Toroid Trafo Nedir? Toroid Röle Nedir? Neden Gereklidir?

Bu yazımızda kaçak akım koruma uygulamalarında kullanılan toroid trafo ve toroid röle cihazları hakkında bilgi vereceğiz.

Toroid Trafo Nedir?

Toroid trafo, devrelerdeki kaçak akımları algılamak amacıyla giren akım ile çıkan akımı ölçen özel tipte bir akım trafosudur.

Toroid Röle Nedir?

Toroid röle, toroid akım trafosunun ölçtüğü değerleri yorumlayan hata algılama cihazıdır. Röle yapısındadır ve kaçağı algıladığında kontak çıkışı verir.

Daha önceden kaçak akım koruma röleleri yazımızda kaçak akımları ayrıntılı olarak incelemiştik.

Kaçak akım devrede kısa süreli olarak kalan artık akım demektir. Kaçak olması durumunda cihaz gövdesinde istenmeyen bir akım dolaşır. Bu akım kontrol edilemez ve algılanamaz ise ölümcül etkileri olur. Cihaza dokunan bir kişi akıma kapılır. Kaçak seviyesi çok yüksek olursa da teçhizat zarar görür ve yangın çıkabilir.

Kaçak akım cihazları devreye giren ve çıkan akımların eşitliği ilkesine dayanarak koruma gerçekleştirir. Giren akımla çıkan akım birbirine eşitse normal çalışmasına devam eder. Eşitlik bozulursa devreyi çok kısa bir süre içerisinde açtırırlar.

Toroid röle ve trafo da kaçak akım koruma cihazlarındandır. Prensip olarak kaçak akım koruma anahtarlarıyla aynı mantıkta çalışırlar. Kaçağı algılar ve koruma yaparlar. Temelde iki cihaz da aynı işi yapsa da yapısal olarak birbirlerinden farklıdırlar. Şöyle ki:

Kaçak akım koruma rölesi yekpare bir cihazdır. Görünüş olarak sigortaya benzer. Kaçağı algılama da açma da tek bir ünite içerisinde olur. Aynı sigorta gibi açma yaptığında mandalı düşer. Kaçak onarıldığında mandal tekrar eski konumuna alınır. Kaçak akım röleleri genellikle 125A civarına kadar üretilirler. Çoğunlukla 30mA ve 300mA’e kadar olan kaçakları algılarlar. (Özel uygulamalarda 1000mA’e kadar çıkarlar)

Toroid röleler ise daha komplekstir. Toroid röle veya toroidle yapılan koruma denildiğinde akıllara birden fazla devre elemanı gelir. Bunlar:

• Toroid akım trafosu
• Toroid röle
• Bir şalter/devre kesici
• Bu şalter/devre kesicinin açtırma bobini

Toroid kaçak akım rölesi bağlantı şeması ve açıklaması

Aslında kaçak akım rölesinin tek gövdede yaptığı görevi toroid röleler yukarıdaki 4 eleman birleşerek yaparlar. Görev dağılımı şöyledir:

Toroid akım trafosu sarılı olduğu bara üzerindeki giren akım ile çıkan akımları sürekli ölçer ve diğer uçları toroid röleye girilir. Toroid röle bu ölçümlerin iletildiği merkez gibidir. Eğer toroid trafonun ölçtüğü giriş ve çıkış akımları birbirine eşit değilse devrede kaçak var demektir ve bunu bilgiyi alan toroid röle kontak çıkışı verir. Bu kontak çıkışı ucu ile bir devre kesici içerisinde yerleştirilmiş açtırma bobinini irtibatlandırılır. Enerjilenen açtırma bobini de şaltere aç konumu gönderir ve devre kesici açar. Aslında sanılanın aksine devreyi açan toroid değildir. Devre kesicidir.

Burada akıllara şu soru gelebilir. “Peki zaten kaçak akım rölesi diye bir cihaz varken neden toroid röleye ihtiyaç duyulsun?” “Bu kadar eleman neden kullanılıyor?”

Çünkü kaçak akım röleleri yukarıda da belirtiğimiz gibi 125A’e kadar üretilirler ve kaçak akım sınırları max 1000mA’e kadardır. Toroid röleler ise daha yüksek akımlar taşıyan devrelerde kullanılabilirler. 400A…6300A’lik bir baranın kaçağını toroid ile ölçebilirken kaçak akım rölesi ile ölçemeyiz.

Peki hemen ardından şu sorunun da sorulması normaldir. “O zaman yüksek akımları ölçebilen kaçak akım üretilemez mi?”

Akım seviyesi yükseldikçe kaçak akımın hassasiyetle ölçüm yapması zorlaşır. 400A…6300A seviyelerinde 30mA’lik veya 300mA’lik bir kaçağı yekpare bir cihazla algılamak çok zordur. Bunun için hassas ölçüm yapan akım trafosu kökenli toroid trafolara ihtiyaç vardır. Ayrıca bu üretim çok da maliyetli olacaktır.

Bu cevap bir soruyu daha doğurabilir. “Peki devre kesiciye kaçak akım koruma fonksiyonu eklenemez mi? Böylelikle tek cihazda hem açırı akım, hem kısa devre akımı hem de kaçak akım algılanmış olur”

Aslında kaçak akım korumasına sahip devre kesiciler mevcuttur. Ancak bu devre kesicilerin kaçak akım koruma seviyelerine baktığınız zaman nominal akımının 0,1 katından sonra kaçak akım koruma yaptığını görürsünüz. Yani 6300A’lik bir devre kesici 630A’den sonraki kaçakları algılayacaktır ki bu da inanılmaz yüksek bir kaçak değeridir. Bu durumda daha düşük seviyede kaçakları algılayabilecek bir toroid akım trafosuna ve toroid röleye ihtiyaç duyulur.

Tüm bu devredeki teknik kullanımlarının dışında toroid röleler panolara sonradan kolaylıkla adapte edilebilirler. Akım trafolarının açılabilir yapısı bu imkanı sağlamaktadır.

Kaynak