنت MX در تصویر زیر نمایش داده شده است:

دیاگرام سیم بندی رله نشتی جریان به همراه رله شنت

• L1: لامپ
• MX: رله شنت
• : رله آندر ولتاژ
• Q1: کلید حفاظتی قطع کننده مدار اصلی
• Q2: قطع کننده DPN
• A1-A2: منبع تغذیه جانبی
• T1-T2: ترانس یا CT جریان نوع TOA یا A یا سنسور مستطیلی (اگر IΔn ≥ ۵۰۰ A)
• ۱۱-۱۴: کنتاکت ولتاژ
• ۲۶-۲۵: رله تست
• ۲۷-۲۵: ” خطا” reset
• ۳۱-۳۲-۳۴: کنتاکت خطا

رله ارت فالت RH99M در ولتاژ ۱۱۰ – ۱۳۰ ولت

رله ارت فالت اشنایدر با عنوان Vigirex معرفی می شوند و معمولا ویژگی هایی از این قبیل دارند :

• کد فنی: ۵۶۱۷۲
• نام اختصاری: RH99M
• نام دسته محصولات: Vigirex
• تطابق با سنسورهای جریان مدل Vigirex RH TOA و Vigirex RH A
• رنج ولتاژ تغذیه: ۱۳۰٫٫٫ ۱۱۰ ولت AC در شبکه برق ۶۰/۵۰ هرتز
• زمان تأخیر:
• لحظه ای در ۰٫۰۳ آمپر
• قابل تنظیم در ۹ حالت در رنج ۴٫۵ … ۰ ثانیه و در ۹ حالت حد آستانه جریان باقی مانده قابل تنظیم در رنج ۰٫۰۳ تا ۳۰ آمپر
• ابعاد:
• ارتفاع: ۹۷ میلی متر            عرض : ۵۴ میلی متر               عمق: ۷۴ میلی متر
• نصب بر روی ریل DIN

رله ارت فالت RH99M در ولتاژ ۲۲۰ – ۲۴۰ ولت

• کد فنی: ۵۶۱۷۳
• نام اختصاری: RH99M
• نام دسته محصولات: Vigirex
• تطابق با سنسورهای جریان مدل Vigirex RH TOA و Vigirex RH A
• رنج ولتاژ تغذیه(Us):
•  ۲۴۰٫٫٫ ۲۲۰ ولت AC در شبکه برق ۶۰/۵۰ هرتز
• ۲۴۰٫٫٫ ۲۲۰ ولت AC در شبکه برق ۴۰۰ هرتز
• زمان تأخیر:
• لحظه ای در ۰٫۰۳ آمپر
• قابل تنظیم در ۹ حالت در رنج ۴٫۵ … ۰ ثانیه و در ۹ حالت حد آستانه جریان باقی مانده قابل تنظیم در رنج ۰٫۰۳ تا ۳۰ آمپر
• ابعاد:
• ارتفاع: ۹۷ میلی متر            عرض : ۵۴ میلی متر               عمق: ۷۴ میلی متر
• نصب بر روی ریل DIN

رله ارت فالت RH99P در ولتاژ ۲۲۰ – ۲۴۰ ولت

• کد فنی: ۵۶۲۷۳
• نام اختصاری: RH99P
• نام دسته محصولات: Vigirex
• تطابق با سنسورهای جریان مدل Vigirex RH TOA و Vigirex RH A
• رنج ولتاژ تغذیه(Us):
•  ۲۴۰٫٫٫ ۲۲۰ ولت AC در شبکه برق ۶۰/۵۰ هرتز
• ۲۴۰٫٫٫ ۲۲۰ ولت AC در شبکه برق ۴۰۰ هرتز
• زمان تأخیر:
• لحظه ای در ۰٫۰۳ آمپر
• قابل تنظیم در ۹ حالت در رنج ۴٫۵ … ۰ ثانیه و در ۹ حالت حد آستانه جریان باقی مانده قابل تنظیم در رنج ۰٫۰۳ تا ۳۰ آمپر
• ابعاد:
• ارتفاع: ۷۲ میلی متر            عرض : ۷۲ میلی متر               عمق: ۷۸ میلی متر
• نصب بر روی پنل