Akım Transformatörü (Trafosu) Nedir?
Akım trafosu, alternatif akımları ölçme amacı ile kullanılan bir transformatör olarak tanımlanabilmektedir. Sekonder ve birincil bölgelerinde alternatif akım ile orantılı olarak akım üretilir. Akım trafosunun tasarlanma amacı ise sayaçlar, ölçüm aletleri ve röleler gibi enstrümanları yüksek gerilimden korumak olarak açıklanabilir.
Akım trafosu kullanımı ile normal ampermetreler tarafından algılanması zor olan ya da büyük akımların ölçümleri rahat bir şekilde sağlanabilir. Bu trafolar kullanılarak yüksek voltajda olan akımlar çok daha güvenli bir aralığa düşürülür ve bu da klasik ampermetreler tarafından akım değerlerinin okunmasını çok daha kolay bir hale getirir. Akım trafosunun çalışması diğer gerilim trafolarına oranla biraz daha farklı düzenekler üzerinden gerçekleştirilmektedir.
Büyük değerli akımların ölçülmesi herhangi bir ölçüm cihazı ile mümkün olmaz. Bu durum da akım trafolarının kullanımına imkân tanır. Ölçüm aletleri ve yük arasında kullanıma sahip olan akım trafosu güvenli bir şekilde ölçümlerin yapılmasına olanak sağlar.
Akım trafoları kendi içerisinde 3 temel başlığa ayrılır. Bu trafolara yara, toroidal ve çubuk adı verilir. Klasik akım trafoları içerisinde iki farklı sargı seviyesi yer alır. Bunlar primer ve sekonder olarak adlandırılır.
Akım Trafosu Çalışma Prensipleri
Primer sargı içerisinde çok fazla sayıda dönüşlü bobin yer almaz. Bu bölüm içerisinde çekirdek etrafına sarılmış olan tel bobin ya da iletken bir düzenek yer alır. Bu durum da genellikle akım trafolarına seri transformatör adının verilmesini açıklamaktadır. Sekonder sargı içerisinde ise manyetik bir malzeme ile kaplanmış ve çekirdeğe sarılı olan olan bobinler yer alır. Bu seviyede yer alan çekirdek ise geniş bir kesit alanına sahiptir. Bu alan içerisinde ise akım dengelenir ve direnç sağlanacak şekilde ayarlama trafo tarafından gerçekleşir.
Akım trafosunun kullanımı ile yüksek tehlike arz eden akımlar kolay bir şekilde idare edilebilir sınırlar içerisine indirgenebilir. Her devreye seri bağlanan trafoların amacı her zaman akım değerini küçültmek olur.
Akım Trafosu Teknik Şema
Akım Trafosu Nasıl Üretilir?
Temel amacı güvenli bir ölçüm sağlamak olan akım trafoları primer ve sekonder devrelerin bir araya getirilmesi ile üretilir. Primer bölümde yer alan akım trafonun oranına göre ayarlanır ve sekonder adı verilen bölüme aktarımı yapılır. Primer bölge içerisinde sarım sayısı az olan bobinler bulunur ve bu da akımın kontrolü için büyük bir rol oynar. Trafo içerisinde yer alan giriş ve çıkış kısımları farklı harfler ile adlandırılır. Trafoların diğer ölçüm aletleri ile bağlanması durumunda mutlaka polarite kıyaslaması yapılması gerekir.
Akım trafosu aynı zamanda birden fazla ölçüm aleti ile kullanım imkânı sunar. Üretim aşamasında ölçme hassasiyetleri göz önüne alınır. Hassasiyete göre akım trafoları 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1 ve 3 gibi değerler arasında bulunur. Sayaçlar için bu değer aralığı 0,2 ve 0,5 olur. Ölçü aletleri ise 1 değerini alır. Koruma amaçlı kullanılan devrelerde ise bu değer 3 olur.
Akım Trafosu Nerelerde Kullanılır?
Akım trafosu kullanım alanlarına göre farklı isimlendirmelere ve çeşitlere sahiptir. Akım trafoları içerisinde yer alan bu çeşitliliğin temel amacı ise soğutma, yapım ve gerilimlerinin arasındaki farklılıklardır. Sektör içerisinde akım trafoları belirli adlandırmalar sahiptir. Bunlar;
· Bara Tipli Akım Trafoları
· Sargılı Akım Trafoları
· Kuru Tipli Akım Trafoları
· Yağlı Tipli Akım Trafoları
· Alçak Gerilim Trafoları
· Yüksek Gerilim Trafoları
Olarak adlandırılır.
Trafo seçimi yapılırken beklenen görev önem taşır. Doyma katsayısı, dönüştürme oranı ( CT oranı ) ve kullanım amacı bir trafo seçimini en çok etkileyen kriterler arasında yer alır. Ölçme amacı ile kullanılacak trafolar için doyma katsayısı mutlaka 5’ten az olmalıdır. Koruma amacı için bir trafo tercih ediliyorsa bu değer mutlaka 10 ve üzeri olur. Sekonder bölge içerisinde yer alan bobin sayısı, akım dönüştürme oranı ve trafo sınıfı mutlaka dikkate alınarak seçim yapılması gerekir.
Akım Trafosu Çalışma Koşulları
Akım trafolarının çalışma koşullarının doğru bir şekilde sağlanabilmesi için devreye seri olarak bağlanması büyük bir önem taşır. Devre içerisine seri bir şekilde bağlanırken primer uçlar ilk olarak bağlanır. Sekonder bölgenin uçları ise primer ardından bağlanmaktadır. Trafonun uçları röle ya da devre içerisinde yer alan farklı ölçüm aletlerinin bobinlerine bağlanır. Genel adlandırma içerisinde bu uçlar H1, H2 primer ve x1, x2 sekonder olarak isimlenir. Trafo içerisinde her zaman sekonder küçük akıma sahip olur. Genel kabule göre sekonder bölge içerisinde yer alan akım değeri 5 amper olarak kabul görür. Sekonder uçlar her zaman kapalı devre olarak düzenlenir.
Primer sargı içerisinde manyetik alan yer alır. Bu da bölge içerisinde yer alan akımın değerinin büyük olmasını açıklar. Herhangi bir sorun ya da kaybı önlemek amacı ile uçlar topraklanır ve kısa devre anahtarı akım trafosu içerisinde yer alır.
Akım trafoları belirli değerlere bağlı olarak çalışır. Bu değerler ise kendi içlerinde büyük önem taşır. Trafolar içerisinde primer, sekonder ve termik anma akımı bulunur. Bunlara ek olarak doyma katsayısı ve dinamik dayanım akımı da trafolar açısından önemli değerlerdir. Primer anma akımı trafonun çalışmasında en büyük önemi taşır. Bu akım 5 ve katları değerlerine sahip olur. Genel olarak trafo primer akım değerlerinin % 20 üzeri değerine kadar yüklenme imkânına sahiptir.
Sekonder anma akımı içerisinde ise kapasite ifade edilir. Genellikle akımı 5A olan trafolar tercih edilir. Termik akım zarar görmeden dayanma sınırını belirler. Bu sınır her trafo üzerinde mutlaka ifade edilir ve primer akım katlarına sahip olur. Dinamik akım kısa devre anında trafonun bozulmamasında büyük bir rol oynar. Bu değer termik akımın 2.5 katına sahip olur. Doyma katsayısı bir nevi emniyet olarak tanımlanır. Ölçü aletleri içerisinde en önemli değerlerden biri olur. Akım trafolarında doyma katsayısı n harfi ile ifade edilir. Akım trafosu için bu değer mutlaka 5 ve 5’ten az olmalıdır.
Trafo içerisinde yer alan akım, sarım sayısı ve gerilim arasında belirli bir düzen bulunur. Bu oran da belirli bir formüle göre hesaplanır.
Vp / Vs = Is / Ip = Np / Ns
Bu denklem içerisinde Vp primer üzerindeki gerilimi, Vs sekonder gerilimini, Ip primer akımını ve Is sekonder akımını ifade eder. Np ve Ns ise primer ve sekonder üzerindeki sarım sayılarını ifade etmek için kullanılır.
Çalışma alanlarına göre doyma katsayısı ve trafonun hassasiyeti değişir. Trafolar içerisinde yer alan dönüştürme oranları ise primer / sekonder olarak hesaplanır. Akım trafoları birden farklı isimlendirme sahiptir. Bu isimlendirmeler ise kullanım alanlarına göre farklılık gösterir
TO.30D Akım Trafosu
· TO.30 Akım Trafosu
· TO.30D Akım Trafosu
· TO.30M Akım Trafosu
· TO.30S Akım Trafosu
· TO.40 Akım Trafosu
· TO.40M Akım Trafosu
· TO.60 Akım Trafosu
· TO.60DR Akım Trafosu
· TO.80 Akım Trafosu
· TO.100 Akım Trafosu
· TO.100DR Akım Trafosu
· TO.120 Akım Trafosu