Akım Trafosu Çalışma Prensibi: Teknik İnceleme!

Akım trafosu elektrik sistemleri ölçümlerinde en çok kullanılan ekipmanlardan birisidir. Peki, akım trafosu nasıl çalışır biliyor musunuz? Bu cihazın çalışma prensibini ve teknik parametrelerini bilmek bu işin amatörleri ve profesyonelleri için oldukça önemlidir.
Akım Trafosu Nasıl Çalışır?
Akım trafosu, bir sistemdeki alternatif akımı daha yüksek bir akım değerinden daha düşük bir akım değerine dönüştürmek prensibi ile çalışır. Dönüşüm veya değişim miktarı, hem primer hem de sekonder iletkenlerin dönüş sayısına bağlıdır.
Akım dönüştürme özelliğinin yanı sıra bir akım trafosu ayrıca ölçüm cihazlarını izlenen devrede olabilecek çok yüksek gerilimden de izole eder. Yani bir devrede hem dönüştürücü hem de yalıtıcı bir eleman görevi görür.

Akım trafosu üç ana bileşenden oluşur: Primer sargı, çekirdek ve sekonder sargı.
Primer ve sekonder sargılardaki dönüş sayısı arasındaki ilişki akımın ne kadar düşürüleceğini belirler. Düşürülen bu akım daha sonra bir ölçü cihazının uçlarına yönlendirilir ve ölçü cihazı bu düşük akımı referans olarak akım trafosunun bağlı olduğu devredeki gerçek akımı ölçer.

Aşağıdaki formül, sargılar arasındaki oranın akımı nasıl düşürebileceğini gösterir:
Ip/Is = Ns/Np
Ip: Primere uygulanan akım / Is: Sekondere uygulanan akım / Np: Primer sarım sayısı / Ns: Sekonder sarım sayısı
Bu formülü daha teknik olarak şöyle açıklayabiliriz:
Akım trafosunun çalışma prensibi elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanır, yüksek devre akımı genellikle primer sargısından geçer ve sekonder tarafta düşürülür. Bunun yapılabilmesi için primer tarafta az sayıda sargı, sekonder tarafta ise çok sayıda sargı olması gereklidir. Yani akımın düşürülme oranı ile sargıların sarım sayısı arasında bir ilişki vardır.
Dönüştürme oranı
Bir akım trafosunu dönüştürme oranı, tam yükte primer akım girişinin sekonder akım çıkışına oranıdır. Örneğin, 1000: 5 oranına sahip bir akım trafosu, tam yükte 1000 primer amper için derecelendirilmiştir ve primerden 1000 amper geçtiğinde 5 amper sekonder akım üretecektir. Primer akım değişirse, sekonder akım çıkışı buna göre değişecektir. Örneğin, 1000 amper nominal primerden 250 amper akarsa, sekonder akım 1,25 amper olur.
Sekondere bağlı bir ölçü aleti 1,25 amper değerini okuduğunda primerde 250 amper olduğunu anlar.
Hatırlatma:
Akım trafosunun sekonder tarafı açık tutulmamalıdır. Ya kısa devre yaptırılmalı ya da wattmetrenin akım bobinleri, ampermetre bobini vb. gibi düşük dirençli bir bobin ile seri bağlanmalıdır. Eğer açık tutulursa primer tarafa uygulanacak enerji sekonder tarafta çok tehlikeli boyutlara ulaşır. Bu da ölçüm cihazlarını yok eder ve elektrik çarpılmalarına yol açabilir.
Doğruluk sınıfı
Hiçbir transformatör ideal değildir. Girdap akımları ve ısı gibi küçük enerji kayıpları vardır. Sekonder akım büyüklüğünün, akım trafosu oranı nedeniyle beklenen hesaplanan değerden ne kadar farklı olduğunun ölçüsüne akım trafosunun doğruluk sınıfı denir. Sınıfı tanımlamak için kullanılan sayı ne kadar büyükse, sekonder akımda hesaplanan değerden izin verilen sapma da o kadar büyük olur.
Polarite
Bir akım trafosunun polaritesi, bobinlerin akım trafosunun çekirdeği etrafına sarıldığı yön (saat yönünde veya saat yönünün tersine) ve varsa kabloların transformatör kasasından çıkarılması yoluyla belirlenir.
Tüm akım trafoları eksiltici polariteye sahiptir ve doğru kurulumu yönlendirmek için aşağıdaki tanımlamalara sahip olacaktır:
(H1) Primer akım, hatta bakan yön; (H2) primer akım, yüke bakan yön; ve (X1) sekonder akım.
Akım trafolarını güç ölçüm ve koruyucu rölelere kurarken ve bağlarken doğru polariteye dikkat etmek önemlidir.
