Prúdový transformátor s nulovou sekvenciou (Core Balance Current Transformer, CBCT), tiež známy ako transformátor prúdu na vyváženie jadra alebo transformátor zvyškového prúdu, je špeciálne snímacie zariadenie široko používané v systémoch distribúcie energie na ochranu pred zemným spojením a únikom. Na rozdiel od bežných prúdových transformátorov, ktoré merajú jednofázový zaťažovací prúd, sa toto zariadenie zameriava na detekciu vektorového súčtu všetkých prúdov prechádzajúcich jeho prstencovým magnetickým jadrom.
Jeho pracovný princíp je založený na rovnováhe trojfázového striedavého prúdu. Za normálnych pracovných podmienok s vyváženým trojfázovým zaťažením sa súčet prúdov fázy A, fázy B a fázy C rovná nule. Magnetické toky generované každým fázovým prúdom sa navzájom úplne kompenzujú vo vnútri uzavretého prstencového jadra, takže zo sekundárneho vinutia nebude vychádzať žiadny prúdový signál. Ak dôjde k poškodeniu izolácie, starnutiu kábla alebo úrazu elektrickým prúdom, časť prúdu tečie do zeme namiesto toho, aby sa vracala cez neutrálne vodiče. Objaví sa nevyvážený zvyškový prúd a vytvorí čistý magnetický tok v jadre. Sekundárna cievka potom vytvorí proporcionálny slabý prúdový signál a pošle ho do zodpovedajúcich ochranných relé alebo ističov.
Hlavná štruktúra a prúdový transformátor s nulovou sekvenciou obsahuje tri základné časti. Prvým je uzavreté prstencové magnetické jadro. Jadrá z nanokryštalickej zliatiny sa používajú pre scenáre s vysokou citlivosťou na detekciu malých zvodových prúdov pre osobnú bezpečnosť, zatiaľ čo jadrá z kremíkovej ocele sa vyberajú na detekciu veľkých zemných porúch v systémoch vysokého napätia. Druhá časť je rovnomerne navinutá sekundárna medená cievka. Používatelia nesmú nikdy nechať otvorený sekundárny okruh, pretože to spôsobí vznik nebezpečného vysokého napätia a poškodenie súvisiaceho zariadenia. Treťou časťou je izolovaný plastový plášť s rôznymi vodotesnými a prachotesnými stupňami pre vnútornú alebo vonkajšiu inštaláciu.
Toto zariadenie má viacero praktických klasifikácií podľa štruktúry a použitia. Integrálne kruhové typy ponúkajú vysokú presnosť merania pre nové napájacie skrine, zatiaľ čo delené typy umožňujú pohodlnú inštaláciu na hotové káble bez prerezávania drôtov. Nízkonapäťové modely slúžia obytným budovám, nabíjacím hromadám a fotovoltaickým zariadeniam a verzie so stredným napätím pracujú s reléovou ochranou 10 kV elektrickej siete.
Transformátory prúdu s nulovou sekvenciou zohrávajú nezastupiteľnú úlohu v elektrickej bezpečnosti. V obytných rozvodných skriniach spolupracujú so zariadeniami na zvyškový prúd, aby prerušili napájanie v priebehu milisekúnd, keď dôjde k úniku prúdu 30 mA, aby sa zabránilo smrteľnému úrazu elektrickým prúdom. V priemyselných dielňach sledujú poruchy vinutia motora, aby nedošlo k spáleniu zariadenia. Pre nové energetické zariadenia, ako sú nabíjacie piloty a fotovoltaické zlučovacie boxy, neustále sledujú stav izolácie káblov, aby sa znížilo riziko požiaru.
Správna inštalácia priamo ovplyvňuje výkon detekcie. Všetky živé vodiče vrátane troch fáz a neutrálneho vedenia musia prechádzať stredom jadra spoločne, zatiaľ čo ochranný uzemňovací vodič musí obísť krúžok, aby sa zabránilo posunu signálu. Tienené skrútené vodiče sa odporúčajú na sekundárne pripojenie, aby odolali elektromagnetickému rušeniu z meničov a stýkačov.
Stručne povedané, prúdové transformátory s nulovou sekvenciou fungujú ako predný snímač zemnej ochrany. Zachytávajú drobné abnormálne únikové signály, ktoré nie je možné nájsť bežným zariadením na meranie prúdu, čím účinne chránia energetické zariadenia, majetok a bezpečnosť osôb v civilných, priemyselných a nových energetických energetických systémoch.
