K.A.R.Çalışma Prensibi
Bir K.A.R.sinin çalışma prensibini tam olarak kavramamız için,şekil:1'de görüldüğü gibi bobin tellerinin,iç içe çift kat sarılması yoluyla,mağnetik alanın tam olarak da sıfırlandığını (Zıt yöndeki bu sarımlarda,vektörel alanın,indüksiyon akımı oluşturacak alanın,sargılar bu şekilde seri bağlı ve ayni bobin kesitinde olduğunda,geçen akımın da bu nedenle ayni olacağından,bileşke alanın tam sıfır olduğunu) eski bilgilerimizden biliyoruz.
Şekil:1'de,"0" noktasından bağlı iki adet ters yönlere sarılmış bobini "0" noktasından kesip ayırıyoruz.Bu ayırdığımız 2 eşit sarımda ve bobin teli kesitindeki 2 ayrı sargıyı,boş bir trafo nüvesinin sağ ve solundaki oyuklara tatbik edip sarıyoruz.Ortadaki bölümü de algılama sargısı yapıp,ölçme ve K.A.R.sinin rölesine gönderecek şekilde sarımla sarıyoruz.Böylece bir K.A.R.sinde gerçekte kullanılacak olan bir toroid sargının simülasyonla,boş bir trafo nüvesindeki bir başka benzerini oluşturduk.(Şekil:2)
Şebekeden alıp K.A.R.sinin bu trafo benzetimindeki A ve B kısımlarında yer alan eşit sarım ve kalınlıktaki sağ ve soldaki,birbirinin tam simetrisi olan 2 bobin,bizim şebekeden alıp da kullanmakta olduğumuz ev cihazları,eşyaları ile 2 ayrı ve seri bir elektrik devresi oluşturur.K.A.R.sinin 1 veya 2 nolu bobin tarafından eşit olarak geçemeyen akım şiddetlerinde,çift sarımla sarılıp indüksiyon etkisi giderilmiş bobinlerdeki denge,benzer olarak korunamaz,bir bobinden geçen küçük bir akım şiddeti farklılığı,yukarıdaki örneğimizde trafo nüvesi içinde,mağnetik kuvvet çizgilerinin dolaşmasına neden olur.Bu değişken mağnetik alan kuvvet çizgileri de,yine trafonun ortada yer alan 3. bir başka bobininde bir e.m.k. indükler.Yani ölçme kısmına gidecek ac.elektrik akımını oluşturmuş olur.Ölçme kısmında ayrıca değerlendirilen bu akım,kesme rölesini çalıştırıp K.A.R.sinin kontaklarını açıp,faz ve nötr hattını da ayırmış olur.
Yukarıdaki şekilde ise,gerçek bir K.A.R. içindeki bir toroid (Dairesel) bir nüvede,şekil:1'de "0" noktasından ayırıp 2 adet yaptığımız 1 ve 2 nolu bobinlerin,ayni sıradan bir trafo nüvesindeki uygulamasının benzeri gerçekleştirilmiştir,arada hiç bir fark bulunmamaktadır.
Yukarıdaki bu şekilde,faz hattındaki seri bağlı bobinden de,nötr hattındaki seri bağlı bobinden de ayni akım şiddeti (ifaz=inötr) geçecek şekilde I1=I2=1 amperlik bir akım geçiyor.Geçen akım şiddeti ayni olduğundan,zıt yönlerde ve zıt sarımlarda geçen iki bobinin,bu toroidde oluşturacağı bileşke alan da sıfır olur,yani hiç bir mağnetik akı çizgisi toroid içinde dolaşamaz.Böylece algılama sargısında da hiçbir e.m.k. oluşarak,ölçme kısmına gitmemiş ve röle de düşerek ayrıca açılmamış olur.
Yukarıdaki 2. şekilde ise,faz hattı tarafından I1= 1,30 amper, nötr hattı tarafından da I2=1 amper,simetrisi bozulan akım şiddetlerinin,ev chazlarına seri bağlı olarak ayrı ayrı geçtiğini varsayalım.Bu durumda,faz kısmındaki bu fazdan geçen akım şiddeti,nötr tarafında daha az geçen akım şiddetine karşılık gelen bobinin,bileşke olarak toroidde sıfır bir değişken akım oluşturma kuralını bozmuş olur.Fazdan geçen değişken mağnetik akı sıfırlanamaz ve toroidden rahatlıkla mağnetik alan kuvvet çizgileri dolaşmış olur.Bunlar da 3. bobinimiz olan mağnetik alan sargılarında bir e.m.k. indüklenmesine ve kablolarla bu akımın ölçme ve kesme rölesi tarafına gitmesine neden olur.Böylece K.A.R.'si de bu şekilde faz ve nötr hattını, röle kontaklarıyla ayrıca kesip açmış olur.
Akla en sık gelebilen soru,hiç kuşkusuz,K.A.R.sinin tüketici,yani ikincil kullanım hattı dışında,daha K.A.R.'sine hiç girmeden önceki,faz ve nötr hatlarındaki bazı özel devre durumu halleridir.Her üç şemayı da dikkatlice incelersek,1 ve 2 nolu bobin sargılarının tüketici elektrikli ev eşyaları,cihazlarıyla seri olarak,arada devreye giren ikili bobinlerden eşit akım geçmesi kuralına göre,toroid bobininde eşit mağnetik alanlar oluşturduğu,bu mağnetik alanların,ancak bu eşit geçen akımlarda dengesinin bozulabileceği,K.A.R.sinden önceki hiçbir özel durumun (Nötr-toprak kısa devresi,nötr-faz kısa devresi,vb.) bu eşitliğin bozulmasında,hiçbir bir rolünün olmadığı açıkça da görülebilecektir.Kolay gelsin.
Bir K.A.R.sinin çalışma prensibini tam olarak kavramamız için,şekil:1'de görüldüğü gibi bobin tellerinin,iç içe çift kat sarılması yoluyla,mağnetik alanın tam olarak da sıfırlandığını (Zıt yöndeki bu sarımlarda,vektörel alanın,indüksiyon akımı oluşturacak alanın,sargılar bu şekilde seri bağlı ve ayni bobin kesitinde olduğunda,geçen akımın da bu nedenle ayni olacağından,bileşke alanın tam sıfır olduğunu) eski bilgilerimizden biliyoruz.
Şekil:1'de,"0" noktasından bağlı iki adet ters yönlere sarılmış bobini "0" noktasından kesip ayırıyoruz.Bu ayırdığımız 2 eşit sarımda ve bobin teli kesitindeki 2 ayrı sargıyı,boş bir trafo nüvesinin sağ ve solundaki oyuklara tatbik edip sarıyoruz.Ortadaki bölümü de algılama sargısı yapıp,ölçme ve K.A.R.sinin rölesine gönderecek şekilde sarımla sarıyoruz.Böylece bir K.A.R.sinde gerçekte kullanılacak olan bir toroid sargının simülasyonla,boş bir trafo nüvesindeki bir başka benzerini oluşturduk.(Şekil:2)
Şebekeden alıp K.A.R.sinin bu trafo benzetimindeki A ve B kısımlarında yer alan eşit sarım ve kalınlıktaki sağ ve soldaki,birbirinin tam simetrisi olan 2 bobin,bizim şebekeden alıp da kullanmakta olduğumuz ev cihazları,eşyaları ile 2 ayrı ve seri bir elektrik devresi oluşturur.K.A.R.sinin 1 veya 2 nolu bobin tarafından eşit olarak geçemeyen akım şiddetlerinde,çift sarımla sarılıp indüksiyon etkisi giderilmiş bobinlerdeki denge,benzer olarak korunamaz,bir bobinden geçen küçük bir akım şiddeti farklılığı,yukarıdaki örneğimizde trafo nüvesi içinde,mağnetik kuvvet çizgilerinin dolaşmasına neden olur.Bu değişken mağnetik alan kuvvet çizgileri de,yine trafonun ortada yer alan 3. bir başka bobininde bir e.m.k. indükler.Yani ölçme kısmına gidecek ac.elektrik akımını oluşturmuş olur.Ölçme kısmında ayrıca değerlendirilen bu akım,kesme rölesini çalıştırıp K.A.R.sinin kontaklarını açıp,faz ve nötr hattını da ayırmış olur.
Yukarıdaki şekilde ise,gerçek bir K.A.R. içindeki bir toroid (Dairesel) bir nüvede,şekil:1'de "0" noktasından ayırıp 2 adet yaptığımız 1 ve 2 nolu bobinlerin,ayni sıradan bir trafo nüvesindeki uygulamasının benzeri gerçekleştirilmiştir,arada hiç bir fark bulunmamaktadır.
Yukarıdaki bu şekilde,faz hattındaki seri bağlı bobinden de,nötr hattındaki seri bağlı bobinden de ayni akım şiddeti (ifaz=inötr) geçecek şekilde I1=I2=1 amperlik bir akım geçiyor.Geçen akım şiddeti ayni olduğundan,zıt yönlerde ve zıt sarımlarda geçen iki bobinin,bu toroidde oluşturacağı bileşke alan da sıfır olur,yani hiç bir mağnetik akı çizgisi toroid içinde dolaşamaz.Böylece algılama sargısında da hiçbir e.m.k. oluşarak,ölçme kısmına gitmemiş ve röle de düşerek ayrıca açılmamış olur.
Yukarıdaki 2. şekilde ise,faz hattı tarafından I1= 1,30 amper, nötr hattı tarafından da I2=1 amper,simetrisi bozulan akım şiddetlerinin,ev chazlarına seri bağlı olarak ayrı ayrı geçtiğini varsayalım.Bu durumda,faz kısmındaki bu fazdan geçen akım şiddeti,nötr tarafında daha az geçen akım şiddetine karşılık gelen bobinin,bileşke olarak toroidde sıfır bir değişken akım oluşturma kuralını bozmuş olur.Fazdan geçen değişken mağnetik akı sıfırlanamaz ve toroidden rahatlıkla mağnetik alan kuvvet çizgileri dolaşmış olur.Bunlar da 3. bobinimiz olan mağnetik alan sargılarında bir e.m.k. indüklenmesine ve kablolarla bu akımın ölçme ve kesme rölesi tarafına gitmesine neden olur.Böylece K.A.R.'si de bu şekilde faz ve nötr hattını, röle kontaklarıyla ayrıca kesip açmış olur.
Akla en sık gelebilen soru,hiç kuşkusuz,K.A.R.sinin tüketici,yani ikincil kullanım hattı dışında,daha K.A.R.'sine hiç girmeden önceki,faz ve nötr hatlarındaki bazı özel devre durumu halleridir.Her üç şemayı da dikkatlice incelersek,1 ve 2 nolu bobin sargılarının tüketici elektrikli ev eşyaları,cihazlarıyla seri olarak,arada devreye giren ikili bobinlerden eşit akım geçmesi kuralına göre,toroid bobininde eşit mağnetik alanlar oluşturduğu,bu mağnetik alanların,ancak bu eşit geçen akımlarda dengesinin bozulabileceği,K.A.R.sinden önceki hiçbir özel durumun (Nötr-toprak kısa devresi,nötr-faz kısa devresi,vb.) bu eşitliğin bozulmasında,hiçbir bir rolünün olmadığı açıkça da görülebilecektir.Kolay gelsin.
