Toroidní proudový transformátor je typ okenního nebo prstencového CT, který používá jako primární magnetickou komponentu toroidní -koblihové-tvarované- magnetické jádro. Toroidní jádro je obvykle vyrobeno z vysoce-permeabilního materiálu, jako je silikonová ocel, permalloy nebo ferit, což umožňuje, aby magnetický tok účinně procházel jádrem s minimálními ztrátami. Sekundární vinutí je navinuto kolem toroidního jádra a primární vodič prochází centrálním otvorem a funguje jako jednozávitové primární vinutí.
Toroidní geometrie nabízí několik důležitých magnetických výhod. Uzavřená spojitá magnetická dráha toroidního jádra minimalizuje vzduchové mezery a snižuje únikovou indukčnost, což vede k účinnému magnetickému spojení mezi primárním a sekundárním obvodem. Tato účinná vazba se projevuje vysokou přesností měření, nízkou fázovou chybou a stabilním výkonem v širokém rozsahu primárních proudů. Kruhový průřez-toroidního jádra také rovnoměrně distribuuje magnetický tok, čímž se minimalizuje koncentrace toku a snižuje se harmonické zkreslení sekundárního proudu.
Toroidní CT jsou široce používány v aplikacích přesného měření, kde je přesnost a stabilita rozhodující. Běžně se vyskytují v analyzátorech kvality energie, měřičích energie, laboratorních přístrojích a průmyslových monitorovacích systémech. Ve vysokonapěťových aplikacích se toroidní transformátory proudu často používají v plynem-izolovaných rozvaděčích (GIS) a dalších kompaktních vysokonapěťových-zařízeních, kde je výhodný jejich efektivní magnetický výkon a kompaktní velikost.
Jedním z praktických úvah u toroidních transformátorů proudu je, že primární vodič musí být během instalace veden centrálním otvorem, což obvykle vyžaduje odpojení obvodu. To omezuje jejich použití v aplikacích dodatečného vybavení, kde není možné přerušení obvodu. Kromě toho musí být toroidní jádro vhodně dimenzováno pro primární vodič a otvor okna musí pojmout kabel nebo přípojnici bez nadměrné vůle, která by mohla ovlivnit přesnost měření.
Z hlediska výkonu jsou toroidní CT dostupné v široké škále tříd přesnosti a zátěže. Vysoce přesné toroidní CT mohou dosáhnout tříd přesnosti 0,1 nebo 0,2 pro laboratorní a kalibrační aplikace, zatímco standardní průmyslové toroidní CT jsou obvykle specifikovány na 0,5 nebo 1. Toroidní CT-stupně ochrany jsou k dispozici ve třídách 5P a 10P pro aplikace ochrany relé.
Stručně řečeno, toroidní transformátor proudu představuje nejvyšší úroveň magnetického výkonu mezi CT okenního -typu. Jeho kontinuální toroidní jádro poskytuje vynikající přesnost, nízkou fázovou chybu a stabilní provoz, díky čemuž je preferovanou volbou pro přesné měření a aplikace ochrany s vysokou-spolehlivostí. Hlavními omezeními jsou nepohodlná instalace a vyšší náklady ve srovnání s jednoduššími okenními nebo tyčovými-designy, ale pro aplikace, kde je prvořadá přesnost měření, je toroidní CT často nejlepší dostupnou možností.