Ein Schutzrelais ist ein elektrisches Gerät, das zum Schutz von Schaltkreisen, Geräten und Bedienern vor einer Reihe unerwünschter elektrischer Zustände verwendet wird, indem die Stromversorgung des Steuerschaltkreises unterbrochen wird, wenn ein Fehler erkannt wird. Diese Fehlerbedingungen umfassen Überstrom und Spannung, Frequenzabweichungen und umgekehrte Leistungsflüsse. Das Schutzrelais unterscheidet sich von Standard-Schaltrelais dadurch, dass es nur bei sehr genau definierten Eingangsparametern anspricht. Schutzrelais sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass sie auf eine bestimmte Anomalie reagieren, so dass die meisten Installationen, die die Relais verwenden, typischerweise Bänke von Geräten aufweisen, die jeweils einer bestimmten Fehlerkategorie zugeordnet sind. Es gibt mehrere Mechanismen, die in Schutzrelais verwendet werden, einschließlich Anker-, Induktionsscheiben- und Drehspulenmechanismen.
Aufgrund des allgegenwärtigen Unfallpotenzials sind elektrische Anlagen in der Regel gut mit Instrumenten und Geräten geschützt, die entweder vor drohenden Problemen warnen oder deren Eskalation bis hin zu Sachschäden oder Verletzungen verhindern. Dies gilt insbesondere für große industrielle Hochspannungs- und Strominstallationen, bei denen elektrische Fehler oft katastrophale Schäden an Geräten oder den Verlust von Menschenleben verursachen. Das Schutzrelais ist ein solches Gerät, das häufig in Umspannwerken und Schaltanlagen zum Schutz der Geräte vor Fehlern wie Strom- und Spannungsstößen, Frequenzabweichungen und umgekehrten Leistungsflussbedingungen verwendet wird.
Dieser Schutz wird erreicht, indem der Strom des Steuerstromkreises der Anlage durch die Kontakte des Schutzrelais geleitet wird. Im Normalbetrieb sind die Kontakte geschlossen, so dass der Regelkreis aktiv bleibt. Wenn das Relais einen Fehlerzustand erkennt, wird es aktiviert, öffnet die Kontakte und unterbricht den Steuerstromkreis. Dies führt zum Herunterfahren der Anlage und schützt die Ausrüstung und das Personal während des Prozesses vor Schäden oder Verletzungen.
Das Schutzrelais ähnelt in mancher Hinsicht einem herkömmlichen Schaltrelais, wobei der Hauptunterschied zwischen beiden in der Empfindlichkeit der Relaisbetätigung liegt. Schutzrelais arbeiten in Abhängigkeit von sehr spezifischen Parametern, während allgemeine Schaltrelais normalerweise über einen relativ großen Spannungs- und Strombereich arbeiten. In vielen Fällen können die Betriebsparameter des Schutzrelais vom Benutzer an die Umgebungsbedingungen angepasst werden. Auf diese Weise können Techniker die spezifischen Fehlerzustandsmerkmale definieren, auf die das Relais reagiert.
Die meisten Schutzrelais sind auch für die Erkennung einer Fehlerkategorie ausgelegt, sodass nur die Installation mehrerer Einheiten erforderlich ist, um alle potenziellen Fehler abzudecken. Es gibt verschiedene Arten von Mechanismen, die in den verschiedenen Schutzrelaistypen verwendet werden, einschließlich Induktionsscheiben-, Drehspulen- und Ankermechanismen, die jeweils für bestimmte Bedingungen geeignet sind. Aufgrund der kritischen Rolle, die Schutzrelais in jeder elektrischen Installation spielen, sollten sie einem strengen Wartungs- und Testprogramm unterzogen werden, um kontinuierliche Genauigkeit und Integrität zu gewährleisten.