در سیستم‌های حفاظتی پیشرفته، انتخاب صحیح تجهیزات جانبی مانند رله‌ها نقش اساسی در تضمین ایمنی تجهیزات و پرسنل دارد. به‌ویژه در کلیدهای اتوماتیک (MCCB)، رله‌های شنت و آندر ولتاژ به عنوان اجزایی هوشمند عمل می‌کنند که هر یک دارای ساختار و کارکرد منحصر به‌فردی هستند. این دو رله گرچه در ظاهر مشابه‌اند، اما تفاوت‌های عملکردی زیادی دارند که در ادامه به شکلی فنی و کاربردی مورد بررسی قرار می‌گیرند.
عملکرد عمومی رله‌ها در کلیدهای اتوماتیک
رله، به عنوان یکی از اجزای کلیدی در مدارهای الکتریکی، به جای یک کلید مکانیکی ساده به کار می‌رود. تفاوت اصلی این است که رله با جریان الکتریکی عمل می‌کند، نه دخالت دستی. این ساختار باعث می‌شود که دو بخش با ولتاژهای مختلف (مثلاً یک میکروکنترلر ۵ ولتی و یک موتور ۲۲۰ ولتی) بدون اتصال فیزیکی، به‌راحتی کنترل شوند.
رله‌ها معمولاً از سه قسمت اصلی تشکیل شده‌اند:
سیم‌پیچ: ایجاد میدان مغناطیسی
فنر برگشت: بازگرداندن کلید به حالت اولیه
کنتاکت‌ها: انجام قطع و وصل جریان
زمانی که جریان وارد سیم‌پیچ شود، میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود و با جذب میله آهنی، مدار قطع یا وصل می‌گردد.
رله شنت چیست و چگونه عمل می‌کند؟
رله شنت (Shunt Trip) یک تجهیز حفاظتی است که با دریافت یک پالس الکتریکی از منبع خارجی، باعث قطع مکانیکی کلید اتوماتیک می‌شود. این رله به گونه‌ای طراحی شده که بلافاصله پس از تحریک، فرمان قطع را صادر کرده و از وقوع حادثه جلوگیری کند.
رله شنت در مواردی کاربرد دارد که نیاز است قطع کننده مدار به صورت از راه دور و با استفاده از سیگنال‌های کنترلی یا اضطراری (مانند دکمه قطع اضطراری یا ماژول‌های SMS) عمل کند. مثلاً در یک کارخانه، می‌توان در صورت نشتی برق یا بروز خطا، با ارسال پیام از طریق کنترل فاز، برق کل تابلو را قطع کرد.
مثال کاربردی:
تصور کنید در یک واحد صنعتی، سامانه کنترل بار بیش از حد مصرف برق را تشخیص دهد. با اتصال خروجی این سامانه به رله شنت، می‌توان بلافاصله کلید اتوماتیک را قطع کرد و از آسیب به تجهیزات سنگین جلوگیری نمود. این نوع عملکرد دقیق، قابل اتکا و سریع، نقطه قوت اصلی رله شنت است.
رله آندر ولتاژ (کم‌ولتاژ) چیست و چگونه کار می‌کند؟
رله آندر ولتاژ (Under Voltage Relay یا UVR) زمانی وارد عمل می‌شود که ولتاژ ورودی به کمتر از حد مجاز برسد. برخلاف رله شنت که فقط به یک پالس نیاز دارد، رله آندر ولتاژ نیازمند تغذیه دائمی است. به محض افت ولتاژ به کمتر از ۷۰ درصد مقدار نامی، این رله وارد عمل شده و دستور قطع مدار را صادر می‌کند.
این رله مخصوص شرایطی است که بروز افت ولتاژ ممکن است باعث عملکرد نادرست یا خطرناک تجهیزات شود؛ مثل جلوگیری از هم‌پوشانی عملکرد کلید برق شهری و ژنراتور. با نصب این رله، اگر برق شهری قطع یا ضعیف شود، کلید به طور خودکار باز می‌شود تا مانع از تداخل منابع انرژی گردد.
مثال کاربردی:
در یک تابلو توزیع حساس که همزمان به برق شهری و ژنراتور متصل است، استفاده از رله آندر ولتاژ، هنگام افت ولتاژ در شبکه اصلی، به طور خودکار برق را قطع می‌کند تا سوئیچینگ بین دو منبع بدون خطر انجام شود.
تفاوت عملکردی رله شنت و رله کم ولتاژ
رله شنت و رله آندر ولتاژ اگرچه از نظر ظاهری تقریباً یکسان هستند، اما سه تفاوت کلیدی در عملکرد آن‌ها وجود دارد:
نوع تحریک:
رله شنت فقط با دریافت یک پالس کوتاه از منبع خارجی فعال می‌شود.
رله آندر ولتاژ نیازمند تغذیه دائم است تا در زمان افت ولتاژ واکنش نشان دهد.
نقش در سیستم:
رله شنت برای قطع اضطراری یا کنترل از راه دور به کار می‌رود.
رله آندر ولتاژ برای حفاظت در برابر افت ولتاژ و کنترل تداخل منابع برق استفاده می‌شود.
رفتار سیم‌پیچ:
سیم‌پیچ رله شنت فقط در لحظه قطع برق‌دار می‌شود، در غیر این‌صورت دچار آسیب حرارتی می‌شود.
سیم‌پیچ رله کم ولتاژ باید دائم تحت ولتاژ قرار داشته باشد.
نصب و محل قرارگیری
هر دو رله در داخل کلید اتوماتیک یا MCCB نصب می‌شوند. بیشتر بریکرها امکان نصب یک یا دو ماژول رله دارند. اگر نیاز به نصب بیشتر باشد، باید کلید به صورت سفارشی از کارخانه تولیدکننده درخواست شود. این ماژول‌ها به صورت ماژولار قابل نصب و تعویض هستند و در جایگاه مخصوص خود داخل کلید قرار می‌گیرند.
آیا این رله‌ها قابلیت اتصال مجدد دارند؟
در برخی رله‌های آندر ولتاژ، قابلیت اتصال مجدد به کمک یک واحد ذخیره انرژی (مثلاً خازن) تعبیه شده است. زمانی که افت ولتاژ رخ می‌دهد و سپس بهبود پیدا می‌کند، انرژی ذخیره‌شده می‌تواند کلید را به وضعیت بسته بازگرداند. این قابلیت در رله‌های شنت وجود ندارد، چون اساساً برای عملکرد لحظه‌ای طراحی شده‌اند.
