1 ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Normalde voltmetrelerle en fazla 1000V a kadar gerilimler ölçülebilir. Daha yüksek gerilimlerde; Voltmetrenin çekeceği güç artar. Yüksek gerilimden kaynaklanan kaçak akımların önlenmesi güçleşir. Ölçü sistemi ile güç sistemi arasında herhangi bir izolasyon olmadığı için ölçme yapan kişinin emniyeti tehlikelidir. Halbuki enerji iletim hatlarında, salt tesislerinde ve sanayide binlerce voltluk gerilimler ve yüzlerce amperlik akımların ölçülmesi gerekmektedir. Bu akım ve gerilimler alçaltıldıktan sonra ölçü aletleri ile ölçülürler. Bu amaçla kullanılan transformatörlere ölçü transformatörleri adı verilir. Ölçü transformatörleri ile yapılan ölçmede izolasyon ve emniyet sağlanmış olur. 2
Gerilim Transformatörleri Gerilim transformatörlerinin primerinde sigorta bulunur. Sekonder gerilimi 220 volttur. Gerilim transformatörlerinin dönüştürme oram, izolasyon durumu ve faz açısı önemlidir. Hatalı ölçmelere neden teşkil eder. Gerilim transformatörü bir güç transformatörüdür. 200VA veya daha küçük sekonder yükleri için tasarlanır. Emniyet amacı ile sekonderin bir ucu topraklanır. Kapalı ve açık alanlarda kullanılacak şekilde üretilirler. 3
4
Primer gerilimleri ihtiyaca göre olup aşağıda tablo halinde verilmiştir. Primer gerilimi(v) Sekonder gerilimi(v) 2400 220 4200 220 4800 220 7200 220 8400 220 12000 220 14400 220 Gerilim transformatörleri giriş çıkış voltajları 5
Gerilim transformatörleri devreye paralel olarak bağlanırlar. Gerilim transformatörünün AC hattına bağlanması 6
100kV ve daha büyük gerilimlerin ölçülmesinde aşağıdaki gösterilmiş kapasitif gerilim transformatörleri kullanılır. Görüldüğü gibi birbirine seri olarak bağlanmış çok sayıda kondansatör, bir bobin ve bir yardımcı transformatörden ibarettir. Seri bağlı kapasiteler ölçülecek gerilimi 10kV seviyesine kadar düşürürler. Yardımcı transformatör ise bu gerilimi 220V seviyesine düşürerek normal voltmetre ile ölçüm yapılmış olur. Kapasitif gerilim transformatörü 7
Akım Transformatörleri Yüksek değerli AC akımlarının ölçülmesi işleminde akım transformatörlerinden faydalanılır. Akım transformatörü hat üzerinden geçen yüksek değerli akımı, ölçü aletinin ölçebileceği değere düşüren ve devreye seri olarak bağlanan bir cihazdır. Akım transformatörünün primeri kalın iletkenlerle az sipirli olarak, sekonderi ince iletkenlerle çok sipirli olarak sarılır. Akım transformatörleri saç nüve üzerine sarılırlar. Nüve ile bobin ve enerji hattı birbirinden iyi izole edilmesi gerekir. Akım transformatörleri tam yükte sekonder akımı 5A olarak üretilirler. 8
Aşağıdaki tabloda akım transformatörlerinin giriş-çıkış amperajları verilmiştir. Primer akımı (A) Sekonder Primer akımı (A) akımı (A) 75 5 800 5 100 5 1200 5 150 5 1500 5 200 5 2000 5 300 5 3000 5 400 5 4000 5 600 5 5000 5 Sekonder akımı (A) Akım transformatörlerinin giriş- çıkış amperaj değerleri 9
10
Akım transformatörlerinde ölçme yapılmayacağı zaman sekonder uçlarının kısa devre edilmesi gerekir. Aksi halde oluşacak yüksek gerilimden dolayı tehlikeli sonuçlar olabilir. Ölçü aleti devreye bağlanırken veya devreden çıkartılırken sekonder sargısı mutlaka kısa devre edilmelidir. Akım transformatörlerinin temel devresi 11
12 BÜYÜK DEĞERLİ DİRENÇLERİN ÖLÇÜMÜ
Elektrik ve elektronik devrelerinde yüzlerce veya binlerce MΩ değerindeki dirençlerin ölçümü gerekmektedir. Yüksek değerli direnç ölçümü gereken yerlerden bazıları şunlardır: Elektrik malzemeleri ve kablolarının izolasyon dirençleri, FET, MOSFET ve elektron tüpü gibi elemanların dirençleri, Kondansatörlerin kaçak dirençleri vb. 13
Bir elektrik kablosunun izolasyon direnci ne kadar büyük ise akacak olan kaçak akım da o kadar küçük olur. Direncin değeri çevre şartlarına da bağlıdır. Örneğin rutubetin % 10'dan % 60'a çıkması porselenin direncini 30 kat düşürür. Ayrıca sıcaklık da yalıtkanın direncinin düşmesine sebep olan etkenlerdendir. Sıcaklığın 20 C'den 40 C'ye çıkması elemanın direncini 13 kat düşürebilmektedir. Direncin değişmesine etken olan şeyler ayrıca, akımın şekli, gerilimin yüksekliği, akımın geçme süresi gibi etkenlerdir. İşte bu nedenlerle kaçak akım artabilir. Kaçak akımın değeri, VDE normuna göre 1mA' i geçmemelidir. Pratikte kaçak akım ölçülemez. Fakat kabloların birbirine veya toprağa karşı dirençleri ohm cinsinden ölçülür. Bu değer ohm kanununa göre R = U I dır. 14
Örneğin 220 voltluk bir tesisatta yalıtkanlık direnci şu şekilde hesaplanır. R = U I = 220 0,001 = 220000Ω 380 voltluk bir tesisatta yalıtkanlık direnci; R = U I = 380 0,001 = 380000Ω Yalıtkanlık direnci = Çalışma Gerilimi x 1000 15
16
Megerler Yalıtkanlık dirençlerinin ölçülmesinde ne kadar yüksek gerilim kullanılırsa, geçen akım da o oranda büyük olacağından ölçme sonucu daha sağlıklı olur. Pilli avometrelerle yapılan ölmede gerilim küçük olduğundan akacak akım da küçük olur. Bu nedenle ölçme manyetolu megerlerle yapılır. Manyeto 500 ile 1000V civarında gerilim üreten doğru akım üreteçleridir. Günümüzde modern olarak yapılmış megerlerde içerisindeki gerilimi yükselten elektronik konvertörlü devreler kullanılmaktadır. Yalıtkanlık direncini doğrudan doğruya ölçen ölçü aletlerine MEGER veya Megaohmmetre denir. Bunlar özel olarak üretilmiş portatif ohmmetrelerdir. Megerlerde üretilen gerilimle, ölçü aleti kısmı ve ölçülecek direnç beslenir. Megerlerle Yalıtkanlık Direncinin Ölçülmesi Megerlerle akımı kesilmiş bir tesisatın, gerek kendi hatları 17 arası (R-Mp), gerekse hat ile toprak arası (R-T, Mp-T) dirençleri ölçülebilir.
Tesisatın Toprağa Karşı Yalıtkanlık Direncinin Ölçülmesi Şekilde görülen tesisatın bütün alıcıları devreye bağlı iken megerin bir ucu toprağa, diğer ucu da akımsız tesisatın iletkenlerinden birine bağlanıp manyeto kolu çevrilir. Böylece meğer tesisatın toprağa karşı olan yalıtkanlık direncini gösterir. Aynı işlem diğer iletken için de tekrarlanır. Meğer ile tesisatın toprağa karşı yalıtkanlık direncinin ölçülmesi 18
İletkenler Arası Yalıtkanlık Kontrolü Şekilde görüldüğü gibi bütün linye sigortaları açık devre yapılır ve tesisattaki bütün alıcılar çıkarılır. Bütün tesisat anahtarları kapatılır. Megeri bir ucu iletkene, öteki ucu diğer iletkene bağlanır. Megerin manyeto kol çevrilerek gösterdiği değer okunur. Okunan değer İşletme gerilimi. 1000Ω dan büyükse tesisatın yalıtkanlığı iyidir. Bu değer işletme gerilimi 220V luk şebeke içinn 220000Ω ve 380V luk şebeke için 380000Ω dur. Meger ile iletkenler arası yalıtkanlık direnci ölçülmesi 19
Megerlerle tesisatın yalıtkanlık dirençleri ölçülse de genellikle toprak direncinin ölçülmesinde kullanılırlar. İsmine de toprak direnci ölçü aleti denir. Ölçmede, elektrotlardaki polarizasyona engel olmak için, bu aletlere, toprağı frekansı, şehir gerilimi frekansından farklı olan alternatif akım gönderilir. Bu bakımdan jeneratörün doğru akımı alet içine konan enversörle alternatif akıma çevrilir. Frekansın değişik olmasının sebebi ise toprakta kaçak olarak dolaşan şebeke frekanslı akımların, alete etki ederek hatalı ölçmelere engel olmak içindir. Aletin iç şeması aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi akım bobinine ait uçlar, C1 ve C2 ile, gerilim bobinine ait uçlar da P1 ve P2 ile gösterilmiştir. 20
21
KAYNAKLAR 1. NACAR, A. Mahmut; Elektrik-Elektronik Ölçmeleri ve İş Güvenliği 2. ANASIZ, Kadir; Elektrik Ölçü Aletleri ve Elektriksel Ölçmeler; MEB Yayınları 3. MEGEP; Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 4. MEGEP; Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 5. www.transcat.com New International Safety Standards for Digital Multimeters 6. www.wikipedia.org 7. http://320volt.com/ 22