مقدمه:

رِله (Relay)، نوعی کلید الکتریکی است که با فرمان یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود.

روش کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به صورتهای مختلف مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی، الکتروستاتیک است. رله را ژوزف هانری در سال ۱۸۳۵ میلادی اختراع کرد.

از آنجا که رله می‌تواند جریانی قوی‌تر از جریان مدار فرمان خود را هدایت کند، به معنی وسیع‌تر می‌توان آن را نوعی تقویت کننده نیز دانست که در زمان قدیم برای تقویت سیگنال هم به کار می‌رفت.

در گذشته رله‌ها معمولاً دارای سیم‌پیچ بودند و از جریان الکتریکی برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار سود می‌بردند. امروزه بسیاری از رله‌ها به صورت حالت جامد ساخته می‌شوند و اجزای متحرک ندارند.

رله over curent

 رله ها اضافه جریان نوع الکترو مغناطیسی شامل یک سیم پیچ حریانی با هسته مغناطیس شونده هستند، که با عبور جریان بیش از مقدار تنظیم شده بوبین جریانی آن تحریک شده و تعدادی کنتاکت باز و بسته را که برای منظورهای مختلفی همچون تریپ و آلارم در نظر گرفته شده است، تغییر وضعیت می دهند. بوبین جریانی رله معمولاً دارای چند نقطه اتصال یا (Tap) است که امکان تنظیم جریان عملکرد را فراهم می کند. زمان عملکرد رله نیز معمولاً از نوع دیسک دورانی است. به این ترتیب رله دارای تنظیمات جریانی و زمانی است که بسته به شرایط کاربرد، جریان و زمان عملکرد برای رله تنظیم می گردد.

   رله های اضافه جریان معمولاً در دو دسته متداول ساخته می شوند. دسته اول دارای زمان عملکرد قابل تنظیم ولی ثابت برای تمام مقادیر اضافه جریان بوده و به رله زمان معین مستقل (Independent Definite time) مرسوم است.

   در این رله ها، زمان عملکرد بستگی به مقدار اضافه جریان ندارد، بلکه مقدار معینی است که برای رله قابل تنظیم است. دسته دوم رله های اضافه جریان معکوس زمانی (Inverse Definite minimum Time) هستند که زمان عملکرد مستقل از جریان نبوده و نسبت معکوس با مقدار اضافه جریان دارد، به نحوی که هر چه اضافه جریان عبوری رله بزرگتر باشد، زمان عملکرد رله کمتر خواهد بود.

   در مواردی ممکن است رله اضافه جریان مجهز به مدارات و وسایلی باشد که امکان عملکرد بدون تأ خیر زمانی (آنی) را برای رله فراهم می کند. در واقع رله دارای دو بخش است. آن بخش از رله که در زمان معین مستقل و یا به صورت معکوس زمانی در برابر اضافه جریان عمل می کند واحد زمانی رله نامیده می شود (Time unit) و بخش یا واحد دیگر که بدون تأخیر زمانی و در کمترین زمان ممکن عمل می نماید واحد لحظه ای یا آنی (Instantaneous unit) نامیده می شود.

   در رله های اضافه جریان دو تنظیم اساسی وجود دارد که عبارتند از تنظیم جریان عملکرد (Operating cnrrent setting) و تنظیم زمان عملکرد یا منحنی زمانی (Time setting). چنانچه رله مجهز به واحد آنی باشد برای این واحد نیز تنظیم جریان عملکرد وجود دارد. تنظیم جریان رله یا مستقیماً بر حسب جریان انجام می شود یا بر حسب درصدی از جریان نای رله (psm).

   در رله های معکوس زمانی تنظیم زمان به صورت انتخاب یک منحنی از میان تعداد منحنی موجود در مشخصه رله انجام می شود. هر منحنی توسط پارامترهای مانند k% مشخص می شود و از ۵% تا ۱۰۰% با افزایش حداکثر ۵ درصدی قابل تنظیم است.

   رله over current  یک دیسک دورانی دارد که با میزان گشتاور خاصی شروع به حرکت می کند و پس از یک دور کامل چرخیدن کنتاکتی را می بندد.  و به این صورت رله عمل می کند. با تغییر Time dial می توانیم مسافتی که دیسک باید بچرخد تا به کنتاکت برسد را تغییر دهیم و   زمان عملکرد رله را تنظیم کنیم. هر چه Time dial روی عددکوچکتری تنظیم شود، رله در زمان کمتری عمل می کند.  این رله یک قسمت  Inverse Time دارد که برای استفاده از آن باید Isetting و Time dial آن را تنظیم کرد، و یک قسمت آنی دارد که برای استفاده از آن باید جریان قسمت آنی را تنظیم کنیم، اگر تنظیم قسمت آنی را روی    بگذاریم، این قسمت رله اصلاً عمل نمی کند.

   گاهی اوقات ممکن است در اثر خطا در قسمت هایی از خط، جریان خطای ما خیلی زیاد باشد و تنظیم Time dial به گونه ای باشد که پس از گذشت زمان نسبتاً زیادی رله Inverse ما عمل کند. در این موارد می توان با تنظیم رله آنی روی جریان مورد نظر از آن برای رفع خطا فوری در شبکه استفاده کرد.

   در قسمت پشت رله یک سری کنتاکت به شرح ذیل وجود دارد:

کنتاکت با رله آنی

کنتاکت با رله معکوس زمانی

تزریق ولتاژ :  dc

 تزریق جریان  :

   با استفاده از دستگاه تست جریان تزریقی مورد نظر را می توان به رله وارد کرد. دستگاه تست یک دستگاه تزریق ولتاژ و جریان می باشد. ولتاژ DC مورد نظر را هم تزریق کرده و Timer دستگاه را به کنتاکت معکوس رله وصل می کنیم و رله آنی را روی بینهایت   می گذاریم تا فقط اثر رله Inverse را بررسی کنیم و از طریق Timer، مدت زمان عملکرد رله با Time dial های مختلف را مشاهده کنیم.

   در ابتدا جریان Pick- up و جریان Drop را بدست می آوریم:

جریان setting رله را روی ۱٫۵ قرار میدهیم.

   جریان تزریقی به رله ها را از صفر افزایش می دهیم، زمانی که دیسک رله شروع به حرکت کرد، جریان را یادداشت می کنیم. این جریان جریان pick up نام دارد که در این جریان، کمی از جریان تنظیمی رله بیشتر می باشد.

   در حالت ایده آل جریان pick up مساوی جریان سیتینگ می باشد می توان خطای آن را بر حسب درصد از فرمول زیر بدست آورد.

Ipick-up= 1.65

   جریانی که به ازای آن دیسک شروع به حرکت می کند.

   بعد از اینکه دیسک شروع به حرکت کرد. جریان تزریقی را کاهش می دهیم. جریانی که به ازای آن رله باز می گردد، جریانDrop نام دارد.

IDrop= 1.38                    جریانی که به ازای آن رله باز می گردد.

   حال جریان تزریقی را به وسیله کلمپی روی عدد ۲ آمپر تنظیم و زمان عملکرد را بدست می آوریم .

  زمان عملکرد ( t )    جریان تزریقی  ( I )    Time Dail    Isetting

مولتی ۱    ۶٫۸۰۹    ۲ A    ۳۰%    ۱٫۵ A

مولتی ۲    ۲٫۸۱۹    ۳ A    ۳۰%    ۱٫۵ A

مولتی ۳    ۱٫۱۰۶    ۶ A    ۳۰%    ۱٫۵ A

 حال قسمت آنی را وارد می کنیم و جریان را روی ۳A تنظیم می کنیم.

   پس از تست کردن رله، مشاهده می کنیم قبل از عمل کردن رله Inverse، رله آنی این اضافه جریان را تشخیص می دهد و سریع عمل می کند. اگر  Timerمربوط به  programma را به کنتاکت های ۹-۱۰ وصل کنیم، زمان عملکرد رله آنی را بدست می آوریم

t=0.08 s

   می دانیم که یکی از ویژگیهای منحنی های Inverse این است که فاصله بین دو منحنی در جریان های کمتر (ابتدای منحنی ها) بزرگتر از فاصله زمانی در جریان های بیشتر می باشد و این فاصله به Time dial تنظیمی دو منحنی بستگی دارد.

   حال این ویژگی ها را عملاً بررسی می کنیم.

زمان عملکرد ( t )    جریان تزریقی  ( I )    Time Dail    Isetting

۱٫۸۶۵ s    ۳ A    ۲۰%    ۰٫۶ A    A

۳٫۴۶۸ s    ۳ A    ۲۰%    ۰٫۶ A    B

۱٫۱۹۵ s    ۳ A    ۲۰%    ۱٫۲ A    C

۲٫۲۰۱ s    ۳ A    ۲۰%    ۱٫۲ A    D

                       Isetting= 0.6A                        ابتدای منحنی

                            Isetting= 1.2A         انتهای منحنی

 در نتیجه در جریان های setting کمتر نسبت زمان های عملکرد به نسبت Time dial نزدیک تر می باشد.