ترانس جریان CT با قطر 120 میلی متر 250A اشنایدر الکتریک

استفاده از رله نشتی جریان برای اندازه گیری جریان نشتی تأسیسات الکتریکی است. رله های ارت فالت به همراه ترانس جریان CT (سی تی کوربالانس) به دو روش قابل استفاده هستند:

• حفاظت در برابر خطای زمین (RH10 و RH21 و RH99 با ریست دستی)
• مانیتورینگ نشتی زمین (RH10 و RH21 به اضافه RH99 با ریست اتوماتیک)

ترانس های جریان CT دو سیم پیچ اولیه و ثانویه دارند که با دو ترمینال روی آن مشخص شده است. سیم بندی سیم پیچ اولیه سی تی کوربالانس به صورت سری با مدار قدرت انجام می شود و به شکلی این ترانس جریان CT در مدار قرار می گیرد که سیم فاز وارد آن شود. سر دیگر سی تی کوربالانس (سیم پیچ ثانویه) به رله ارت فالت متصل می شود. 

هنگامی که جریان نشتی از آستانه جریان عملکردی I∆n فراتر رود، رله نشتی جریان توسط یک کلید اتوماتیک (قطع کننده مدار)، تغذیه را قطع می کند. بسته به مدل رله نشتی جریان، آستانه I∆n می تواند ثابت یا قابل تنظیم باشد. قطع تغذیه توسط کلید اتوماتیک می تواند به صورت آنی یا با تأخیر انجام شود. در بعضی رله های ارت فالت اشنایدر (مانند رله های نشتی جریان با کد فنی 56172 و  56173 و 56273) می توان زمان تأخیر را تنظیم کرد. 

رله ارت فالت اشنایدر را می توان برای نظارت بر جریان نشتی زمین در تأسیسات الکتریکی (ناشی از پوسیدگی کابل ها یا گسترش تأسیسات) استفاده کرد. مزیت اندازه گیری و نظارت پیوسته بر جریان نشتی این است که امکان برنامه ریزی برای تعمیر و نگهداری مدارهای آسیب دیده فراهم می شود.

در کاربردهای نظارتی و مانیتورینگ، کنتاکت های خروجی رله ارت فالت به چراغ های اخطار، سیستم SCADA یا سایر تجهیزات هشدار دهنده متصل می شوند. هنگامی که جریان نشتی از آستانه رله ارت فالت فراتر رود، یک سیگنال کنترلی توسط رله نشتی جریان صادر می شود. این سیگنال کنترلی می تواند آنی یا با تأخیر ارسال شود.

(1) روش نصب رله ارت فالت RH99P و RH99M با هم متفاوت است. رله نشتی جریان RH99M روی ریل و صفحه قابل نصب است اما رله نشتی جریان RH99P از طرف پنل جلویی خود روی تابلو برق قرار می گیرد.

(2) سیم بندی رله نشتی جریان RH99M و RH99P به کلید اتوماتیک با هم متفاوت است. رله نشتی جریان به کلید اتوماتیک و رله شنت یا رله آندر ولتاژ مخصوص آن، متصل می شود تا در صورت فراتر رفتن جریان نشتی از حد آستانه، تغذیه مدار را قطع کند.

• Q1: حفاظت مدار پایه
• Q2: قطع کننده مدار
• Q3: قطع کننده مدار 1 آمپر (curve C , D)
• A1-A2: ورودی تغذیه کمکی
• T1,T2: ترانس جریان نوع A یا OA
• 31-32-34: ترمینال خروجی خطا
• 25-26: ورودی تست از راه دور
• 25-27: ورودی ریست رله
• 11-14: کنتاکت های خروجی (ON) عملکردی

یک سیستم را می توان برای هر دو هدف حفاظت نشتی زمین و نظارت بر آن پیکربندی کرد.

• با هدف نظارت بر نشتی زمین: در چنین شرایطی، یک رله ارت فالت vigirex اشنایدر روی حساسیت پایین تنظیم می شود تا در زمانی که عایق بندی دچار مشکل شده اما هنوز کار می کند، با ارسال یک سیگنال کنترلی هشدار دهد.
•  با هدف حفاظت در برابر نشتی زمین: رله نشتی جریان دوم در این سیستم به صورتی تنظیم می شود که در هنگام فراتر رفتن جریان نشتی زمین از آستانه جریان عملکردی I∆n، تغذیه مدار را توسط یک کلید اتوماتیک مجهز به رله شنت یا رله آندر ولتاژ قطع کند.

رله ارت فالت اشنایدر هنگام فراتر رفتن جریان نشتی از حد آستانه، فرمان قطع تغذیه مدار را به کلید اتوماتیک ارسال می کند. در واقع هنگام وقوع اضافه بار یا اتصال کوتاه در مدار، سیگنال فرمانی از طرف رله نشتی جریان برای قطع کننده مدار صادر نمی شود.

رله ارت فالت اشنایدر، کنتاکت های خروجی را می بندد تا زمانی که آن ها به صورت دستی ریست شوند. زمانی که خطا برطرف شود، رله ارت فالت دوباره قابل استفاده است. به استثنا رله های نشتی جریان سری RH99 (مانند  56172 و  56173 و 56273) که کنتاکت های خروجی را نمی بندند و پس از برطرف شدن خطا به صورت اتوماتیک ریست می شوند.

• رله حفاظت نشتی زمین: رله نشتی جریان یا رله ارت فالت شامل ورودی های تغذیه کنترل، ورودی ترانس جریان (CT) یا سی تی کوربالانس، خروجی به تجهیزات قطع کننده مدار (کلید اتوماتیک) و مدار الکترونیکی که تعیین می کند خطای زمین از سطح تریپ فرار رفته است یا خیر.
• سی تی کوربالانس (CT): از طریق ترانس جریان CT بر جریان عبوری از خط نظارت می شود. همه ی فازها به اضافه نول از درون سی تی کوربالانس عبور داده می شود، اما شامل سیم زمین نمی شود. ترمینال دیگر ترانس جریان به ورودی رله نشتی جریان می رود.
• تجهیز قطع کننده مدار یا اعلام هشدار: خروجی رله نشتی جریان به تجهیز حفاظتی مانند یک سوئیچ یا قطع کننده مدار با رله شنت یا تجهیز هشدار دهنده مانند چراغ سیگنال یا سیستم SCADA می رود.
• تغذیه کنترل: برق موردنیاز رله ارت فالت باید توسط یک منبع تغذیه مستقل از ولتاژ شبکه تأمین شود.

پاسخگویی رله ارت فالت اشنایدر با ترکیبی از حساسیت آن ها (به میلی آمپر یا آمپر اندازه گیری می شود) و تأخیرهای زمانی آن ها (مدت زمانی که آستانه خطای زمین فراتر رود) تعیین می شود. این رنج می تواند بصورت لحظه ای (بدون تأخیر عمدی) تا 4.5 ثانیه متغیر باشد. کوتاه ترین تأخیر زمانی رله ارت فالت، بیشترین حفاظت را ارائه می دهد در حالی که طولانی ترین تأخیر زمانی، ایجاد تریپ های مزاحم در رله نشتی جریان را به حداقل می رساند.

سه مدل رله نشتی جریان اشنایدر طبق محدوده تأخیر زمانی موجود است:

• RH10: تأخیر لحظه ای (ثابت)
• RH21: تأخیر لحظه ای یا 60 میلی ثانیه ای (فقط دو حالت)
• RH99: تأخیر قابل تنظیم از لحظه ای تا 4.5 ثانیه (9 حالت متفاوت شامل 0.0 ، 0.06 ، 0.15 ، 0.25 ، 0.31 ، 0.5 ، 0.8 ، 1.0 و 4.5 ثانیه)

آستانه تریپ یا حساسیت رله های ارت فالت اشنایدر، میزان جریان نشتی به زمینی را تعیین می کند. برخی از مدل های رله نشتی جریان دارای حساسیت ثابت و برخی دیگر با حساسیت قابل انتخاب عرضه می شوند. بالاترین حساسیت رله ارت فالت (کمترین میلی آمپر) بیشترین محافظت را ارائه می دهد اما پتانسیل بیشتری برای ایجاد تریپ های مزاحم را داراست. سطوح آستانه رله های نشتی زمین اشنایدر به صورت زیر است:

• RH10: آستانه ثابت در 500mA , 300mA , 100mA , 30mA یا 1A
• RH21: آستانه قابل انتخاب بین 30mA یا 300mA (دو حالت)
• RH99: آستانه قابل تنظیم از 30mA تا 30A (شامل 9 حالت؛ 0.03 ، 0.1 ، 0.3 ، 0.5 ، 1.0 ، 3.0 ، 5.0 ، 10 و 30A) 

اکثر رله های نشتی جریان پس از عمل کردن، نیاز به ریست دستی دارند. این حالت، تدبیری حفاظتی است زیرا نشان می دهد که رله ارت فالت باعث تریپ قطع کننده مدار شده است. در کاربردهای نظارتی یا هشدار دهنده پس از رفع جریان نشتی (خطای زمین)، تنظیم ریست خودکار مطلوب است. رله نشتی جریان RH99M و RH99P در دو حالت ریست دستی یا ریست خودکار در دسترس هستند. 

• ریست دستی: RH10 و RH21 فقط این نوع ریست را دارند و در مدل های خاصی از RH99 
• ریست اتوماتیک: تنها در مدل های خاصی از RH99 ( کد فنی 56172 و  56173 و 56273)

کل هادی های حامل جریان مدار تحت نظارت باید از درون یک ترانس جریان CT یا سی تی کوربالانس عبور داده شوند تا میزان جریان باقیمانده خط قابل تشخیص باشد. کابل های عبوری از سی تی کوربالانس باید شامل تمامی فازها و نول (به جز سیم زمین) باشد.

  نکته: فقط ترانس های جریان CT اشنایدر به رله های نشتی جریان vigirex اشنایدر قابل اتصال هستند.

10 مدل مختلف ترانس جریان CT در این خط تولید موجود است. این ترانس های جریان باید عمدتاً بر اساس حداکثر جریان خط تحت نظارت، اندازه هادی ها و ملاحظات نصب انتخاب شوند.

به طور مثال یک فیدر موتور (280 آمپر در 400 ولت) باید توسط یک رله نشتی جریان اشنایدر با یک سی تی کوربالانس با حداقل قطر 200 میلی متر (SA200) تحت نظارت قرار گیرد. این بدان معناست که رله ارت فالت اشنایدر می تواند روی 30 میلی آمپر لحظه ای،  بدون ریسک ایجاد تریپ ناخواسته، تنظیم شود. برای جلوگیری از تریپ ناخواسته، باید جریان عملکردی نامی در نظر گرفته شود. با این حال، جریان های بالاتر به سی تی کوربالانس آسیب نمی رساند.

هنگام استفاده از سی تی کوربالانس اشنایدر به همراه رله نشتی جریان اشنایدر، باید نکات زیر را رعایت کنید:

• در شبکه AC، سی تی کوربالانس باید تمامی فازها (و نول در صورتی که توزیع شده) را در بر بگیرد.
• در شبکه DC، سی تی کوربالانس باید هر دو پلاریته را در بر بگیرد.
• سی تی کوربالانس نباید هادی زمین (PE) را شامل شود. 
• جهت سی تی کوربالانس اهمیتی ندارد.

جریان های اضافی خط، به دلیل راه اندازی موتور یا تغذیه ترانسفورماتور، می توانند باعث تریپ ناخواسته در رله ارت فالت شوند. چند نکته احتیاطی ساده در نصب را می توان برای جلوگیری از این اتفاق به کار برد که اگر ترکیب شوند، کارایی افزایش می یابد:

• سی تی کوربالانس را روی قسمت مستقیم کابل قرار دهید.
• کابل را در مرکز سی تی کوربالانس قرار دهید.
• از یک سی تی کوربالانس با قطر بسیار بزرگتر از قطر کابل (1.4xØ) استفاده کنید.
• در شرایط سخت کاری، استفاده از یک روکش فولادی ملایم اطراف کابل درون هسته، ایمنی را تا حد زیادی بهبود می بخشد. نوار فولادی ملایم به ضخامت 1/10 میلی متر تا چندین دور اطراف کابلی که از توروئید عبور می کند بپیچید (حداقل ضخامت 1 میلی متر).

 برای مدارهایی با جریان گذرا زیاد (6 برابر In)، افزودن یک حلقه مغناطیسی (شیلد) مانع از ایجاد تریپ های مزاحم با توروئیدهای PA50، IA80 برای شرایط گفته شده در جدول زیر می شود.

رله های نشتی جریان اشنایدر در 55% ولتاژ تغذیه کنترل نامی، به طور صحیح عمل می کنند. همچنین رله های ارت فالت اشنایدر در قطعی هایی که کمتر از 60 میلی ثانیه به طول می انجامند، تحت تأثیر قرار نمی گیرد.

اگر یک سیستم سه فاز  بدون نول  دارید، برای استفاده از رله ارت فالت در چنین سیستمی باید  سیم ارت  را به جای سیم نول از درون CT عبور دهید.

رله ارت فالت اشنایدر را می توان در روند تعمیر و نگهداری تأسیسات، به صورت دستی تست کرد. برای به حداقل رساندن زمان خرابی تجهیزات، می توان این تست را بدون تریپ تجهیز حفاظتی انجام داد. همچنین این تست می تواند شامل آزمایش عملکرد تریپ تجهیز قطع کننده مدار (مانند کلید اتوماتیک) باشد. هر دو روش را می توان به صورت محلی (با دکمه تست روی پنل جلویی رله) یا از راه دور از طریق کنتاکت های تست و ریست استفاده کرد. هدف تست، بررسی عملکرد کنتاکت های خروجی و سیستم حفاظتی (کلید اتوماتیک متصل به رله ارت فالت) است. روش تست هرچه باشد، ریست شدن باعث پاک شدن خطا شده و همه LEDها و وضعیت رله نشتی جریان مجدداً تنظیم می شود.

• تست رله نشتی جریان با تریپ کلید قطع کننده مدار: بررسی سیستم حفاظتی با تحریک کنتاکت های خروجی (دستگاه خاموش می شود).

• تست رله نشتی جریان بدون تریپ: بررسی سیستم حفاظتی بدون تحریک کنتاکت خروجی (برای راه اندازی سیستم).

ممکن است راه اندازی رله ارت فالت فقط برای کاربرد هشدار و نظارت (نه حفاظتی) انجام شود. این حالت در شرایطی کاربرد دارد که خاموش شدن خودکار، خطرات بیشتری را ایجاد می کند و بنابراین اپراتور باید تصمیم به خاموش شدن تجهیز بگیرد (به عنوان مثال فرآیندهای مداوم صنعتی، تجهیزات کمک های اولیه یا مدار پمپ آتش نشانی). فرآیندهای بحرانی ماشین آلات صنعتی نیز می تواند با استفاده از رله های نشتی جریان اشنایدر در حالت هشدار، مفید باشد. در این موارد، ایجاد هشداری از جریان نشتی بیشتر از حد معمول، به جای ایجاد اختلالات پر هزینه در خط تولید، به برنامه ریزی برای تعمیر و نگهداری می انجامد.

گسترده ترین رنج سنسورهای نشتی جریان Vigirex اشنایدر، نوع Closed Toroid است. ترانس های جریان نشتی کوچکتر را می توان مستقیماً روی رله نشتی زمین Vigirex یا روی ریل DIN نصب کرد. اندازه و رنج آن ها بصورت زیر است:

• قطر دهانه: از 30 میلی متر تا 300 میلی متر.
• رنج جریان: از 65 آمپر تا 630 آمپر.

نکات مربوط به اتصال سی تی کوربالانس و رله نشتی جریان:

• مقاومت≤ 3 Ω
• مقطع سیم: از 0.75 میلی متر مربع تا 1.5 میلی متر مربع
• حداکثر طول: 100 متر

تعیین حداکثر طول کابل با توجه به مقطع آن:

(1) مقاومت کابل ≤ 3 Ω

• طول مجاز برای کابل با مقطع 0.22 میلی متر مربع (AWG24)، 18 متر است.
• طول مجاز برای کابل با مقطع 0.75 میلی متر مربع (AWG18)، 60 متر است.
• طول مجاز برای کابل با مقطع 1 میلی متر مربع، 80 متر است.
• طول مجاز برای کابل با مقطع 1.5 میلی متر مربع (AWG16)، 100 متر است.

کابل های قابل اتصال با طول کمتر از 10 متر:

• حداکثر طول کابل 10 متر برای سطح مقطع 0.22، 0.75، 1، 1.5 میلی متر مربع است.
• محافظ باید با اتصال به مدار از هر دو سر زمین شود. کابل بین ترانس جریان و رله باید تا حد امکان کوتاه باشد. اگر این کافی نیست، از مبدل فرکانس بالا (HF) استفاده کنید.