Un transformateur de courant homopolaire (ZSCT), également appelé transformateur de courant résiduel ou transformateur de courant à noyau, est un transformateur de courant spécialisé utilisé pour détecter le courant résiduel ou homopolaire-dans les systèmes de protection contre les défauts à la terre. Contrairement aux transformateurs de courant standard qui mesurent le courant de charge, un TC homopolaire répond uniquement aux conditions de déséquilibre de courant et signale aux systèmes de protection lorsqu'un courant de défaut est présent. Cela en fait un composant essentiel des systèmes de sécurité électrique conçus pour détecter les défauts à la terre et les courants de fuite.
Le principe de fonctionnement d'un TC homopolaire est basé sur la somme vectorielle des courants circulant dans tous les conducteurs à l'intérieur de son ouverture. Dans un système triphasé-fonctionnant correctement, la somme vectorielle des courants de phase (Ia + Ib + Ic) est nulle, ce qui signifie qu'aucun courant résiduel ne circule et qu'aucun flux magnétique net n'est produit dans le noyau du TC. Lorsqu'un défaut à la terre ou un courant de fuite se produit, une partie du courant revient par le chemin de terre au lieu des conducteurs de phase, créant ainsi un déséquilibre. Ce déséquilibre -le courant homopolaire -génére un flux mesurable dans le noyau et produit un signal de courant secondaire.
Un TC homopolaire possède généralement un seul noyau magnétique à travers lequel passent ensemble les trois -conducteurs de phase (et parfois le conducteur neutre). Cette disposition est fondamentalement différente des TC standards, où chaque conducteur de phase possède son propre TC séparé. La configuration monocœur -permet au TC homopolaire de surveiller simultanément l'équilibre de tous les courants et de détecter tout courant résiduel indiquant un défaut à la terre.
Les TC homopolaires sont largement utilisés dans les systèmes de protection contre les défauts à la terre, les dispositifs à courant résiduel (RCD) et les schémas de protection contre les défauts à la terre restreints (REF). Ils sont particulièrement utiles dans les systèmes électriques industriels et commerciaux où la détection de courants de fuite de faible niveau-est essentielle pour la sécurité et la prévention des incendies. La sensibilité des TC homopolaires leur permet de détecter des courants de défaut trop faibles pour déclencher la protection standard contre les surintensités, mais suffisamment importants pour présenter un risque pour la sécurité.
Du point de vue des spécifications, les TC homopolaires ont généralement des courants nominaux primaires bien inférieurs à ceux des TC de phase standard, car ils sont conçus pour détecter de petits courants résiduels. La sortie secondaire est alimentée par un relais de défaut à la terre ou un dispositif de protection qui surveille en permanence les niveaux de courant résiduel. Lorsque la valeur détectée dépasse un seuil prédéfini, le relais active la protection du circuit, déclenchant généralement un disjoncteur pour isoler la section concernée.
En résumé, le transformateur de courant homopolaire est un dispositif de protection spécialisé qui joue un rôle essentiel dans la sécurité électrique. Sa capacité à détecter les courants résiduels et les défauts à la terre le rend indispensable dans les systèmes où la sécurité du personnel et la protection des équipements sont primordiales. La sélection appropriée d'un TC homopolaire nécessite un examen attentif de la sensibilité, du rapport, de la disposition d'installation et de la compatibilité avec le relais de protection.