Çekirdek denge akım transformatörü veya artık akım transformatörü olarak da bilinen sıfır dizili akım transformatörü (Çekirdek Denge Akım Trafosu, CBCT), toprak arızası ve kaçak koruması için güç dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılan özel bir algılama cihazıdır. Tek fazlı yük akımını ölçen sıradan akım transformatörlerinden farklı olarak bu cihaz, dairesel manyetik çekirdeğinden geçen tüm akımların vektör toplamını tespit etmeye odaklanır.
Çalışma prensibi üç fazlı alternatif akımın dengesine dayanmaktadır. Dengeli üç fazlı yüklerle normal çalışma koşullarında A fazı, B fazı ve C fazı akımlarının toplamı sıfıra eşittir. Her faz akımı tarafından üretilen manyetik akı, kapalı halka çekirdeği içinde birbirini tamamen dengeler, böylece ikincil sargıdan hiçbir akım sinyali çıkışı olmaz. Yalıtım hasarı, kablo eskimesi veya elektrik çarpması kazaları meydana gelirse akımın bir kısmı nötr kablolardan geri dönmek yerine toprağa akar. Dengesiz bir artık akım ortaya çıkar ve çekirdekte net manyetik akı oluşturur. İkincil bobin daha sonra orantılı bir zayıf akım sinyali üretecek ve bunu eşleşen koruma rölelerine veya devre kesicilere gönderecektir.
Bir yapının ana yapısı sıfır bileşen akım transformatörü üç temel parçadan oluşur. Birincisi kapalı halka şeklinde bir manyetik çekirdektir. Nanokristal alaşımlı çekirdekler, kişisel güvenlik amacıyla küçük kaçak akımları tespit etmek amacıyla yüksek hassasiyetli senaryolar için kullanılırken, orta gerilim sistemlerinde büyük toprak arıza tespiti için silikon çelik çekirdekler seçilir. İkinci kısım eşit şekilde sarılmış ikincil bakır bobindir. Tehlikeli yüksek voltaj üreteceği ve ilgili ekipmana zarar vereceği için kullanıcılar asla ikincil devreyi açık bırakmamalıdır. Üçüncü kısım, iç veya dış mekan kurulumu için farklı su geçirmez ve toz geçirmez sınıflara sahip yalıtımlı plastik kabuktur.
Bu cihazın yapısına ve kullanımına göre birden fazla pratik sınıflandırması vardır. Entegre halka tipleri, yeni güç kabinleri için yüksek ölçüm doğruluğu sunarken, ayrık açık tipler, kabloları kesmeden bitmiş kablolar üzerine rahat kurulum sağlar. Alçak gerilim modelleri konut binalarına, şarj yığınlarına ve fotovoltaik ekipmanlara hizmet eder ve orta gerilim versiyonları 10kV elektrik şebekesi röle korumasıyla çalışır.
Sıfır bileşen akım trafoları elektrik güvenliğinde yeri doldurulamaz bir rol oynamaktadır. Konut dağıtım kutularında, ölümcül elektrik çarpmasını önlemek için 30mA kaçak akım meydana geldiğinde gücü milisaniyeler içinde kesecek şekilde kaçak akım cihazlarıyla birlikte çalışırlar. Endüstriyel atölyelerde ekipmanın yanmasını önlemek için motor sargısı arızaları izlenir. Şarj yığınları ve fotovoltaik birleştirici kutular gibi yeni enerji tesisleri için, yangın risklerini azaltmak amacıyla kablo yalıtım koşullarını sürekli olarak takip ediyorlar.
Doğru kurulum, algılama performansını doğrudan etkiler. Üç faz ve nötr hat da dahil olmak üzere tüm canlı kablolar çekirdek merkezinden birlikte geçmelidir; koruyucu topraklama kablosunun ise sinyal kaymasını önlemek için halkayı atlaması gerekir. İnvertörlerden ve kontaktörlerden kaynaklanan elektromanyetik girişime direnmek amacıyla ikincil bağlantı için ekranlanmış bükümlü kablolar önerilir.
Kısaca sıfır bileşen akım trafoları toprak arıza korumasının ön hat sensörü olarak görev yapar. Normal akım ölçüm ekipmanı tarafından bulunamayan küçük anormal sızıntı sinyallerini yakalayarak sivil, endüstriyel ve yeni enerji güç sistemlerinde güç ekipmanını, mülkü ve kişisel güvenliği etkili bir şekilde korurlar.
