Tokovni transformator ničelnega zaporedja (Core Balance Current Transformer, CBCT), znan tudi kot tokovni transformator jedra ali transformator preostalega toka, je posebna naprava za zaznavanje, ki se pogosto uporablja v sistemih za distribucijo električne energije za zaščito pred ozemljitveno napako in uhajanjem. Za razliko od navadnih tokovnih transformatorjev, ki merijo enofazni obremenitveni tok, se ta naprava osredotoča na zaznavanje vektorske vsote vseh tokov, ki potekajo skozi njeno obročasto magnetno jedro.
Njegov princip delovanja temelji na uravnoteženju trifaznega izmeničnega toka. Pri normalnih delovnih pogojih z uravnoteženimi trifaznimi obremenitvami je vsota tokov faze A, faze B in faze C enaka nič. Magnetni tokovi, ki jih ustvari vsak fazni tok, se medsebojno popolnoma izravnajo znotraj sklenjenega obročastega jedra, tako da iz sekundarnega navitja ne bo izhajal tokovni signal. Če pride do poškodbe izolacije, staranja kabla ali nesreče z električnim udarom, del toka steče v tla, namesto da bi se vrnil skozi nevtralne žice. Pojavi se neuravnotežen preostali tok in ustvari neto magnetni pretok v jedru. Sekundarna tuljava bo nato proizvedla sorazmeren signal šibkega toka in ga poslala ustreznim zaščitnim relejem ali odklopnikom.
Glavna struktura a tokovni transformator ničelnega zaporedja vključuje tri osnovne dele. Prvi je zaprto obročasto magnetno jedro. Jedra iz nanokristalnih zlitin se uporabljajo za visoko občutljive scenarije za odkrivanje majhnih uhajajočih tokov za osebno varnost, medtem ko so jedra iz silicijevega jekla izbrana za odkrivanje velikih zemeljskih napak v srednjenapetostnih sistemih. Drugi del je enakomerno navita sekundarna bakrena tuljava. Uporabniki nikoli ne smejo pustiti odprtega sekundarnega tokokroga, saj bo to povzročilo nevarno visoko napetost in poškodovalo povezano opremo. Tretji del je izolirana plastična lupina z različnimi stopnjami vodoodpornosti in odpornosti proti prahu za notranjo ali zunanjo namestitev.
Ta naprava ima več praktičnih klasifikacij glede na zgradbo in uporabo. Tipi integriranih obročev nudijo visoko merilno natančnost za nove napajalne omarice, medtem ko tipi z razcepljenimi odprtinami omogočajo priročno namestitev na končne kable brez rezanja žic. Nizkonapetostni modeli služijo stanovanjskim stavbam, polnilnim pilotom in fotonapetostni opremi, srednjenapetostne različice pa delujejo z relejno zaščito električnega omrežja 10 kV.
Tokovni transformatorji ničelnega zaporedja igrajo nenadomestljivo vlogo pri električni varnosti. V stanovanjskih razdelilnih omaricah sodelujejo z napravami za diferenčni tok, da prekinejo napajanje v milisekundah, ko pride do toka uhajanja 30 mA, da preprečijo smrtni električni udar. V industrijskih delavnicah spremljajo okvare navitij motorja, da preprečijo vžig opreme. Za nove energetske objekte, kot so polnilni piloti in fotonapetostne kombinirane omarice, nenehno spremljajo pogoje izolacije kablov, da zmanjšajo tveganje požara.
Pravilna namestitev neposredno vpliva na učinkovitost zaznavanja. Vse žice pod napetostjo, vključno s tremi fazami in nevtralno linijo, morajo potekati skozi središče jedra skupaj, medtem ko mora zaščitna ozemljitvena žica obiti obroč, da se izognete zamiku signala. Oklopljene zvite žice so predlagane za sekundarno povezavo, da se uprejo elektromagnetnim motnjam pretvornikov in kontaktorjev.
Skratka, tokovni transformatorji ničelnega zaporedja delujejo kot sprednji senzor zaščite pred zemeljsko napako. Zajamejo drobne nenormalne signale uhajanja, ki jih običajna oprema za merjenje toka ne more najti, učinkovito ščitijo električno opremo, lastnino in osebno varnost v civilnih, industrijskih in novih energetskih sistemih.
