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، در بیمارستان ها 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 و 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.

• 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.

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.

• 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.

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.

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.

آیا وجود سیم ارت در هنگام نصب کلید نشتی جریان یا RCD ضروری 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.