En toroidal strømtransformator er en type vindu eller ring-CT som bruker en toroidformet-smørring-formet-magnetisk kjerne som sin primære magnetiske komponent. Den toroidale kjernen er vanligvis laget av materiale med høy-permeabilitet som silisiumstål, permalloy eller ferritt, som lar magnetisk fluks strømme effektivt gjennom kjernen med minimale tap. Sekundærviklingen er viklet rundt den toroidale kjernen, og primærlederen går gjennom den sentrale åpningen, og fungerer som en enkelt-primærvikling.
Den toroidale geometrien tilbyr flere viktige magnetiske fordeler. Den lukkede, kontinuerlige magnetiske banen til en toroidal kjerne minimerer luftgap og reduserer lekkasjeinduktans, noe som resulterer i effektiv magnetisk kobling mellom primær- og sekundærkretser. Denne effektive koblingen oversetter til høy målenøyaktighet, lav fasefeil og stabil ytelse over et bredt spekter av primærstrømmer. Det sirkulære-tverrsnittet av den toroidale kjernen fordeler også magnetisk fluks jevnt, minimerer flukskonsentrasjonen og reduserer harmonisk forvrengning i sekundærstrømmen.
Toroidale CT-er er mye brukt i applikasjoner med presisjonsmålinger hvor nøyaktighet og stabilitet er kritisk. De finnes ofte i strømkvalitetsanalysatorer, energimålere, laboratorieinstrumenter og industrielle overvåkingssystemer. I høyspenningsapplikasjoner brukes toroidale CT-er ofte i gass-isolert bryterutstyr (GIS) og annet kompakt høyspentutstyr hvor deres effektive magnetiske ytelse og kompakte størrelse er fordelaktige.
En av de praktiske hensynene med toroidale CT-er er at primærlederen må føres gjennom den sentrale åpningen under installasjonen, noe som typisk krever at kretsen kobles fra. Dette begrenser deres bruk i ettermonteringsapplikasjoner der kretsavbrudd ikke er mulig. I tillegg må den toroidformede kjernen dimensjoneres passende for primærlederen, og vindusåpningen må romme kabelen eller samleskinnen uten for stor klaring som kan påvirke målenøyaktigheten.
Fra et ytelsesperspektiv er toroidale CT-er tilgjengelige i et bredt spekter av nøyaktighetsklasser og belastningsklassifiseringer. Toroidale CT-er med høy-presisjon kan oppnå nøyaktighetsklasser på 0,1 eller 0,2 for laboratorie- og kalibreringsapplikasjoner, mens standard industrielle toroidale CT-er vanligvis er spesifisert til 0,5 eller 1. Beskyttelses-klasse toroidale CT-er er tilgjengelige i 5P- og 10P-beskyttelsesklasser for relebeskyttelsesklasser.
Oppsummert representerer den toroidale strømtransformatoren det høyeste nivået av magnetisk ytelse blant CT-er av vindu-type. Den kontinuerlige toroidale kjernen gir utmerket nøyaktighet, lav fasefeil og stabil drift, noe som gjør den til det foretrukne valget for presisjonsmålinger og beskyttelsesapplikasjoner med høy-pålitelighet. Hovedbegrensningene er installasjonsulemper og høyere kostnader sammenlignet med enklere vindu- eller bar-design, men for applikasjoner der målenøyaktighet er avgjørende, er toroidal CT ofte det beste tilgjengelige alternativet.