Akım trafosu yapısı itibari ile primer akımını belli bir oran içinde sekondere düşüren ölçü transformatörlerine akım trafosu denir. Akım trafoları, primer akımı ile sekonder akımı orantılı ve bu akımlar arasındaki faz farkı (0°) olan trafolardır.
Akım trafosunun primer sargısından yük akımı, sekonderden ise ölçü aletleri ve benzeri cihazların akımları geçer. Akım trafosu primerdeki manyetik akımı bir kublaj ile sekondere aktarırlar. Ölçü trafoları alçak gerilim şebekelerinde kullanılır. Buradan da ölçü cihazları, ampermetrelere ve rölelere aktarılır. Akım trafosu, ölçü aletleri ve rölelerin yüksek gerilimden izolasyonunu sağlar.
Akım transformatörü, geriliminin yüksek veya alçak olmasına bakılmaksızın büyük akımların ölçülmesinde kullanılabilir. Buna göre;
- Alçak gerilim şebekelerinde ölçü aletleri ile ölçülemeyecek kadar büyük akımların ölçülmesinde akım trafosu kullanılır.
- Yüksek gerilim şebekelerinde de akımın güvenlik içinde ölçülmesi için akım trafosu kullanılır.
Akım Trafoları Dönüştürme Oranı
K = I1 / I2
eşitliği ile bulunur. Primer akımının, sekonder akımı oranına akım transformatörünün dönüştürme (çevirme) oranı denir. (ni=I1/I2=50/1 ya da 50/5 600/5 ……gibi).
Örnek olarak: üzerinde 50/5 yazılı bir akım transformatörünün primerinden 50 Amp geçtiği zaman, sekonderindeki bağlı alet 5 Amp. gösterir. Fakat alet 3 Amp. gösteriyorsa, primerden geçen akım ni=I1/I2= 50/5=10 Amp.I=ni.3=10.3=30 Amp. Örnekte de görüldüğü gibi, akım trafosuna bağlı olan devrelerde primer akımını tayin etmek için ölçü aletinin gösterdiği değeri, trafonun çevirme oranı ile çarpmak gerekir. Çalışma koşullarına göre akım trafo oranları, yükle biraz değişsede (% 0,5 kadar) hassas ölçümler dışında genel olarak sabit kabul edilir.
Akım transformatörlerinin sekonderine bağlanan elemanların iç direnci çok küçük olduğundan, akım trafoları kısa devre durumunda çalışır. Bu nedenle sekonder yüksüz (boş) bırakılmamalıdır. Akım trafosu sekonderi yüksüz bırakılırsa, sekonder devrenin primer devreye ters yönde olan manyetik akı akışı ortadan kalkar. Bu durumda sekonder de sarım sayısı ile orantılı olarak yüksek gerilimler indüklenir ve sargıların izolasyonu bozulur. Ayrıca nüvedeki demir kayıpları artarak nüveyi aşırı derecede ısıtır.
Yapısı
Aynı çekirdek nüve üzerinden primer ve sekonder sargıları yüksek ve alçak gerilimlerde kullanılmak üzere sarılırlar. Primer sargısı kalın bakır telden ve birkaç sipirden sarılır. Sekonder sargısı çok sipirli ince tellidir. Bu sargılar birbirlerine iyi bir şekilde izole edilmişlerdir. Böylece alçak gerilim ve yüksek gerilim devrelerinde cihazların büyük akımlarla zorlanması önlenmiş olur.
Akım Trafosu Bağlantı Şeması
Şebekeye seri bağlanan akım trafosunun sargılarının primer sargı uçları (K-L) bağlanır. Sekonder sargı uçları (k-l) bağlanır. Röle ve ölçü aletlerinin akım bobinlerine (k-l) uçları bağlanır. Amerikan normlarına göre: Primer sargı uçları (H1-H2), sekonder uçları (x1-x2) ile gösterilir. Şekilde de görüldüğü gibi.
Akım transformatörlerinin primerinden ne kadar büyük akım geçerse geçsin, sekonderinden orantılı küçük bir akım geçer ve bunun değeri, azami 5 amper (bazen 1 Amper veya 10 Amper) olarak kabul edilmiştir. Bu değeri ölçen ampermetrenin de ölçme alanı minumum 5 amperdir. Sekonder uçları asla açık devre olmamalıdır. Eğer olursa sargının mıknatıs alanını azaltma etkisi ortadan kalkar. Primer sargının manyetik alanı olduğu gibi demir nüveden geçer, alanın değeri çok büyük olur. Sekonder devrenin primer devreye ters yönde olan manyetik akı akışı ortadan kalkar. Bu durumda sekonderde yüksek gerilim indüklenir. Sargı izalasyonu bozulur. Nüvede demir kayıpları artarak aşırı derecede ısınır. Akım trafosu zarar görür. İndüklenen yüksek gerilimden dolayı çalışanlar açısından tehlikeli durum oluşabilir.
Akım transformatörlerinin sekonder uçları asla açılmaz, devresinede sigorta konulmamalıdır. Ancak sekonder devresinde ki cihazların bağlantılarını değiştirmek ve onarımını yapmak gerekirse ya primer akımı kesilir ya da sekonder uçları kısa devre yapılarak sonra uçlar açılır. Bundan dolayı akım transformatörlerine kısa devre anahtarı konur. Aynı zamanda yüksek gerilim tehlikelerine karşı güvenlik için k uçları topraklanır.
Akım Trafosu Çeşitleri
Alçak gerilim devresinde kullanılan akım redüktörleride, transformatörleri sargılı ve baralı olarak yapılırlar. Genellikle portatif tipte ve kademeli olarak imal edilirler. Labaratuvar ölçmelerinde ve alçak gerilim devrelerinde kullanılırlar. Primer sargısından çıkarılan uçlar yardımı ile akım büyüklükleri ölçülür. Akım değeri büyüdükçe çevirme oranı da büyür. Bir transformatörün primerinden bir veya birkaç sarım geçirilirse transformatörün ölçme alanı da genişletilmiş olur. Yüksek ve alçak gerilim devresinde primerden geçen akım büyüdükçe sargısı, trafo nüvesinin ortasından geçen yuvarlak veya dikdörtgen kesitli bir hat barasıdır. Bu tip transformatörlere bara tipi akım trafosu denir.
Dahili ve harici tipleri vardır. Sabit yerlerde kuru ve yağlı olarak kullanılırlar. Primer ve sekonderi izole ettikleri gibi transformatörlere komple bir gövde alanı da oluştururlar. Günümüzde imal edilen akım transformatörleri çok iyi yalıtım malzemesi olan sentetik reçine ile yalıtılmaktadır. Akım trafosu fiyatları bunu imal eden trafo üreticileri tarafından belirlenmektedir.
Akım Trafosu Seçimi
Kullanıldıkları yere göre akım trafosu seçimi yapılır. Dahili ve harici tip olanları vardır. Çalışma gerilimine, dönüştürme oranına, çıkış kademe sayısına, kullanma amacına, doyum katsayısına, tipine, omajına göre akım trafosu seçimi yapılır.
Akım Trafosu Polarite Testi
Akım trafosunun sekonder ucuna (k-l) voltmetreyi bağlayınız. Primer ucuna (K-L) DC pilden (9 volt olabilir) bir gerilim uygulayınız. Voltmetre anlık bir sapma gösterecektir. Voltmetre sapıyorsa polarite testi tamamdır. Ters sapıyorsa (+ , – ) uçlarını değiştiriniz. Tekrar deneyiniz. Normal anlık sapma yapıyorsa trafo sağlamdır. Sapma yapmıyor ise akım trafosu bozuktur.
Benzer Konular