Akım Transformatörleri |
Sigma Elektrik

Akım transformatörü, yüksek anma akımlarının geçtiği sistemlerde (örneğin > 10 A) ölçme ve koruma amaçlı kullanılacak olan düşük anma akımında çalışan alıcıların (örneğin 1A, 5A) beslenmesinde kullanılır. Bu içeriğimizde Akım Transformatörlerinin yapısı, çalışma prensipleri ve çeşitlerini Sigma Elektrik'in katkıları ile inceledik.

A- A+

24.07.2019 tarihli yazı 19440 kez okunmuştur.

Akım Transformatörü Nedir?

Akım transformatörü, bağlı oldukları devredeki akımı, belirli değerlere indirgeyerek, sekonderine bağlı olan ölçü aletlerine ölçüm için gerekli olan (Genel olarak 1A ve 5A) akımı ve izolasyonu sağlayan bir ölçü transformatörüdür.

Akım transformatörleri, primerindeki akımın manyetik bir kublaj ile küçültülmesiyle sekonder tarafında daha küçük bir akım elde edilir ve bu akım, makinenin sekonder tarafına bağlı olan cihazların, ölçü aletlerin yüksek gerilimden etkilenmesini önler.

"Akım transformatörleri bağlı olduğu devreye seri bağlanan ve sekonder devresindeki cihazları ve ölçü aletlerini yüksek gerilime karşı izole eden bir ölçü transformatör çeşididir."

Akım Transformatörünün Yapısı ve Çalışma Prensibi?

Bir akım transformatörünün yapısında; primer ve sekonder sargıları, manyetik bir nüve, izolatörler bulunur.

Normal bir transformatör çalışma prensibinde olduğu gibi; primer sargısına gelen alternatif akım, bu sargıda bir gerilim endükler ve manyetik akı oluşturur. Manyetik nüve yardımıyla primer sargısının oluşturduğu akı sekonder sargısına iletilir. Manyetik akı, sekonder sargısında bir gerilim endüklenmesine neden olur ve bu gerilim trafonun sekonder devresinde bir akım akmasına sebep olur.

Ayrılabilir nüveli (çekirdekli) akım trafoları genellikle hali hazırda çalışmakta olan sistemlerde bara veya iletkenleri ayırmadan kolayca monte edilebildikleri için kullanılırlar.

Akım Transformatör Sekonder Ucunun Açık Kalmamasının Önemi

Akım transformatörlerinde primerden akan akım, transformatör dönüştürme oranına göre sekondere manyetik yol ile iletilir. Primer sargılarında yüksek gerilim olduğu için sargılar kalın ve az sarımlı, sekonder sargılarında daha küçük gerilimler bulunduğundan sargıları daha ince ve çok sarımlıdır.

Akım transformatörünün sekonderine bağlanan elemanların iç dirençleri çok küçük olduğundan, akım transformatörleri kısa devre durumunda çalışır. Primeri devreye bağlanmış bir akım transformatörünün sekonder uçları yüksüz veya açık bırakılacak olursa, sekonder sargının primer sargı akışına zıt yönde olan manyetik akışı ortadan kalkar. Primerlerden geçen akıma bağlı olarak, transformatörün nüvesindeki manyetik akım önemli ölçüde artar. Manyetik akımın artması sonucunda transformatör nüvesi mıknatıslanma akımına doyar ve sekonder uçlarında birkaç bin voltluk bir gerilim meydana gelir. Ayrıca manyetik akımın yüksek olması nedeni ile nüvedeki demir kayıpları artarak nüveyi aşırı derecede ısıtır ve transformatör zarar görür. Bu tehlikelerin önlenmesi için akım transformatörünün sekonder ucu kullanılmasa bile kısa devre edilir.

Akım transformatörlerinde sekonder uçları kısa devre edilir

► İlginizi Çekebilir: Akım Trafosu Testleri

Ayrıca akım trafolarının sekonder uçları mutlaka topraklanması gerekmektedir. Bunun nedeni primer sargı ile sekonder sargı arasında oluşabilecek olası bir kısa devre durumunda primer sargısındaki yüksek gerilimin sekonder devresinde toprak üzerinden kendini tamamlamasıdır. Eğer trafonun sekonder ucu topraklanmazsa, primer ve sekonder sargıları arasındaki kısa devrede primerdeki yüksek gerilim sekonder devresine bağlı olan tüm cihazları ve ölçü aletlerine zarar verir.

Akım Transformatörleri Seçiminde Kullanılan Bazı Önemli Terimler

Primer Anma Akımı

Akım transformatörleri, sürekli çalışmada primer anma akımının dolayısıyla sekonder anma akımınında 1.2 katına sürekli olarak dayanabilmelidir. Primer anma akımı, transformatörün üretiminde esas olarak alınan ve nominal çalışma şartlarını belirten akım değeridir. Sigma akım transformatörleri 150/5 A cl:0.5 10 VA değerlerine kadar primeri sargılı olarak üretilmektedir.

Doyma Katsayısı

Akım trafolarındaki doyma katsayısı akım trafosu nüvesini doymaya götüren minimum akımdır. Bu akım sekonder akımının belirli bir katı olarak ifade edilir. Uygulamada n<5 veya n>10 şeklinde gösterilir. Bildiğimiz gibi akım trafoları doyuma gidinceye kadar primerinden geçen akımla doğru orantılı olarak sekonderlerinden bir akım geçmesine müsaade ederler. Nüve doyuma gittiğinde ise primerden ne kadar akım akarsa aksın sekonderden geçen akım aynı kalır. Ölçü devrelerinde kullanılacak akım trafolarında doyma katsayısının n < 5 olması istenir. Çünkü oluşacak çok yüksek kısa devre akımlarında ölçü aletinin zarar görmemesi istenir. Bu yüzden doyma katsayısı n < 5 olmalıdır. Bu akım trafosunun etiketinde n ≤ 5 veya Fs ≤ 5 (Emniyet katsayısı) olarak ifade edilir. Koruma devrelerinde kullanılan röleler arıza durumunda çalıştıklarından seçiciliği sağlamak için anma akımının 10 katına kadar geçen akımları algılamak isterler. Bu nedenle röleyi besleyen akım trafosunun sekonderinin anma akımının 10 katına kadar olan akımları primerinden geçen akımla doğru orantılı olarak ölçmesi yani doyuma gitmemesi istenir. Bu yüzden n > 10 dur.

Termik Anma Akımı

Akım transformatörü, sisteme seri olarak bağlandığından, sistemde meydana gelecek kısa devre akımlarının termik etkilerine de dayanabilmelidir. Akım transformatörünün termik bakımdan dayanabileceği akım değeri etiketinde termik anma akımı (Ith) olarak gösterilir. Bir akım transformatörünün sekonderi kısa devre durumunda iken, 1sn süre ile yalıtımının bozulacağı sıcaklığa ulaşmadan dayanabileceği primer akımının etkin değeri o akım transformatörünün termik anma akımını belirler. Sigma akım transformatörlerinde termik anma akımı primer anma akımının 60 katından başlayıp 100kA’e kadar çıkmaktadır.

Dinamik Anma Akımı

Dinamik anma akımı bir akım transformatörünün primer şebekedeki kısa devre esnasında, ilk periyotta geçecek darbe akımının yol açacağı mekanik kuvvetler açısından akım transformatörünün dayanabileceği primer akımın maksimum (tepe) değeridir. Dinamik anma akımı termik anma akımının 2.5 katı olarak gösterilir.

Sigma Elektrik Akım Trafosu Çeşitlerinden Bazıları

Sigma Elektrik alçak gerilim akım transformatörleri istenilen güç ve doğruluk değerlerinde 20 A’den 5000 A’e kadar olan primer akımlarını 1 A veya 5 A değerinde sekonder akıma dönüştürürler. Sigma alçak gerilim akım transformatörleri değişik bara ölçüleri için 9 farklı boyda TS EN 61869-2’e uygun olarak üretilmektedir. İstenildiğinde Sanayi ve Ticaret Bakanlığından mühürlü olarak üretilebilmektedir.

Temel Özellikler

► 20 A den 5000 A e kadar değişik primer akımlarında üretim imkanı
► 0.2-0.2s-0.5-0.5s-1-3 klas üretim imkanı
► Değişik güçlerde üretim imkanı
► Değişik bara ölçülerine göre üretim imkanı
► 35 mm DIN rayına monte edilebilen mini tipler
► Açılabilir Akım Transformatörü
► Nikel kaplı çift yönlü montaj imkanı sağlayan pirinç sekonder terminaller
► Gövde üzerinde kalıptan çıkan silinemeyen çevirme oranı
► İsteğe bağlı mühürlü üretim imkanı
► Standart TS EN 61869-2 e uygun üretim