رله نوعی کلید الکتریکی است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می شود.
رله را جوزف هنری در سال ۱۸۳۵ اختراع کرد.
از آنجا که رله می تواند جریانی قوی تر از جریان ورودی را هدایت کند، به معنی وسیع تر می توان آن را نوعی تقویت کننده دانست.
در گذشته رله ها معمولا با سیم پیچ ساخته می شد و از جریان برق برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار سود می برد. امروزه بسیاری از رله ها به صورت حالت جامد ساخته می شوند و اجزای متحرک ندارند. انواع رله های قدرت عبارتند از : رله دیستانس ، رله دیفرانسیل و رله بوخهولتز
رله سنجشی : رله ایست که بادقت و حساسیت معینی در موقع تغییر کردن یک کمیت الکتریکی و یا یک کمیت فیزیکی دیگری شروع به کار کند. چنین رله ای برای مقدار معینی از یک کمیت مشخص تنظیم می شود و اگر ان کمیت از مقدار تعیین و تنظیم شده کمتر ویا بیشتر باشد رله ان تفییرات را می سنجد رله سنجشی بر دو نوع است: ساده و مرکب. رله سنجشی ساده اغلب دارای یک سیم پیچی تحریک شونده می باشد که در اثر تغییر جریان ویا ولتاژ تحریک و موجب وصل شدن کنتاکتی می شود.(رله حرارتی و رله جریان زیاد و رله فشار کم) رله سنجشی مرکب دارای دو سیم پیچی تحریک شونده میباشد مثل رله ای که نسبت ولتاژ و جریان را می سنجد (رله سنجش مقاومت ظاهری) به کمک چنین سنجشی می توان ان قسمت از شبکه را که اتصالی شده است از مدار جدا کرد رله دیستانس. رله زمانی : رله زمانی نه تنها در حفاظت تاسیسات الکتریکی بلکه در خود کار کردن انها نیز مورد استعمال بسیار دارد رله زمانی هیچ وقت به تنهایی به کار برده نمی شود بلکه با رله سنجشی با حفاظت شبکه الکتریکی مصرف می شود و مورد استعمال ان در موقعی است که تاخیری عمدی در عمل قطع و وصل مورد نظر باشد.
رله جهت یاب : برای کنترل و سنجش جهت توان و نبرو در شبکه الکتریکی و یا قسمتی از شبکه جریان متناوب از رله جهت یاب استفاده می شود تعیین جهت نیرو برای حفاظت محلی و سلکتیو در اغلب شبکه ها کاملا ضروری و لازم است به کمک رله جهت یاب می توان فقط ان قسمت از شبکه که خسارت دیده و معیوب شده از مدار خارج کرد حتی می توان از این رله جهت حفاظت ژنراتور و توربین در موقع برگشت وات و نیرو نیز استفاده نمود در جریان دائم برای تعیین و مشخص کردن نیرو تنها سنجش جریان کافی است.
دستورالعمل سرویس و نگهداری رله ها و تجهیزات حفاظت الکتریکی
دوره زمانی: ماهانه
1- کنترل و بررسی در مدار بودن تجهیزات حفاظتی و رله ها و سالم بودن فیوزهای برق تغذیه رله ها
2- کنترل و مقایسه تنظیمات موجود مطابق با جداول تنظیمات در نظر گرفته شده و در صورت نیاز اصلاح آنها
3- کنترل و بررسی و بازدید جهت اطمینان از محکم بودن کلیه اتصالات برقی و مکانیکی
4- کنترل و ثبت مقادیر نشان داده شده توسط رله و تجهیزات حفاظتی به هنگام وقوع خطا
دوره زمانی:سالانه (طبق جدول برنامه ریزی شده و زیر نظر متخصص و کارشناس مجرب)
1- کنترل و کالیبره نمودن رله و تجهیز حفاظتی توسط دستگاه تستر مربوطه و ثبت مقادیر تست در جداول و فرمهای مربوطه
2- کنترل و تست صحت عملکرد رله.
3- تمیز نمودن رله و تجهیز حفاظتی از هر نوع آلودگی توسط جارو برقی صنعتی ,برس موئی و در صورت نیاز الکل صنعتی و پارچه تنظیف .
به طور کلی رله های حفاظتی باید دارای مشخصات زیر باشند :
سرعت عملکرد : این پارامتر در رله های حفاظتی بسیار حائز اهمیت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معیوب را از قسمت های سالم جدا نمایند .
حساسیت : این پارامتر به حداقل جریانی که سبب قطع رله می گردد بر میگردد .
تشخیص و انتخاب در شرایط خطا : این پارامتر نیز بسیار مهم است زیرا در شبکه هایی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می باید قسمت معیوب به درستی تشخیص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.
پایداری : این پارامتر به این باز میگردد که یک رله حفاظتی به تمامی خطاهایی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای خطاهای این محدوده عکس العملی نشان ندهد .
دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گیری :
الف) رله های جریانی : این رله ها بر اساس میزان جریان ورودی به رله عمل می کند . حال این جریان می تواند جریان فازها – جریان سیم نول – مجموع جبری جریانهای فازها است (رله های جریان زیاد – رله های ارت فالت و …. ) و حریان ورودی رله می تواند تفاضل دو یا چند جریان باشد ( رله های دیفرانسیل و رستریکت ارت فالت )
ب) رله های ولتاژی : این رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل میکند این ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه یا کمبود ولتاژ و ….) و یا میتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد ( رله تغییر مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز)
ج) رله های فرکانسی : این رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل میکند ( رله های افزایش و کمبود فرکانس)
د) رله های توانی : این رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هایی که جهت توان را اندازه گیری می کنند یا رله هایی که توان اکتیو و راکتیو را اندازه گیری می کنند .
ه) رله های جهتی : این رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاویه بین بردارهای ولتاژ و جریان عمل میکنند مانند رله های اضافه جریان جهتی که در خطوط چند سوتغذیه رینگ و پارالل بکار می روند و یا رله های جهت توان که جهت پرهیز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلینگ آن بکار میرود .
و) رله های امپدانسی : مانند رله های دیستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .
ز) رله های وابسته به کمیت های فیزیکی : مانند حرارت – فشار – سطح مایعات و …. مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها ح) رله های خاص : رله هایی هستند که برای منظورهای خاص به کار میروند مثلا رله تشخیص خطای بریکر – رله مونیتورینگ مدار تریپ بریکر – رله لاک اوت و …..
نصب رله های حفاظتی
با نصب رله های مکانیکی و یا الکترونیکی که بنام
Residual current circuit Breaker(RCCB)
رله کنترل نشتی نامیده می شوند می توان مقداری از خطرات برق گرفتگی جلوگیری نمود در صورتیکه سیستم ارت در ساختمان باز هم وجود دارد این رله ها دارای یک ترانسفورماتور جریان بسیار حساسی هستند و قادرند اختلاف جریان نشتی بسیار کمی را سنجیده و به فلزی که هنگام وصل شارژ می شود فرمان قطع را صادر نمایند.
بعلت حساسیت زیاد و نواقص آن نمی توان بدون تغییراتی در سیم کشی ساختمان و مجتمع های مسکونی مورد کاربرد این نوع رله ها فقط به جریانی که احتمالا از بدن انسان و یا نواقصی در ایزولاسیون نسبت به زمین برقرار گردیده است بستگی دارد و نباید فراموش کرد که اگر بدن انسان مابین فاز و نول که احتمال اتفاق افتادن آن نیز می باشد قرار بگیرد این نوع رله ها جریان برق را قطع نمی کنند و خطرات مرگ حتمی است مگر در مواقعی که جریانی هم از بدن به زمین برقرار گردیده باشد و بخاطر همین موضوع به آنها
Eartli Leakage-protective Relay
هم می گویند.
چنانچه این نوع رله ها برای کل مدار نصب شده باشند احتمال قطعی های بی مورد بعلت ایزوله نبودن سیم کشی ناقص زیاد است
خطاهای ناشی از جریان برق عمدتا" به سه دسته تقسیم میشوند: 1_ اتصال بدنه که عبارت است از اتصال یکی از سیمهای جریان برق به بدنه د ستگاه . 2_ اتصال کوتاه عبارت است از اتصال دو سیم لخت که نسبت به هم دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشندبه یکدیگر. 3_ اتصال زمین که عبارت است از اتصال یکی از سیم های حامل جریان به زمین .
خطا های نامبرده شده به دوصورت کامل وناقص اتفاق می افتد . دراتصال کامل درمحل اتصالی مقاومت وجودندارد وجریان زیادی از این نقطه عبور میکند اما اگر اتصال ناقص باشد درمحل اتصال مقاومت وجود دارد بنابر این جریان خطا نسبت به حالت قبل کمتر است. انواع حفاظت 1_حفاظت سیم ها و کابل ها : در بخش وسایل کنترل وحفاظت بطور کامل مورد بررسی قرار میگیرد. 2_ حفاظت مصرف کننده ها و دستگاهای الکتریکی : قسمت عمده مصرف کننده های سه فاز در مراکز صنعتی را موتورهای الکتریکی تشکیل می دهند .معمولا" جهت حفاظت موتورهای الکتریکی از کلید حفاظت موتور استفاده می شود این کلید موتور را در مقابل بار اضافی و همچنین اتصال کوتاه حفاظت می کند.بدین صورت که در اثر اضافه بار و یا دو فازشد ن موتور جریان کمی بیشتر از جریان نامی آن میشود.حرارت بی متال کــــــه عضو حفاظت کننده حرارتی است بالا رفته ودراثر تغییر فرم بی متال به اهرم فشار آورده وکلید را قطع می کند.اگر خطاهایی مانند اتصال کوتاه در موتور پیش آید در اثر عبور جریان از بوبین حفاظت کننده مغناطیسی کلیداهرم آهنی بسرعت به سمت هسته بوبین جذب شده و کلید را قطع می نماید.
حفاطت اشخاص:
معمولا" ولتاژ بیش از 65 ولت برای انسان خطرناک می باشد.
انواع حفاظت اشخاص عبارتند از:
1-حفاظت توسط سیم زمین:
که اغلب در مجتمع ها و ساختمان ها از این نوع حفاظت استفاده می کنند.
الکترود زمین عبارت است از یک قطعه جسم هادی که در زمین قرارداده می شود و سیم زمین به آن متصل می شود.الکترودها به اشکال مختلف ساخته می شوند.
الف:میله های مسی معمولا به قطر 16 میلیمترکه با چکش در زمین کوبیده می شوند این میله ها دارای نوک تیزفولادی هستندکه فرو رفتن در زمین را آسان میکند.پس از کو بیدن یک میله می توان میله دیگری به آن پیچ کرد و کوبیدن را ادامه داد تا میله با طول مورد نظر تا حدود 3 متر به دست آید.
ب:صفحه های مسی که در عمق 60 سانتیمتری یا بیشتر بصورت افقی خوابانده می شود. اجرای این روش با زحمت بیشتری همراه است .
ج:استفاده از لوله های آب شهری در گذشته بسیار معمول بوده است ولی امروزه که بیشتر از لوله های پلاستیکی استفاده می شود این روش قابل استفاده نیست.
د:غلاف یا زره فلزی کابلهای زیر زمینی امروزه بیشتر به عنوان الکترود زمین و سیم زمین مورد استفاده قرار می گیرد. غلاف و زره کابل در پست به نوترال متصل هستند. در این سیستمها در صورت اتصالی, جریان از غلاف یا زره عبور کرده و به زمین نفوذ نمی کند.
در بسیاری از موارد برای کاهش دادن مقاومت زمین از مجموعه میله ها استفاده می کنند و با اتصال الکتریکی آنها به یکدیگر آنها را به صورت الکترود واحد مورد استفاده قرار می دهند.اما نکته قا بل توجه این است که مقا ومت بین الکترود و زمین بستگی به مقا ومت ویژه زمین دارد که خود بسته به جنس زمین و میزان رطو بت است.
2_ سیستم حفاظت نول:بصورت یک سیم جداگانه به بدنه تابلو یا دستگاه وصل می شود.کاربردآن در تا سیسات الکتریکی که در آنها دستگاه ها بصورت انفرادی به زمین وصل می شوند,می باشد و نباید برای دستگاههای دیگر از حفاظت نول استفاده نمود. چون با بودن مقا ومت کم جریان زیادی می گذرد در نتیجه اختلاف ولتاژ نسبتا" زیادی در روی تمام مصرف کننده های دیگر بین بدنه هادی آنها و زمین بوجود خواهد آمد.
3_ حفاظت بوسیله عایق کردن:
تمام قسمتهایی که امکان اتصال با بدن انسان را دارد عایق می کنند که برای ساختمان ها اقتصادی نیست