आर्क दमन कुंडल या पीटरसन कुंडल

आर्क दमन कुंडली की परिभाषा

आर्क दमन कुंडली, जिसे पीटरसेन कुंडली भी कहते हैं, एक संधारित्रीय चार्जिंग धारा को उपजीवी विद्युत नेटवर्क में पृथ्वी दोष के दौरान निष्क्रिय करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक आवेशीय कुंडली है।

उद्देश्य और कार्य

कुंडली पृथ्वी दोष के दौरान बड़ी संधारित्रीय चार्जिंग धारा को कम करती है और इसके विपरीत आवेशीय धारा को उत्पन्न करती है।

कार्य सिद्धांत

कुंडली द्वारा उत्पन्न आवेशीय धारा संधारित्रीय धारा को रद्द कर देती है, जिससे दोष बिंदु पर आर्किंग को रोका जाता है।

उपजीवी प्रणालियों में संधारित्रीय धारा

उपजीवी केबलों में चालक और पृथ्वी के बीच डाइएलेक्ट्रिक अवरोधन के कारण एक निरंतर संधारित्रीय धारा होती है।

आवेशीता की गणना

तीन फेज संतुलित प्रणाली के वोल्टेज को चित्र-1 में दिखाया गया है।

उपजीवी उच्च वोल्टेज और मध्यम वोल्टेज केबल नेटवर्कों में, प्रत्येक फेज में चालक और पृथ्वी के बीच संधारित्रीयता होती है, जिससे एक निरंतर संधारित्रीय धारा उत्पन्न होती है। यह धारा चित्र-2 में दिखाए अनुसार फेज वोल्टेज से 90 डिग्री आगे होती है।

यदि पीले फेज में पृथ्वी दोष होता है, तो पीले फेज से पृथ्वी तक का वोल्टेज शून्य हो जाता है। प्रणाली का न्यूट्रल बिंदु पीले फेज वेक्टर के शीर्ष पर स्थानांतरित हो जाता है। इस परिणामस्वरूप, स्वस्थ फेजों (लाल और नीले) में वोल्टेज मूल मान से √3 गुना बढ़ जाता है।

प्राकृतिक रूप से, प्रत्येक स्वस्थ फेज (लाल और नीले) में संधारित्रीय धारा मूल मान से √3 गुना बढ़ जाती है, जैसा कि नीचे चित्र-4 में दिखाया गया है।

इन दो संधारित्रीय धाराओं का वेक्टर योगफल 3I होगा, जहाँ I संतुलित प्रणाली में प्रति फेज रेटेड संधारित्रीय धारा है। इसका अर्थ है, प्रणाली की स्वस्थ संतुलित स्थिति में, IR = IY = IB = I।

यह नीचे दिए गए चित्र-5 में दिखाया गया है,

यह परिणामस्वरूप धारा फॉल्टी पथ के माध्यम से पृथ्वी की ओर बहती है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

अब, यदि हम प्रणाली के स्टार पॉइंट या न्यूट्रल पॉइंट और जमीन के बीच एक उपयुक्त आवेशीता के साथ एक आवेशीय कुंडली (सामान्यतः लोहे के कोर वाला इंडक्टर उपयोग किया जाता है) को जोड़ते हैं, तो परिस्थिति पूरी तरह से बदल जाएगी। दोष की स्थिति में, इंडक्टर के माध्यम से धारा फॉल्टी पथ में संधारित्रीय धारा के बराबर और विपरीत रूप में होती है। आवेशीय धारा भी प्रणाली के फॉल्टी पथ का अनुसरण करती है। संधारित्रीय और आवेशीय धारा फॉल्टी पथ पर एक दूसरे को रद्द कर देती हैं, इसलिए उपजीवी केबल के संधारित्रीय कार्य के कारण फॉल्टी पथ में कोई परिणामस्वरूप धारा नहीं होगी। आदर्श स्थिति नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।

यह विचार 1917 में W. Petersen द्वारा पहली बार लागू किया गया था, इसीलिए इंडक्टर कुंडली का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है, जिसे Petersen Coil कहते हैं।

उपजीवी केबलिंग प्रणाली में दोष धारा का संधारित्रीय घटक उच्च होता है। जब पृथ्वी दोष होता है, तो फॉल्टी पथ में यह संधारित्रीय धारा स्वस्थ फेज की रेटेड फेज से पृथ्वी तक की संधारित्रीय धारा से 3 गुना अधिक हो जाती है। इससे प्रणाली में धारा के शून्य पार पर वोल्टेज के शून्य पार से महत्वपूर्ण स्थानांतरण होता है। फॉल्ट पथ में यह उच्च संधारित्रीय धारा के कारण फॉल्ट स्थान पर एक श्रृंखला री-स्ट्राइकिंग होती है। यह प्रणाली में अवांछित अतिवोल्टेज का कारण बन सकता है।

Petersen Coil की आवेशीता ऐसे मान पर चुनी या समायोजित की जाती है जो फॉल्टी पथ में संधारित्रीय धारा को ठीक से निष्क्रिय करने वाली आवेशीय धारा उत्पन्न कर सके।

आइए 3 फेज उपजीवी प्रणाली के लिए Petersen Coil की आवेशीता की गणना करें। इसके लिए चलिए प्रणाली के प्रत्येक फेज में चालक और पृथ्वी के बीच की क्षमता C फैराड है। तब प्रत्येक फेज में संधारित्रीय लीकेज धारा या चार्जिंग धारा होगी

इसलिए, एकल फेज से पृथ्वी तक फॉल्ट के दौरान फॉल्टी पथ में संधारित्रीय धारा होगी

फॉल्ट के बाद, स्टार पॉइंट में फेज वोल्टेज होगा क्योंकि शून्य बिंदु फॉल्ट बिंदु पर स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, इंडक्टर पर वोल्टेज Vph होगा। इसलिए, कुंडली में आवेशीय धारा होगी

अब, 3I के मूल्य की संधारित्रीय धारा को रद्द करने के लिए, IL का उसी परिमाण का होना चाहिए लेकिन 180° विद्युतीय रूप से दूर। इसलिए,

जब प्रणाली का डिजाइन या विन्यास, जैसे लंबाई, अनुप्रस्थ-काट, मोटाई, या अवरोधन की गुणवत्ता बदलता है, तो कुंडली की आवेशीता को समायोजित किया जाना चाहिए। इसलिए, Petersen coils अक्सर एक टैप-चेंजिंग व्यवस्था के साथ होते हैं।