De nulsequentie stroomtransformator(kernbalansstroomtransformator) is een essentiële sensor die wordt toegepast in stroomdistributiesystemen voor aardlek- en aardfoutbeveiliging. Het maakt gebruik van het vectorsuperpositieprincipe van wisselstromen en elektromagnetische inductie om restlekstroom te detecteren en fungeert als het kernelement van lekbeveiligingsapparatuur.
Bij normaal bedrijf voldoen driefasige belastingstromen aan de huidige wet van Kirchhoff. Wanneer driefasige draden (en neutrale draad in vierdraadssystemen) door de ronde ijzeren kern van de ZSCT gaan, is de vectorsom van alle inkomende en uitgaande stromen gelijk aan nul. De magnetische fluxen die door elke geleider worden geproduceerd, werken elkaar volledig tegen binnen de magnetische kern. Zonder netto wisselende magnetische flux wordt er geen elektromotorische kracht geïnduceerd in de secundaire wikkeling. De transformator genereert geen uitgangssignaal, waardoor het beveiligingssysteem inactief blijft.
Zodra verslechtering van de isolatie, schade aan apparatuur of onbedoeld contact een aardlekfout veroorzaakt, vloeit een deel van de stroom rechtstreeks naar de aarde in plaats van terug te keren via het circuit. De vectorsom van de stromen die door de transformatorkern gaan, is niet langer nul. Deze ongebalanceerde reststroom wordt gedefinieerd als nulsequentiestroom. Het creëert een continue afwisselende netto magnetische flux binnen de gesloten kern. Volgens de wet van Faraday van elektromagnetische inductie induceert de fluctuerende magnetische flux een zwakke wisselstroom op de secundaire wikkeling.
Het secundaire elektrische signaal wordt naar een beveiligingsrelais gestuurd. Als het gemeten signaal de vooraf gedefinieerde drempel overschrijdt, verzendt het relais onmiddellijk een commando om de stroomonderbreker te activeren of een alarm te activeren. Snelle uitschakeling voorkomt effectief elektrische branden, doorbranden van apparatuur en dodelijke ongelukken met elektrische schokken.
Verschillende installatieregels bepalen betrouwbare prestaties. Alle stroomvoerende geleiders moeten door de centrale opening lopen, terwijl de aardkabel (PE) niet door de kern kan gaan. Aardretourstroom op PE-draden zou de meting verstoren en tot storingen leiden.
Het is belangrijk om ZSCT te onderscheiden van conventionele stroomtransformatoren. Gewone CT meet de stroom in een enkele geleider, terwijl ZSCT alleen reageert op stroomonbalans. Eén beperking is dat inherente capacitieve lekkage van het systeem kleine nulsequentiesignalen kan veroorzaken. Ingenieurs moeten geschikte actiedrempels instellen om valse uitschakelingen te voorkomen.
Ter afsluiting: de Core Balance-stroomtransformator detecteert aardfouten door resterende nulsequentiestroom op te vangen. Het wordt veel gebruikt in industriële energiesystemen, fotovoltaïsche stations en elektrische installaties in gebouwen en garandeert de veiligheid van elektriciteitsnetten, elektrische apparatuur en personeel.
