بررسی نقش رله ارت فالت در کاهش خسارات ناشی از خطای زمین و بهره‌وری سیستم‌های قدرت

خطای ارت یا همان اتصال کوتاه به زمین یکی از رایج‌ترین اشکالات در شبکه‌های قدرت است. این اتفاق می‌تواند منجر به آسیب‌دیدگی تجهیزات و قطع برق مصرف‌کنندگان شود. رله ارت فالت یا Earth Fault Relay نقش مهمی در تشخیص سریع چنین خطاهایی داشته و با قطع مدار، از گسترش آسیب جلوگیری می‌کند.

در این مقاله به بررسی انواع رله‌های ارت فالت، نحوه عملکرد آن‌ها در شناسایی و محافظت در برابر خطای ارت و نکات کاربردی در انتخاب و تنظیم این رله‌ها می‌پردازیم. همچنین راه‌حل‌هایی برای رفع مشکلات رایج در رله‌های ارت فالت ارائه خواهد شد.

امیدواریم با خواندن این مقاله، دید جامعی نسبت به کاربرد رله ارت فالت و نحوه بهره‌برداری بهینه از آن در سیستم‌های قدرت به دست آورید.

 رله ارت فالت چیست؟

رله ارت فالت یک تجهیز حفاظتی در سیستم‌های قدرت است که وظیفه‌اش تشخیص خطاهای اتصالی به زمین (ارت فالت) است.
وقتی جریان نشتی از یک فاز به زمین وجود داشته باشد، این رله آن را تشخیص داده و مدار را قطع می‌کند تا از گسترش خطا و بروز خسارت جلوگیری کند.
انواع مختلفی از رله‌های ارت فالت برای کاربردها و سطوح ولتاژ متفاوت وجود دارد. مثلاً رله‌های جریانی، ولتاژی، الکترونیکی، دیجیتال و…

تنظیم صحیح و انتخاب درست این رله برای هر سیستمی بسیار مهم است تا بتواند درست و در زمان مناسب عمل کند.
استفاده از رله ارت فالت موجب افزایش قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم‌های قدرت شده و از بروز خسارات سنگین جلوگیری می‌کند.

 چه نوع دستگاه‌هایی به رله ارت فالت نیاز دارند؟

رله ارت فالت به طور کلی در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیک قدرت کاربرد دارد. برخی از مهم‌ترین دستگاه‌ها و تجهیزاتی که نیاز به رله ارت فالت دارند عبارت‌اند از:

• ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورهای الکتریکی در نیروگاه‌ها و صنایع
• شبکه‌های انتقال و توزیع نیروی برق فشارقوی و متوسط
• پست‌های برق فشارقوی و پست‌های توزیع
• سیستم‌های زمین صنعتی IT و سیستم‌های ارتینگ
• کلیدها و وسایل قطع و وصل مدارهای الکتریکی مانند کنتاکتورها و کلیدهای اتوماتیک
• سیستم‌های الکتریکی حساس مانند بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها، مراکز مخابراتی و رایانه‌ای

به طور کلی هر جا نیاز به حفاظت در برابر خطای زمین وجود داشته باشد، استفاده از رله ارت فالت توصیه می‌شود.

 انواع رله ارت فالت

رله ارت فالت بر اساس نحوه عملکرد و ساختار داخلی به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. ازجمله مهم‌ترین دسته‌بندی‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• رله ارت فالت جریانی

این رله با اندازه‌گیری مستقیم جریان خطای نشتی به زمین، ارت فالت را تشخیص می‌دهد. ازجمله رایج‌ترین انواع آن می‌توان به رله جریان مستقیم و رله جریان متناوب اشاره کرد.

• رله ارت فالت ولتاژی

این رله از طریق اندازه‌گیری ولتاژ باقی‌مانده بین فاز و زمین، به وقوع ارت فالت پی می‌برد.

• رله ارت فالت الکترونیکی

این رله‌ها بر پایه الکترونیک عمل کرده و امکانات پیشرفته‌تری نسبت به انواع الکترومکانیکی دارند.

• رله ارت فالت دیجیتال

حساس‌ترین و دقیق‌ترین نوع رله‌های ارت فالت هستند که بر پایه میکروپروسسور و منطق دیجیتال عمل می‌کنند.

همچنین رله‌های ارت فالت را می‌توان برحسب زمان عملکرد، نوع خروجی، ظرفیت قطع بار و غیره دسته‌بندی کرد.

 رله ارت فالت بیمارستانی

رله ارت فالت بیمارستانی نیز یک نوع ویژه از رله‌های ارت فالت است که برای سیستم‌های برقی بیمارستان‌ها طراحی و بکار گرفته می‌شود.

چند نکته مهم در مورد این نوع رله:

• حساسیت بسیار بالایی دارد و می‌تواند خطاهای نشتی کوچک ارت فالت را تشخیص دهد.
• زمان عملکرد خیلی سریع و کمتر از 150 میلی‌ثانیه دارد تا سریعاً مدار را قطع و از خطر جرقه‌زنی جلوگیری کند.
• قابلیت خود تستی و عیب‌یابی خودکار دارد.
• برای جلوگیری از ایجاد اختلال در تجهیزات حساس بیمارستان، دارای مدار مجزای عملکرد تریپ است.
• قابلیت نمایش جزئیات خطا و ذخیره سابقه عملکرد در حافظه خود را دارد.

با توجه به حساسیت بالای بخش‌هایی مثل اتاق عمل و ICU، استفاده از این نوع رله حیاتی و ضروری است.

 مزایای استفاده از رله ارت فالت

استفاده از رله‌های ارت فالت برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی و جلوگیری از خسارت به افراد و محیط‌زیست در مواجهه با شرایط خطرناک مزایایی به شرح زیر دارند:

1. پایداری شبکه: استفاده از رله‌های ارت فالت که به عنوان یک سیستم حفاظتی برای تجهیزات الکتریکی وارد شده است، به عنوان عاملی برای افزایش پایداری شبکه عمل می‌کند و در کنترل خطایی که می‌تواند باعث قطعی شبکه شود، مفید است.
2. کاهش خطرات: استفاده از رله‌های ارت فالت باعث کاهش خطرات در محیط کار می‌شود؛ چراکه باعث جلوگیری از خطرات روشنایی برق، برق‌گیر، آتش‌سوزی و انفجار می‌شود.
3. حفاظت تجهیزات الکتریکی: استفاده از رله‌های ارت فالت به عنوان یک سیستم حفاظتی، می‌تواند به حفاظت از تجهیزات الکتریکی در مقابل تغییرات ناگهانی، همچون فرکانس، ولتاژ و جریان کمک کند.
4. افزایش بهره‌وری: استفاده از رله‌های ارت فالت به عنوان یک سیستم کنترلی دقیق، می‌تواند به افزایش بهره‌وری سیستم کمک کند؛ چراکه باعث جلوگیری از خطاهایی می‌شود که باعث کاهش بهره‌وری می‌شوند.
5. در کل، استفاده از رله‌های ارت فالت جزء روش‌های حفاظتی پایدار، مؤثر و مطمئن است که می‌تواند شرایط خطرناک و ناگهانی را شناسایی کرده و برای جلوگیری از خسارت به افراد و تجهیزات الکتریکی کارآمد باشد.

 نحوه عملکرد رله ارت فالت

رله ارت فالت با اندازه‌گیری جریان یا ولتاژ خطای نشتی به زمین، به وقوع ارت فالت پی می‌برد و عملکرد خود را آغاز می‌کند.

به طور خلاصه، نحوه عملکرد رله ارت فالت به این صورت است:

1. رله ارت فالت با استفاده از حسگرهای جریان یا ولتاژ، مداوماً مقادیر را اندازه‌گیری می‌کند.
2. هنگام بروز ارت فالت، مقدار جریان یا ولتاژ خطا از حد تنظیم شده در رله تجاوز می‌کند.
3. رله وقوع خطای ارت فالت را تشخیص داده و مدار مربوطه را از طریق تریپ کردن کلیدها/کنتاکتور مربوطه، قطع می‌کند.
4. پس از قطع مدار، خطا برطرف شده و رله مجدداً مدار را وصل می‌کند.

 تفاوت رله ارت فالت و ارت لیکیج

تفاوت عمده رله ارت فالت و رله ارت لیکیج (Earth Leakage Relay) در موارد زیر است:

• رله ارت فالت در اثر جریان نشتی از یک یا دو فاز به زمین عمل می‌کند، درحالی‌که رله ارت لیکیج در اثر نشتی جریان بین هر سه فاز و زمین فعال می‌شود.
• رله ارت فالت فقط اتصال کوتاه یک فاز به زمین را تشخیص می‌دهد اما رله ارت لیکیج هر نوع نشت جریانی را شناسایی می‌کند.
• حساسیت رله ارت لیکیج بیشتر از رله ارت فالت است و می‌تواند جریان‌های نشتی کمتر از 100 میلی‌آمپر را تشخیص دهد.
• رله ارت فالت معمولاً در سیستم‌های الکتریکی فشارقوی و رله ارت لیکیج در مصارف خانگی و تجاری کاربرد دارد.
• رله ارت لیکیج نسبت به رله ارت فالت گران‌تر و پیچیده‌تر است.

نحوه نصب رله ارت فالت

نصب رله ارت فالت شامل مراحل زیر است:

1. ابتدا لازم است که برای نصب رله، محل مناسبی در سیستم خود انتخاب کنید. بهتر است که برای نصب رله، از محلی استفاده کنید که ازنظر دسترسی، برای شما مناسب باشد.
2. سپس، باید کابل‌های مورد نیاز برای رله را به سیستم‌های خود متصل کنید. این شامل کابل برق، کابل اتصال زمین و کابل اتصال به دستگاه کنترلی است.
3. سپس باید رله را در محل مناسب نصب کنید و به دقت آن را ببندید تا به هنگام تحریک، حرکت نکند.
4. بعد از نصب رله، باید به دستگاه کنترلی و دستگاه تحریک‌کننده وصل شود. برای این منظور، باید کابل‌های مربوطه را به دستگاه کنترلی و دستگاه تحریک‌کننده وصل کرده و آن‌ها را تنظیم کنید.
5. درنهایت، برای اطمینان از صحیح عملکرد رله، فرایند تست را انجام دهید.

روشن بودن رنگ زرد دایره‌ای روی رله به معنی عملکرد صحیح آن است.

لازم به ذکر است که برای نصب رله ارت فالت، اگر تجهیزات و دستگاه‌های الکتریکی راه‌اندازی شده در محیط‌های غیر همپوشان هستند و دارای مشکلات مختلفی باشند که می‌تواند ایمنی افراد و شرایط تحریکی را تهدید کند، حتماً به متخصصان مجرب و شایسته مراجعه کنید.

بهترین برند ارث فالت

برخی از معتبرترین و بهترین برندهای تولیدکننده رله ارت فالت عبارت‌اند از:

• ABB

شرکت سوئدی-سوئیسی ABB یکی از پیشگامان درزمینهٔ تجهیزات الکتریکی قدرت است و انواع متنوعی از رله‌های حفاظتی ازجمله رله ارت فالت تولید می‌کند.

• تایترونیک ایتالیا (Thytronic)

 

• Siemens

غول صنعتی آلمانی زیمنس نیز درزمینهٔ رله‌های قدرت شناخته شده است و محصولات با کیفیتی عرضه می‌کند.

• Schneider Electric

شرکت فرانسوی اشنایدر الکتریک یکی دیگر از تولیدکنندگان برتر انواع رله‌های الکتریکی محسوب می‌شود.

• General Electric

غول صنعتی آمریکایی GE نیز درزمینهٔ تولید انواع رله‌ها ازجمله رله ارت فالت سابقه طولانی دارد.

• Alstom

شرکت فرانسوی آلستوم نیز یکی از تولیدکنندگان برجسته رله‌های حفاظتی در جهان است.

در کل این برندها ازجمله معتبرترین و پرفروش‌ترین‌ها در سطح بین‌المللی به شمار می‌روند.

فروش و قیمت رله ارث فالت

در مورد فروش و قیمت رله ارت فالت می‌توان نکات زیر را بیان کرد:

• رله ارت فالت در بازار ایران عمدتاً از طریق شرکت‌های تأمین کننده تجهیزات برق و الکترونیک عرضه می‌شود.
• قیمت رله ارت فالت بسته به برند، مدل، توان، ولتاژ کاری و سایر مشخصات فنی متفاوت است.
• در خرید باید به مشخصات فنی مانند جریان عملکرد، ولتاژ نامی، حساسیت، زمان عملکرد و استانداردها توجه کرد.
• خرید از شرکت‌های معتبر و دارای گارانتی با ارائه فاکتور رسمی توصیه می‌شود.

جمع‌بندی نهایی

رله ارت فالت یکی از اصلی‌ترین اجزای حفاظتی در سیستم‌های قدرت است که وظیفه آن تشخیص سریع خطاهای اتصالی به زمین و جلوگیری از گسترش آسیب‌های ناشی از آن است. انتخاب صحیح، نصب درست و تنظیم بهینه رله ارت فالت برای هر سیستم الکتریکی، نقش بسزایی در افزایش قابلیت اطمینان و پیشگیری از خسارات مالی و جانی دارد.

برای تهیه انواع رله‌های ارت فالت می‌توانید به سایت شرکت دامون مراجعه کنید. این شرکت انواع رله حفاظتی را با برندهای معتبر و قیمت مناسب عرضه می‌کند.
امید است اطلاعات ارائه شده در این مقاله درزمینهٔ شناخت و کاربرد صحیح رله ارت فالت مفید واقع شده باشد.