Un trasformatore di corrente a sequenza zero (trasformatore di corrente di bilanciamento del nucleo, CBCT), noto anche come trasformatore di corrente di bilanciamento del nucleo o trasformatore di corrente residua, è un dispositivo di rilevamento speciale ampiamente utilizzato nei sistemi di distribuzione di energia per la protezione da guasti a terra e perdite. A differenza dei normali trasformatori di corrente che misurano la corrente di carico monofase, questo dispositivo si concentra sul rilevamento della somma vettoriale di tutte le correnti che passano attraverso il suo nucleo magnetico anulare.
Il suo principio di funzionamento si basa sull'equilibrio della corrente alternata trifase. In normali condizioni di funzionamento con carichi trifase equilibrati, la somma delle correnti di fase A, fase B e fase C è pari a zero. I flussi magnetici generati da ciascuna corrente di fase si compensano completamente all'interno del nucleo ad anello chiuso, quindi nessun segnale di corrente verrà emesso dall'avvolgimento secondario. Se si verificano danni all'isolamento, invecchiamento del cavo o scosse elettriche, parte della corrente scorre verso terra invece di ritornare attraverso i fili neutri. Appare una corrente residua sbilanciata che crea un flusso magnetico netto nel nucleo. La bobina secondaria produrrà quindi un segnale proporzionale di corrente debole e lo invierà ai relè di protezione o agli interruttori automatici abbinati.
La struttura principale di a Il trasformatore di corrente a sequenza zero comprende tre parti fondamentali. Il primo è un nucleo magnetico anulare chiuso. I nuclei in lega nanocristallina vengono utilizzati per scenari ad alta sensibilità per rilevare piccole correnti di dispersione per la sicurezza personale, mentre i nuclei in acciaio al silicio vengono scelti per il rilevamento di guasti a terra di grandi dimensioni nei sistemi a media tensione. La seconda parte è una bobina di rame secondaria avvolta uniformemente. Gli utenti non devono mai lasciare aperto il circuito secondario, poiché ciò produrrebbe un'alta tensione pericolosa e danneggerebbe le apparecchiature correlate. La terza parte è un guscio in plastica isolante con diversi gradi di impermeabilità e antipolvere per installazione interna o esterna.
Questo dispositivo ha molteplici classificazioni pratiche in base alla struttura e all'utilizzo. I tipi ad anello integrale offrono un'elevata precisione di misurazione per i nuovi armadi di potenza, mentre i tipi aperti divisi consentono una comoda installazione su cavi finiti senza tagliare i fili. I modelli a bassa tensione servono edifici residenziali, pali di ricarica e apparecchiature fotovoltaiche, mentre le versioni a media tensione funzionano con la protezione del relè della rete elettrica da 10 kV.
I trasformatori di corrente omocinetici svolgono un ruolo insostituibile nella sicurezza elettrica. Nelle scatole di distribuzione residenziali, cooperano con dispositivi a corrente residua per interrompere l'alimentazione in millisecondi una volta che si verifica una corrente di dispersione di 30 mA per prevenire scosse elettriche mortali. Nelle officine industriali, monitorano i guasti degli avvolgimenti del motore per evitare che le apparecchiature si brucino. Per le nuove strutture energetiche come pile di ricarica e quadri fotovoltaici, monitorano continuamente le condizioni di isolamento dei cavi per ridurre i rischi di incendio.
L'installazione corretta influisce direttamente sulle prestazioni di rilevamento. Tutti i cavi sotto tensione, comprese le tre fasi e la linea neutra, devono passare insieme attraverso il centro del nucleo, mentre il cavo di terra protettivo deve bypassare l'anello per evitare l'offset del segnale. Per il collegamento secondario si consigliano cavi intrecciati schermati per resistere alle interferenze elettromagnetiche provenienti da inverter e contattori.
In breve, i trasformatori di corrente a sequenza zero agiscono come il sensore di prima linea della protezione dai guasti a terra. Catturano minuscoli segnali di dispersione anomala che non possono essere rilevati dalle normali apparecchiature di misurazione della corrente, proteggendo efficacemente le apparecchiature elettriche, la proprietà e la sicurezza personale nei sistemi di alimentazione civili, industriali e di nuova energia.
