بی متال یا رله حرارتی چیست؟

یکی از مهم ترین تجهیزات برق صنعتی که وظیفه آن حفاظت از موتورها در مقابل اضافه بار است؛ رله حرارتی یا بی متال می باشد. این رله که به رله ی اضافه بار حرارتی (Thermal Overload Relay) نیز مشهور است؛ دقیقاً در زیر کنتاکتورِ متصل به موتور، نصب می گردد. عملکرد بی متال به این صورت است که سه پایه مسی آن که در زیر ترمینال قدرت خروجی کنتاکتور متصل می شود؛ دارای خاصیت بی متالی یا ترموستاتی می باشد. چنانچه جریان عبوری از بی متال از حد مجاز تعریف شده برای تجهیز، بیشتر باشد؛ در این صورت تیغه ها گرم شده و با گذشت زمان معین، از حالت اصلی خود خارج می شوند. در این زمان عمل قطع انجام شده و ارتباط تیغه های مسی بالایی با ترمینال خروجی بی متال قطع می شود. در ادامه و بعد از سرد شدن تیغه ها، بر اساس نوع رله بی متال، موتور مجددا به حالت دستی یا اتوماتیک فعال می شود. در صورت بازگشت بی متال به وضعیت قبلی، کنتاکت های کمکی بر روی بی متال هم به وضعیت قبل باز می گردند. همانگونه که کنتاکتور ها در رنج آمپری 6 الی 800 آمپر در مبنای استاندارد ساخته می شوند ( برای اطلاع بیشتر به مقاله کنتاکتور مراجعه کنید)؛ رله های بی متال نیز برای تحت پوشش قرار دادن کامل این رنج آمپری تولید می شوند. پایین ترین رنج بی متال موجود در بازار ایران 0.4 آمپر و بالاترین رنج آن 800 آمپر می باشد. رنج بی متال نیز همانند رنج کنتاکتور دارای استاندارد مبنایی خاص به خود می باشد. با این تفاوت که در کنتاکتور شما قابلیت تنظیم جریان را ندارید؛ اما در یک بی متال با رنجی از جریان سروکار دارید. برای مثال یک بی متال مناسب برای یک کنتاکتور 32 آمپر می تواند بی متال 22 الی 32 آمپر باشد که برای مثال ما آن را بر روی رنج 25 آمپر تنظیم می کنیم. انتخاب نوع و جریان این بی متال بر مبنای جریان مصرفی موتور شما می باشد.

انواع بی متال

بی متال ها بر اساس نوع کارکرد و قابلیت بازگشت به حالت اولیه به سه دسته تقسیم می شوند:

1- بی متال های دستی (Manual):

در این مدل پس از اینکه اضافه بار رخ داد و بی متال عمل قطع مدار را انجام داد؛ فلز بی متال به مرور زمان سرد شده و به حالت اول باز می گردد. اما با توجه به نوع بی متال، وضعیت کنتاکت های داخلی که برای قطع مدار، تغییر کرده بودند؛ بدون تغییر باقی می مانند. در این حالت لازم است تا اپراتور برای راه اندازی مجدد سیستم یا مدار، کلید راه اندازی مجدد (RESET) موجود بر روی رله بی متال را فشار دهد تا تیغه ها به شرایط قبل برگردند و مدار آماده کار شود. از بی متال های دستی می توان در تجهیزات تهویه ، موتورخانه ها، گرم خانه ها، تجهیزات پزشکی و… بهره برد.

2- بی متال اتوماتیک (Automatic):

همان بی متال دستی را در نظر بگیرید. اگر بعد از سرد شدن فلز بی متال همه چیز به وضعیت قبل بازگردد و لزومی به فشار دادن کلید راه اندازی خودکار نباشد؛ در این صورت رله بی متال ما از نوع اتوماتیک است. معمولا در مداراتی که بخش فرمان آنها به صورت دستی است و اپراتور از راه دور یا نزدیک به تابلو فرمان می دهد؛ از این بی متال استفاده می کنیم.

3- بی متال های دستی-اتوماتیک :

این بی متال ها که امروزه در بازار به صورت متداول به فروش می رسند؛ آخرین نوع از بی متال ها هستند که با تغییر وضعیت یک پیچ تنظیم می توان بی متال را روی حالت دستی یا اتوماتیک قرار داد.

روش های تست یک رله بی متال

روش های مختلفی برای آگاهی از سالم بودن رله بی متال می توان انجام داد. انجام تست باید در محیطی ایمن صورت گیرد. زیرا این تست نیاز مستقیم به جریان برق دارد. سه تست مرسوم برای بی متال عبارت است از:

1- تست سرد (Cold Test):

در این روش 2 برابر جریان نامی را به تیغه بی متال می دهیم و با استفاده از کرنومتر زمان عملکرد قطع بی متال را ثبت می کنیم.

2- تست گرم (Hot Test):

در تست گرم و با مراقبت کامل، 6 برابر جریان نامی را به تیغه بی متال می دهیم و زمان را اندازه گیری می کنیم. دقت داشته باشید که این تست باید بعد از تست گرم و عمل کردن رله انجام شود.

3- تست دو فازی:

در این تست همان گونه که از نام آن پیداست؛ یکی از سه فاز را قطع می کنیم. در نهایت با استفاده از کرونومتر زمان قطع را اندازه گرفته و با زمان دو تست قبلی می سنجیم.

ساختمان داخلی بی متال چگونه است؟

بی متال متشکل از سه بخش اساسی است: تیغه و ترمینال های قدرت، تیغه های بی متال داخلی و تیغه های کنتاکتور. اجزای داخلی یک بی متال عبارت است از :
1- شاخک ها یا پایه های بالای بی متال جهت اتصال به کنتاکتور
2- ترمینال های خروجی جهت ارتباط بی متال با تجهیز مصرف کننده یا پایین دستی
3- دو تیغه برای کنتاکت باز و دو تیغه برای کنتاکت بسته
4- پیچ تنظیم جریان جهت تنظیم بر اساس جریان نامی موتور
5- پیچ تعیین حالت بی متال به حالت دستی یا اتوماتیک
6- کلید راه اندازی مجدد یا RESET برای بازگشت بی متال به مدار

کاربرد های بی متال

هرجا که صحبت از راه اندازی یک سیستم الکتروموتوری در میان باشد؛ استفاده از بی متال برای حفاظت از آن در کنار کنتاکتور لازم است. بر همین اساس دامنه ی استفاده از آن بسیار زیاد است. برای نمونه می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- پمپ های آب و موتورخانه
2- دستگاه های تهویه
3- دستگاه های سردخانه
4- فن ها
5- تنظیم دستگاه های درجه حرارت دار مانند سرخ کن و لباسشویی
و…

نحوه نصب بی متال

پیشنهاد ما این است که به منظور جلوگیری از آسیب به تجهیزات پایین دستی و به خصوص رله بی متال ؛ در ورودی مدارهای قدرت از یک کلید فیوز یا بریکر جهت حفاظت از مدار در مقابل خطای اتصال کوتاه استفاده شود. از آنجایی که رله بی متال با استفاده از فرآیند گرم شدن تیغه ها عملیات قطع و وصل را انجام می دهد و انجام این عملیات نیازمند صرف زمان است؛ چنانچه در مدار اتصال کوتاه داشته باشیم؛ میزان جریان کشی شدید خواهد بود و پیش از آنکه بی متال بخواهد دستور قطع مدار را صادر کند؛ در اثر حرارت شدید، دچار ذوب تیغه خواهد شد.
پیش از نصب بی متال باید دو مورد را در نظر داشت:
1- انتخاب بی متال مناسب با جریان نامی مصرف کننده
2- تناسب میان فریم بی متال با فریم کنتاکتور(با توجه به اینکه رله بی متال دقیقاً در زیر کنتاکتور نصب می گردد؛ چنانچه تناسبی بین فریم این دو تجهیز وجود نداشت؛ لازم است از پایه بی متال یا شینه های کمکی اتصال کمک بگیرید).
برای نصب رله بی متال کافی است پس از اطلاع از جریان نامی مصرف کننده، ولوم جریان را بر روی حد لازم قرار دهیم و وضعیت بی متال (دستی – اتوماتیک) مشخص کنیم. در ادامه با توجه به اینکه فریم کنتاکتور و بی متال یکسان است؛ بی متال را در زیر کنتاکتور بسته و سپس کنتاکتور را همراه با بی متال متصل، بر روی ریل یا سینی تابلو برق نصب می کنیم. در ادامه سیم های ترمینال قدرت ورودی کنتاکتور و ترمینال قدرت خروجی بی متال را به آن متصل می کنیم. در نهایت، سیم های مدار فرمان را به کنتاکت های کمکی کنتاکتور و بی متال متصل می کنیم. در شکل زیر نحوه اتصال بی متال را برای مدار تکفاز و سه فاز مشاهده می کنید.

نقشه ی مدار بی متال

شکل مدار داخلی بی متال و شماتیک آن که در نقشه کشی های برق به کار می رود؛ مطابق با تصویر زیر است:

قیمت بی متال ها

اگرچه که انتخاب برند مورد نظر یک از اساسی ترین عوامل موثر بر قیمت بی متال می باشد؛ لکن می توان گزینه های زیر را به عنوان دیگر عوامل نام برد:
1- رنج جریان ( هرچه محدوده جریان انتخابی بیشتر شود؛ قیمت رله بی متال بالاتر می رود)
2- نوع فریم ( هرچه فریم بزرگ تر باشد؛ قیمت رله بی متال بالاتر است)
3- ولتاژ ضربه
4- کلاس عملکرد قطع
5- ولتاژ نامی رله بی متال