Un transformator de curent cu secvență zero (Core Balance Current Transformer, CBCT), cunoscut și sub denumirea de transformator de curent de echilibru central sau transformator de curent rezidual, este un dispozitiv special de detectare utilizat pe scară largă în sistemele de distribuție a energiei pentru protecția împotriva defectelor la pământ și a scurgerilor. Spre deosebire de transformatoarele de curent obișnuite care măsoară curentul de sarcină monofazat, acest dispozitiv se concentrează pe detectarea sumei vectoriale a tuturor curenților care trec prin miezul său magnetic inelar.
Principiul său de funcționare se bazează pe echilibrul curentului alternativ trifazat. În condiții normale de lucru cu sarcini trifazate echilibrate, suma curenților din faza A, faza B și faza C este egală cu zero. Fluxurile magnetice generate de fiecare curent de fază se compensează reciproc complet în interiorul miezului inelului închis, astfel încât niciun semnal de curent nu va fi scos din înfășurarea secundară. Dacă au loc accidente de deteriorare a izolației, îmbătrânire a cablurilor sau șocuri electrice, o parte din curent curge la pământ în loc să se întoarcă prin firele neutre. Apare un curent rezidual dezechilibrat și creează flux magnetic net în miez. Bobina secundară va produce apoi un semnal de curent slab proporțional și îl va trimite la relee de protecție sau întrerupătoare de circuit.
Structura principală a a transformatorul de curent cu secvență zero include trei părți de bază. Primul este un miez magnetic inelar închis. Miezurile din aliaj nanocristalin sunt folosite pentru scenarii de înaltă sensibilitate pentru a detecta curenții mici de scurgere pentru siguranța personală, în timp ce miezurile din oțel siliciu sunt alese pentru detectarea defecțiunilor mari la pământ în sistemele de medie tensiune. A doua parte este bobina secundară de cupru înfășurată uniform. Utilizatorii nu trebuie să lase niciodată circuitul secundar deschis, deoarece acest lucru va produce o tensiune înaltă periculoasă și va deteriora echipamentele asociate. Cea de-a treia parte este o carcasă de plastic izolată cu diferite grade impermeabile și rezistente la praf pentru instalare în interior sau exterior.
Acest dispozitiv are mai multe clasificări practice în funcție de structură și utilizare. Tipurile de inele integrate oferă o precizie ridicată de măsurare pentru noile dulapuri de alimentare, în timp ce tipurile cu deschidere separată permit o instalare convenabilă pe cabluri finite fără a tăia fire. Modelele de joasă tensiune deservesc clădiri rezidențiale, pile de încărcare și echipamente fotovoltaice, iar versiunile de medie tensiune funcționează cu protecția releului rețelei electrice de 10 kV.
Transformatoarele de curent cu secvență zero joacă un rol de neînlocuit în siguranța electrică. În cutiile de distribuție rezidențiale, acestea cooperează cu dispozitive de curent rezidual pentru a reduce puterea în câteva milisecunde, odată ce apare un curent de scurgere de 30mA, pentru a preveni șocurile electrice fatale. În atelierele industriale, ei monitorizează defecțiunile înfășurării motorului pentru a evita arderea echipamentului. Pentru instalațiile de energie noi, cum ar fi pile de încărcare și cutii de combinare fotovoltaice, acestea urmăresc continuu condițiile de izolație a cablurilor pentru a reduce riscurile de incendiu.
Instalarea corectă afectează direct performanța de detectare. Toate firele sub tensiune, inclusiv trei faze și linia neutră, trebuie să treacă prin centrul miezului împreună, în timp ce firul de pământ de protecție trebuie să ocolească inelul pentru a evita decalajul semnalului. Firele răsucite ecranate sunt sugerate pentru conexiunea secundară pentru a rezista interferențelor electromagnetice de la invertoare și contactoare.
Pe scurt, transformatoarele de curent cu secvență zero acționează ca senzor de primă linie de protecție împotriva defecțiunilor la pământ. Ele captează mici semnale de scurgere anormale care nu pot fi găsite de echipamentele obișnuite de măsurare a curentului, protejând eficient echipamentele de alimentare, proprietatea și siguranța personală în sistemele de energie civile, industriale și noi.
