Akım Trafosu Nedir, Ne İşe Yarar? Çeşitleri, Seçimi ve Örnek Hesap
Kısa cevap: Akım trafosu, hattan geçen yüksek akımı orantılı olarak 5 A veya 1 A gibi standart küçük bir akıma çeviren ölçü transformatörüdür. Ampermetre, sayaç, enerji analizörü, kompanzasyon rölesi ve koruma rölelerinin yüksek akımı güvenle ölçmesini sağlar ve ölçü devresini ana hattan yalıtır.
Akım trafosu seçimi dört bilgiye dayanır: dönüştürme oranı, doğruluk sınıfı, anma yükü (VA) ve mekanik ölçü. Bu dördünden biri yanlış seçildiğinde ölçü aleti çalışır, ama yanlış değer gösterir; hata çoğu zaman fatura, kompanzasyon ya da koruma ayarında fark edilir. Aşağıda akım trafosunun ne işe yaradığı, çeşitleri, örnek bir oran ve yük hesabı ile sahada dikkat edilmesi gerekenler yer alıyor.
Akım Trafosu Nedir?
Akım trafosu (CT, current transformer), primer sargısından geçen akımı belirli bir oranda küçülterek sekonder sargısından veren transformatördür. 150/5 A oranlı bir trafoda primerden 150 A geçtiğinde sekonderden 5 A, 75 A geçtiğinde 2,5 A alınır.
Alçak gerilim panolarında kullanılan kablo geçişli tiplerde primer, trafonun penceresinden geçen kablo veya baranın kendisidir; yani primer tek sarımdır. Sekonder sargının sarım sayısı oranı belirler: 150/5 A trafoda tek geçişli primere karşılık yaklaşık 30 sarım sekonder bulunur. Akım trafolarının genel ve ek istekleri IEC 61869 serisinde, akım trafolarına özel kurallar IEC 61869-2 bölümünde tanımlanır.
Akım Trafosu Ne İşe Yarar?
Akım trafosu, yüzlerce veya binlerce amperlik akımı ölçü ve koruma cihazlarının doğrudan taşıyamayacağı durumda, bu akımı onların okuyabileceği güvenli bir seviyeye indirir. Aynı zamanda ölçü devresini ana hattın geriliminden galvanik olarak ayırır.
Sahada akım trafosu ile beslenen başlıca cihazlar şunlardır:
- Pano tipi ampermetre ve dijital panel metre: Fazların anlık akımını gösterir.
- Elektrik sayacı: Yüksek güçlü aboneliklerde enerji tüketimini trafo üzerinden ölçer.
- Kompanzasyon rölesi: Akım ve gerilim arasındaki açıyı okuyarak kondansatör kademelerini devreye alır.
- Enerji analizörü: Güç, enerji, güç faktörü ve harmonik değerlerini kaydeder.
- Koruma röleleri: Aşırı akım, toprak kaçağı ve diferansiyel korumada açma sinyali üretir.
Pano ölçü aletlerinin akım trafosuna nasıl bağlandığı pano tipi ampermetre ve voltmetre bağlantısı yazısında adım adım anlatılıyor.
Akım Trafosu Çeşitleri
Akım trafoları primerin nasıl geçtiğine, montaj biçimine ve ölçtüğü akım türüne göre ayrılır. Alçak gerilim panolarında en yaygın tip kablo geçişli (pencereli) akım trafosudur.
Kablo geçişli (toroid, pencereli): Kablo veya bara pencereden geçirilir; montajı kolaydır, pencere çapı ve bara ölçüsü seçimde belirleyicidir. Bara tipi: Primer iletkeni trafonun içinde hazır gelir ve baraya cıvatayla bağlanır. Sargılı primerli: Çok düşük primer akımlarında primer de birkaç sarım olarak yapılır. Ayrılabilir (split-core): Çekirdek açılıp kablonun etrafına kapatılır; hattı kesmeden sonradan ölçüm eklemek için kullanılır. Hall etkili akım dönüştürücüler: Besleme ister, AC'nin yanında DC akımı da ölçer; sürücü ve UPS gibi uygulamalarda görülür. Rogowski bobini: Demir çekirdeksiz esnek halkadır; büyük baralarda geçici ölçüm için pens ampermetrelerle birlikte kullanılır.
Şalt sahalarında, yani orta ve yüksek gerilim tesislerinde akım trafoları kesicilerin yanına ya da hücre içine monte edilir ve çoğu zaman birden fazla sekonder çekirdekle gelir: biri ölçme, diğerleri koruma içindir. Bu tiplerde yalıtım seviyesi tesis gerilimine göre seçilir ve montaj, tesisin projesine bağlıdır.
Akım Trafosu Seçimi: Oran, Sınıf, VA ve Ölçü
Doğru akım trafosu; ölçülecek en yüksek akıma uygun oran, kullanım amacına uygun doğruluk sınıfı, bağlı cihazları ve kabloyu karşılayan VA değeri ve kabloya ya da baraya uyan pencere ölçüsüyle seçilir.
Dönüştürme oranı: Primer akım, normal çalışmadaki en yüksek yük akımının biraz üzerinde seçilir. Gereğinden büyük oran düşük yüklerde hassasiyeti düşürür. Sınıf 0,5 bir trafoda izin verilen oran hatası anma akımında %0,5 iken anma akımının %20'sinde %0,75'e, %5'inde %1,5'e çıkar. Yük çoğu zaman düşük akımda çalışıyorsa 0,5S gibi "S" sınıfları tercih edilir; bu sınıflarda doğruluk anma akımının %1'inden itibaren tanımlanır.
Doğruluk sınıfı: Ölçme trafolarında 0,2, 0,5 ve 1 sınıfları, faturalı ölçümde ise ilgili dağıtım şirketinin şartnamesinde istenen sınıf kullanılır. Koruma trafolarında 5P10 veya 10P20 gibi sınıflar görülür: 5P10, anma akımının 10 katına kadar bileşik hatanın %5'i aşmadığını gösterir.
Anma yükü (VA): Bağlı ölçü aletlerinin tükettiği güç ile sekonder kablolarındaki kayıp toplamı trafonun VA değerini aşmamalıdır. Standart doğruluğu belirli bir yük aralığında tanımladığı için (ölçme sınıflarının çoğunda anma yükünün %25-%100'ü) çok büyük VA değeri seçmek de doğru değildir.
Mekanik ölçü: Pencere iç çapı kablo dış çapından, bara penceresi bara genişliği ve kalınlığından büyük olmalıdır. Ölçü aletini aşırı akımdan koruyan güvenlik faktörü (FS5, FS10) de etikette yer alır.
Akım Trafosu Hesabı: Örnek Oran ve VA Seçimi
Akım trafosu hesabı iki adımdan oluşur: yük akımından oran seçilir, sonra sekonder devresindeki toplam yük hesaplanarak VA değeri bulunur. Aşağıdaki değerler yalnız örnektir; gerçek tesiste yük ve cihaz tüketimi proje ile cihaz kataloğundan alınır.
| Adım | Örnek değer | Hesap / karar |
|---|---|---|
| 1. Yük akımı | 75 kW, 400 V, 3 faz, cos φ = 0,9 | I = 75.000 / (1,732 × 400 × 0,9) ≈ 120 A |
| 2. Pay bırakma | 120 A × 1,25 | ≈ 150 A |
| 3. Oran seçimi | Standart primer değerleri | 150/5 A |
| 4. Kablo kaybı | 2,5 mm² bakır, 10 m mesafe (gidiş-dönüş 20 m) | R = 0,0178 × 20 / 2,5 ≈ 0,14 Ω; P = 5² × 0,14 ≈ 3,6 VA |
| 5. Cihaz tüketimi | Bir dijital ampermetre, örnek 1 VA | Toplam ≈ 4,6 VA |
| 6. VA seçimi | 5 VA sınırda kalır | 10 VA seçilir; 4,6 VA anma yükünün yaklaşık %46'sı |
Aynı örnekte 1 A sekonderli trafo seçilseydi kablo kaybı 1² × 0,14 ≈ 0,14 VA olurdu; yani 25 kat daha az. Ölçü aleti trafodan uzaktaysa, örneğin ayrı bir ölçü panosunda bulunuyorsa, 1 A sekonder ya da daha kalın sekonder kablosu VA sorununu çözer. 1 A sekonder seçildiğinde bağlı cihazın da 1 A girişli olması gerekir.
Sekonder Uçları Neden Açık Bırakılmaz?
Primerden akım geçerken sekonder devresi açılırsa trafo uçlarında kilovolt mertebesine çıkabilen gerilimler oluşur; bu gerilim çarpılmaya, ark oluşmasına ve trafo yalıtımının bozulmasına yol açar. Akım trafosu sekonderi ya bir cihaza bağlı ya da kısa devre edilmiş olmalıdır.
Bu yüzden sekonder uçları köprülenebilen test klemenslerinden geçirilir ve ampermetre ya da analizör sökülmeden önce köprü kapatılır. Montajda P1 yüzünün kaynağa, P2 yüzünün yüke bakması gerekir; yön ampermetre okumasını değiştirmez, ama enerji analizörü, sayaç ve kompanzasyon rölesinde yanlış güç ve cos φ değeri verir. Trafonun çalışma ilkesi, standart sekonder değerleri ve açık sekonder tehlikesi current transformer maddesinde de özetlenir.
Mağazadaki Akım Trafoları ve Trafo Beslemeli Ölçü Aletleri
Alçak gerilim akım trafoları, Hall etkili dönüştürücüler ve trafo üzerinden çalışan pano ölçü aletleri mağaza kataloğunda bulunuyor. Özellikler ürün adlarından alınmıştır.
| Ürün | Ürün adından okunan özellik |
|---|---|
| Entes Akım Trafosu 150/5A CL-0.5 10VA | 150/5 A, sınıf 0,5, 10 VA; örnek hesaptaki seçimle aynı |
| ENTES ENT.30 150/5A Akım Trafosu | 150/5 A oran |
| ENTES ENT.30 100/5A Akım Trafosu | 100/5 A oran |
| TELCON HT500M Kapalı Devre Hall Etkili Akım Trafosu | Kapalı çevrim Hall etkili dönüştürücü |
| FANUC A44L-0001-165 Akım Trafosu | FANUC ekipmanı için akım trafosu |
| 48X48MM 100/5A Ampermetre | 48×48 mm pano ampermetresi; 100/5 A trafo ile eşleşir |
| ENTES ENT-EPM-4D-72 Demandlı Ampermetre | 72×72 mm, demand kaydı, trafo beslemeli |
| Fluke 376FC True RMS Pensampermetre iFlex | AC/DC, True RMS, esnek iFlex probu; trafo okumasını sahada doğrulama |
15.000 TL üzeri siparişlerde kargo ücretsizdir, altındaki siparişlerde sabit 150 TL kargo ücreti uygulanır; ürünler 0-3 iş günü içinde kargoya teslim edilir.
Sık Sorulan Sorular
Akım trafosu ne işe yarar?
Yüksek akımı 5 A veya 1 A gibi standart küçük bir akıma çevirerek ampermetre, sayaç, kompanzasyon rölesi, enerji analizörü ve koruma rölelerinin ölçüm yapmasını sağlar. Ölçü devresini ana hattan da yalıtır.
Akım trafosu oranı nasıl hesaplanır?
En yüksek yük akımı hesaplanır, üzerine pay bırakılır ve bir üst standart primer değeri seçilir. Örnek olarak 120 A yük için 150/5 A oran uygundur.
5 A mı 1 A sekonder mi seçilmeli?
Ölçü aleti trafoya yakınsa ve cihaz 5 A girişliyse 5 A yaygın tercihtir. Mesafe uzunsa 1 A sekonder kablo kaybını 25 kat azaltır; bağlı cihazın da 1 A girişli olması gerekir.
Akım trafosunun yönü önemli mi?
Ampermetrede okuma değişmez, fakat sayaç, enerji analizörü ve kompanzasyon rölesinde yön önemlidir. P1 kaynağa, P2 yüke bakmalı; sekonderde S1 ve S2 uçları cihaz şemasına göre bağlanmalıdır.
Akım trafosu kısa devre edilirse ne olur?
Bir zararı olmaz; akım trafosu kısa devreli sekonderle çalışmaya göre tasarlanmıştır. Tehlikeli olan, primerden akım geçerken sekonderin açık bırakılmasıdır.
Akım transformatörü ile akım trafosu aynı şey mi?
Evet. Akım transformatörü, akım trafosu ve CT aynı cihazı anlatır. Gerilim ölçümü için kullanılan cihaz ise gerilim trafosudur.
İlgili Ürünler
Akım trafoları trafolar, trafo beslemeli ampermetre ve analizörler ölçü aletleri kategorisinde yer alıyor. Güç, kumanda ve izolasyon trafolarıyla farkı trafo çeşitleri yazısında, sahada akım ölçümü için cihaz seçimi pens ampermetre ve multimetre seçimi yazısında anlatılıyor.