توجه داشته باشید که از بی متال یا همان رله های حرارتی برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار استفاده می کنند و اساس کار بی متال بر پایه اختلاف ضریب انبساط طولی دو فلز به کار رفته می باشد.
لازم به ذکر است که بر اثر عبور جریان از بی متال ،دو فلز گرم می گردند و طول آنها افزایش پیدا می کند و به دلیل اینکه ضریب انبساط طولی یکی از فلزات بیش از دیگری است، دو فلز با هم به سمت فلزی که ضریب انبساط طولی کمتری دارد، خم می شود. بنابراین، مسیر عبور جریان کنتاکت ها باز و مدار قطع می گردد.
به طور کلی، به هر حالت غیر عادی که در عملکرد سیستم به وجود بیاید، خطا می گویند. از جمله حالت های غیرعادی عبارتند از:
- وقوع اتصال کوتاه
- افزایش و یا کاهش بیش از حد ولتاژ
- افزایش یا کاهش بیش از حد فرکانس
- از سنکرون خارج شدن ژنراتورها
- افزایش حرارت تجهیزات در اثر توان عبوری بیش از حد از آن ها یا اضافه بار
یکی از اصلی ترین خطاهایی که در یک شبکه به وجود می آید، اتصال کوتاه است.
در تمامی خطاها با اندازه گیری میزان جریان و ولتاژ، وقوع خطا تشخیص داده می شود. در سیستم های حفاظتی در مرحله نخست ابتدا باید با استفاده از ترانس های ولتاژ و جریان، اندازه ولتاژ و جریان را کاهش داد تا به مقدار قابل استفاده برای تجهیزات حفاظتی برسد و در مراحل بعد در صورتی که نیاز باشد، رله های مربوط فرمان مناسب را صادر می کنند.
همواره این نکته را مد نظر داشته باشید که اشخاص و حیوانات، وسایل و لوازم ساختمان ها هم لازم است که درمقابل صدمات ناشی از جریان اتصال کوتاه یا اضافه جریان در ساختمان ها در امان باشند. بدین ترتیب، ضروری است که منبع تغذیه در هنگام بروز اضافه جریان، قبل از اینکه اضافه جریان مدت زمان زیادی برقرار باشد، قطع گردد تا از بروز حوادثی همچون آتش سوزی یا از بین رفتن عایق تجهیزات برقی یا مدار های الکتریکی جلوگیری بعمل آید و این کار توسط بی متال انجام می شود.
قسمت های مختلف بی متال
قسمت‌های گوناگون یک بی متال عبارتند از:
- تیغه‌های اتصال به کنتاکتور
- ترمینال‌های اتصال به کابل موتور
- پیچ تنظیم جریان
- ترمینال مشترک مدار فرمان
- ترمینال‌های باز و بسته مدار فرمان
- دکمه برگشت وضعیت
- پیچ تغییر وضعیت
انواع بی متال
همان طور که می دانید، رله نوعی کلید الکتریکی سریع می باشد که با هدایت یک مدار دیگر باز و بسته می شود. کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به روش های گوناگون مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی و … انجام می شود.
از آنجاییکه بی متال قادر است جریان قوی تر از جریان ورودی را هدایت نماید، می توان آن را نوعی تقویت کننده نیز نامید. در زمان های گذشته رله ها به صورت معمول با سیم پیچ ساخته می‌شدند و برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار از جریان برق استفاده می کردند.
امروزه بسیاری از رله ها به صورت حالت جامد و از جنس مواد نیمه هادی ساخته می‌شوند و اجزای متحرک ندارند.
انواع رله های مورد استفاده در سیستم های توزیع عبارتند از:
- رله کنترل ولتاژ
- رله کنترل فاز
- رله خطای زمین
- رله زمانی (تایمر)
- رله حرارتی (بی متال)
آیا می دانید چرا بی متال تریپ می کند؟
در پاسخ به این سوال نخست باید بدانید که برخی از موتور های الکتریکی برای شروع به کار به جریان سریع و زیادی نیاز دارند که به آن جریان راه اندازی گفته می شود. به صورت معمول، جریان راه اندازی تا سه برابر جریان نامی موتور بالا می رود.
لازم به ذکر است که به منظور محافظت از مدار موتور، بی متال بهتر از کلید های محافظتی دیگر عمل می کند. بی متال می تواند بدون تریپ کردن در مقابل جریان راه اندازی مقاومت نماید و این امر باعث تریپ کردن آن نمی شود.
از جمله مواردی که باعث قطع مدار توسط بی متال می شود می توان به سیم بندی کوتاه، نقص عملکرد موتور، گرمای بیش از حد موتور و نقص در بی متال اشاره کرد.
شیوه عملکرد بی متال
همواره این نکته را مد نظر داشته باشید که در رله های حرارتی ، سه تیغه تعبیه شده و سیم حامل جریان چند حلقه به دور آن پیچیده می شود. در اثر عبور جریان اضافه بار، هادی ها گرم می شوند، حرارت به بی متال منتقل می گردد و این قضیه منجر به خم شدن تیغه می شود.
حرکت هر یک از بی متال ها به اهرم فشار وارد می کند و با جا به جا شدن اهرم، یک میکروسوییچ که دارای کنتاکت تبدیل باز و بسته است، تغییر وضعیت می دهد و مدار فرمان را قطع می نماید.
لازم به ذکر است که به منظور افزایش سرعت عملکرد بی‌متال و جلوگیری از جرقه و سوختگی محل اتصال، آهنربا در بالا و پایین تیغه ی دوفلزی مورد استفاده قرار می گیرد که نیروی مغناطیسی آن به بسته شدن سریع اتصال کمک می‌کند.
تفاوت فیوز و بی متال
- سرعت عمل فیوز در مقایسه با بی متال بیشتر است.
- فیوز قابل تنظیم نیست در حالی که بی متال قابل تنظیم می باشد.
- هردو حفاظت کننده مدار هستند، اما فیوز از مصرف کننده در برابر جریان زیاد و اتصال کوتاه محافظت می نماید در حالیکه، بی متال ازمصرف کننده در برابر اضافه بار احتمالی محافظت می کند.
