Transformátor proudu s nulovou složkou (Core Balance Current Transformer, CBCT), také známý jako transformátor proudu pro vyvážení jádra nebo transformátor zbytkového proudu, je speciální snímací zařízení široce používané v systémech distribuce energie pro zemní poruchu a ochranu proti úniku. Na rozdíl od běžných proudových transformátorů, které měří jednofázový zatěžovací proud, se toto zařízení zaměřuje na detekci vektorového součtu všech proudů procházejících jeho prstencovým magnetickým jádrem.
Jeho pracovní princip je založen na rovnováze třífázového střídavého proudu. Za normálních pracovních podmínek s vyváženým třífázovým zatížením je součet proudů fáze A, fáze B a fáze C roven nule. Magnetické toky generované každým fázovým proudem se uvnitř uzavřeného prstencového jádra navzájem zcela kompenzují, takže ze sekundárního vinutí nebude vycházet žádný proudový signál. Pokud dojde k poškození izolace, stárnutí kabelu nebo úrazu elektrickým proudem, část proudu poteče do země, místo aby se vracela neutrálními vodiči. Objevuje se nevyvážený zbytkový proud a vytváří čistý magnetický tok v jádře. Sekundární cívka pak vytvoří proporcionální slaboproudý signál a pošle jej do přizpůsobených ochranných relé nebo jističů.
Hlavní struktura a proudový transformátor nulové složky obsahuje tři základní části. První je uzavřené prstencové magnetické jádro. Jádra z nanokrystalických slitin se používají pro scénáře s vysokou citlivostí k detekci malých svodových proudů pro osobní bezpečnost, zatímco jádra z křemíkové oceli jsou vybírána pro detekci velkých zemních poruch ve vysokonapěťových systémech. Druhou částí je rovnoměrně vinutá sekundární měděná cívka. Uživatelé nesmí nikdy nechat sekundární obvod otevřený, protože by to mohlo způsobit nebezpečné vysoké napětí a poškodit související zařízení. Třetí částí je izolovaný plastový plášť s různými vodotěsnými a prachotěsnými třídami pro vnitřní nebo venkovní instalaci.
Toto zařízení má několik praktických klasifikací podle struktury a použití. Typy s integrovaným kroužkem nabízejí vysokou přesnost měření pro nové napájecí skříně, zatímco typy s odděleným otevřeným otvorem umožňují pohodlnou instalaci na hotové kabely bez řezání vodičů. Nízkonapěťové modely slouží obytným budovám, nabíjecím hromadám a fotovoltaickým zařízením a verze pro střední napětí pracují s 10kV reléovou ochranou sítě.
Proudové transformátory nulové složky hrají nezastupitelnou roli v elektrické bezpečnosti. V obytných rozvodných skříních spolupracují se zařízeními na zbytkový proud, aby během milisekund přerušili napájení, jakmile dojde k svodovému proudu 30 mA, aby se zabránilo smrtelnému úrazu elektrickým proudem. V průmyslových dílnách sledují poruchy vinutí motoru, aby nedošlo ke spálení zařízení. U nových energetických zařízení, jako jsou nabíjecí piloty a fotovoltaické slučovací boxy, neustále sledují podmínky izolace kabelů, aby se snížilo riziko požáru.
Správná instalace přímo ovlivňuje výkon detekce. Všechny živé vodiče včetně tří fází a nulového vodiče musí procházet středem jádra společně, zatímco ochranný zemnící vodič musí obejít kruh, aby se zabránilo posunu signálu. Pro sekundární připojení jsou navrženy stíněné kroucené vodiče, které odolávají elektromagnetickému rušení ze střídačů a stykačů.
Stručně řečeno, transformátory proudu s nulovou složkou fungují jako přední snímač zemní ochrany. Zachycují drobné abnormální únikové signály, které nelze nalézt běžným zařízením pro měření proudu, účinně chrání energetická zařízení, majetek a osobní bezpečnost v civilních, průmyslových a nových energetických energetických systémech.
