Was ist ein Schutzrelais?
Ein Schutzrelais ist ein Gerät, das einen Leistungsschalter auslöst oder öffnet, wenn es einen Fehler erkennt. Es überwacht einen Stromkreis auf eine Reihe von Parametern wie Spannung und Zeit und löst den Leistungsschalter aus, wenn es Überlastungszustände erkennt. Die Parameter eines Schutzrelais sind im Gegensatz zu einem Schaltrelais, bei dem die Parameter festgelegt sind, wählbar.
Ein Leistungsschalter in einem üblichen Haushaltsstromkreis verwendet einen einfachen Bimetallstreifen, der sich bei steigender Temperatur verbiegt. Dies bewirkt, dass der Stromkreis auslöst, wenn er die Schwellentemperatur erreicht. Industrielle Leistungsschalter benötigen dagegen ein Schutzrelais, um dem Leistungsschalter zu signalisieren, wann er zu öffnen ist. Diese Arten von Leistungsschaltern haben eine elektromagnetische Spule, die als Auslösespule bezeichnet wird und den Stromkreis bei Aktivierung öffnet. Das Schutzrelais aktiviert die Auslösespule, wenn der Stromkreis die angegebenen Überlastbedingungen erfüllt.
Der Aufbau eines Schutzrelais kann aufwändig sein. Übliche Komponenten eines Schutzrelais sind Induktionsscheiben, Betätigungsspulen, Magnete mit schattiertem Pol und Magnetantriebe. Die ersten Schutzrelais waren rein elektromechanische Geräte, aber moderne Schutzrelais verwenden Mikroprozessoren. Mikroprozessorbasierte Schutzrelais sind präziser als elektromechanische Versionen und erfüllen in der Regel mehrere Funktionen.
Schutzrelais können auf eine Vielzahl von Bedingungen reagieren. Ein Überstromzustand tritt auf, wenn die Spannung in einem Stromkreis über der gewünschten Spannung liegt. In ähnlicher Weise tritt ein Überspannungszustand auf, wenn die Spannung der Schaltung über ihrem gewünschten Pegel liegt. Überfrequenz- und Unterfrequenzbedingungen sind ebenfalls häufige Arten von Schaltkreisfehlern. Einige Schutzrelais können auch die Entfernung zum Fehler schätzen.
Ein Überstromrelais ist eine übliche Art von Schutzrelais. Es wird normalerweise an einen Transformator angeschlossen und auf den gewünschten Maximalstrom kalibriert. Die Kontakte im Relais werden aktiviert, wenn der Strom im Stromkreis diesen Wert überschreitet, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird.
Ein Distanzrelais ist eine allgemeine Art von Schutzrelais, das die Distanz zum Fehler erkennt. Dies ist die häufigste Art von Schutzrelais auf einer Hochspannungsübertragungsleitung. Ein Distanzrelais erkennt den Strom und die Spannung im Stromkreis. Die Impedanz pro Entfernungseinheit im Stromkreis ist eine bekannte Größe, mit der das Distanzrelais die Entfernung zum Fehler berechnen kann.