Il trasformatore di corrente a sequenza zero(trasformatore di corrente a nucleo bilanciato) è un sensore essenziale applicato nei sistemi di distribuzione dell'alimentazione per la protezione dalle perdite di terra e dai guasti a terra. Utilizza il principio di sovrapposizione vettoriale delle correnti alternate e dell'induzione elettromagnetica per rilevare la corrente di dispersione residua, agendo come elemento centrale dei dispositivi di protezione dalle perdite.
Nel funzionamento normale, le correnti di carico trifase soddisfano la legge attuale di Kirchhoff. Quando i fili trifase (e il filo neutro nei sistemi a quattro fili) passano attraverso il nucleo circolare di ferro dello ZSCT, la somma vettoriale di tutte le correnti in entrata e in uscita è uguale a zero. I flussi magnetici prodotti da ciascun conduttore si contrastano completamente all'interno del nucleo magnetico. Senza flusso magnetico alternato netto, nell'avvolgimento secondario non viene indotta alcuna forza elettromotrice. Il trasformatore non genera alcun segnale in uscita, il che significa che il sistema di protezione rimane inattivo.
Una volta che il deterioramento dell'isolamento, un danno all'apparecchiatura o un contatto accidentale provocano un guasto di dispersione a terra, una parte della corrente scorre direttamente a terra invece di ritornare attraverso il circuito. La somma vettoriale delle correnti che attraversano il nucleo del trasformatore non è più zero. Questa corrente differenziale sbilanciata è definita corrente omopolare. Crea un flusso magnetico netto alternato continuo all'interno del nucleo chiuso. Secondo la legge di induzione elettromagnetica di Faraday, il flusso magnetico fluttuante induce una debole corrente alternata sull'avvolgimento secondario.
Il segnale elettrico secondario viene inviato ad un relè di protezione. Se il segnale misurato supera la soglia predefinita, il relè invia immediatamente un comando per far scattare l'interruttore o attivare un allarme. L'interruzione rapida evita efficacemente incendi elettrici, bruciature delle apparecchiature e incidenti mortali con scosse elettriche.
Diverse regole di installazione determinano prestazioni affidabili. Tutti i conduttori sotto tensione devono passare attraverso l'apertura centrale, mentre il cavo di terra protettivo (PE) non può passare attraverso il nucleo. La corrente di ritorno a terra sui fili PE interferirebbe con la misurazione e causerebbe malfunzionamenti.
È importante distinguere gli ZSCT dai trasformatori di corrente convenzionali. I CT ordinari misurano la corrente in un singolo conduttore, mentre ZSCT risponde solo allo squilibrio di corrente. Una limitazione è che la perdita capacitiva intrinseca del sistema può creare segnali di sequenza zero minori. I tecnici devono impostare soglie di intervento adeguate per evitare falsi interventi.
Per concludere, il il trasformatore di corrente a nucleo bilanciato rileva i guasti a terra catturando la corrente residua a sequenza zero. Ampiamente utilizzato negli impianti elettrici industriali, nelle stazioni fotovoltaiche e negli impianti elettrici degli edifici, garantisce la sicurezza delle reti elettriche, delle apparecchiature elettriche e del personale.
