Ark-Supresanta Spiro aŭ Petersen-Spiro
Difino de Ark-Supresa Spirelo
Ark-supresa spirelo, ankaŭ konata kiel Petersen-spirelo, estas induktiva spirelo uzata por neŭtraligi la kapacitan ŝargan kuranton en subteraj elektraĵ-retoj dum ter-faŭlto.
Celo kaj Funkcio
La spirelo malpligrandigas la grandan kapacitan ŝargan kuranton dum ter-faŭlto per kreado de kontraŭa induktiva kuranto.
Funkcioprinicipo
La induktiva kuranto generita de la spirelo nuligas la kapacitan kuranton, evitante arkadon je la faŭltpunkto.
Kapacita Kuranto en Subteraj Sistemoj
Subteraj kaboloj havas kontinuan kapacitan kuranton pro la dielektra izolado inter la konduktoro kaj la tero.
Kalkulado de Induktivo
La voltajoj de tri-faza ekvilibra sistemo estas montritaj en figuro – 1.
En subteraj alta- kaj meza-voltaj kabol-retoj, ĉiu fazo havas kapaciton inter la konduktoro kaj la tero, kondukanta al kontinua kapacita kuranto. Tiu kuranto antaŭiras la fazan voltajon je 90 gradoj kiel montrite en figuro – 2.
Se okazas ter-faŭlto en la flava fazo, la voltajo de la flava fazo al la tero iĝas nul. La neutrala punkto de la sistemo moviĝas al la pinto de la vektoro de la flava fazo. Konsekvence, la voltajo en la saniĝintaj fazoj (ruĝa kaj blua) pliiĝas al &sqrt;3 fojojn la originala valoro.
Nature, la respektiva kapacita kuranto en ĉiu saniĝinta fazo (ruĝa kaj blua) iĝas &sqrt;3 de la originala kiel montrite en figuro-4, malsupre.
La vektora sumo, rezulto de tiuj du kapacitaj kurantoj nun estos 3I, kie I estas prenita kiel norma kapacita kuranto je fazo en la ekvilibra sistemo. Tio signifas, en sana ekvilibra kondiĉo de la sistemo, I R = IY = IB = I.
Tio estas ilustrita en la figuro- 5 malsupre,
Tiu rezulta kuranto tiam fluas tra la defekta vojo al la tero kiel montrite malsupre.
Nun, se ni konektas unu induktivan spirelon de taŭga induktiva valoro (ĝenerale fer-magneta induktoro estas uzata) inter la stela punkto aŭ neutrala punkto de la sistemo kaj la tero, la scenaro entute ŝanĝiĝos. Je defekta kondiĉo, la kuranto tra la induktoro estas ĝuste kaj kontraŭa en magnitudo kaj fazo de tiu de la kapacita kuranto tra la defekta vojo. La induktiva kuranto ankaŭ sekvas la defektan vojon de la sistemo. La kapacita kaj induktiva kuranto nuligas unu la alian je la defekta vojo, do ne estos iu rezulta kuranto tra la defekta vojo kaŭzita pro la kapacita ago de la subtera kabolo. La ideala situacio estas ilustrita en la figuro malsupre.
Tiu koncepto estis unue realigita de W. Petersen en 1917, pro tio la induktora spirelo estas uzata por tio, nomita Petersen-spirelo.
La kapacita komponento de la defekta kuranto estas alta en la subtera kabola sistemo. Kiam okazas ter-faŭlto, la magnitudo de tiu kapacita kuranto tra la defekta vojo iĝas 3 fojojn pli ol la norma fazo-al-tero kapacita kuranto de sana fazo. Tio kaŭzas signifan ŝovon de la nul-tranĉo de la kuranto for de la nul-tranĉo de la voltajo en la sistemo. Pro la prezenco de tiu alta kapacita kuranto en la ter-faŭlta vojo estos serio de re-striktoj je la faŭltopunkto. Tio povas konduki al nevolata super-voltajo en la sistemo.
La induktivo de la Petersen-spirelo estas elektita aŭ regula al tia valoro, kiu kaŭzas induktivan kuranton, kiu povas precize neŭtraligi la kapacitan kuranton.
Lasu nin kalkuli la induktivon de la Petersen-spirelo por tri-faza subtera sistemo. Por tio lasu nin konsideri la kapaciton inter la konduktoro kaj la tero en ĉiu fazo de la sistemo, estas C farado. Tiam la kapacita fuita kuranto aŭ ŝarganta kuranto en ĉiu fazo estos
Do, la kapacita kuranto tra la defekta vojo dum unufaza ter-faŭlto estas
Post la faŭlto, la stela punkto havos fazan voltajon, ĉar la nula punkto moviĝas al la faŭltpunkto. Do la voltajo aperas tra la induktoro estas Vph. Tial, la induktiva kuranto tra la spirelo estas
Nun, por nuligo de la kapacita kuranto de valoro 3I, IL devas havi saman magnitudon sed 180o elektrike aparta. Tial,
Kiam la dizajno aŭ konfiguro de la sistemo ŝanĝiĝas, kiel longeco, tranĉo, diko, aŭ insulada kvalito, la induktivo de la spirelo devas esti regula. Tial, Petersen-spireloj ofte havas tap-changing aranĝon.
