Bogunarhringur eða Petersen-hringur

Skilavélarfylki - Skilgreining

Skilavélarfylki, sem einnig er kendur sem Petersen fylki, er indúktífs fylki sem er notað til að nútíma fjarkaðri á rafmagnarkerfi í jarðaröðunum við jörðavillu.

Tilgangur og Aðgerð

Fylkið minnkar stóra fjarkaðra á meðan kemur jörðavilla, með því að búa til mótgildan indúktífa straum.

Virknarsvæði

Indúktífan straum sem fylkið býr til hættir fjarkaðrinum, sem forðast auka boga við villuspurningu.

Fjarkaðri í Jarðaröðunakerfi

Undirjarðarleiðir hafa samfelldan fjarkaðra vegna dielektrískrar skyddsmátsins milli leiðarinnar og jarðar.

Reikningur Indúktans

Spennurnar í þrívísnum jafnvægum kerfi eru sýndar í mynd 1.

Í undirjarðar háspenna og miðalspjöll leyningakerfi hefur hver vísi fjarkaðra milli leiðarinnar og jarðar, sem valdi samfelldum fjarkaðra. Þessi straum fer fyrir 90 gráður frammi við vísvolt, eins og sýnt er í mynd 2.

Ef jörðavilla kemur í gula vísin, verður spenna guls vísins til jarðar núll. Miðpunktur kerfisins færast til topps guls vísis vektor. Þannig stækka spennan í heilsulegum vísum (röð og blár) upp í &sqrt;3 sinnum uprunalega gildið.

Nákvæmlega, samsvarandi fjarkaðrin í hverju heilsulegu vísi (röð og blár) verður &sqrt;3 sinnum uprunalega gildið eins og sýnt er í mynd 4, hér fyrir neðan.

Samtalsvektor þessara tveggja fjarkaðra verður nú 3I, þar sem I er sett sem merkt fjarkaðra fyrir hverja vísi í jafnvægum kerfi. Það þýðir, að í heilsulegum jafnvægum kerfi er IR = IY = IB = I.

Þetta er sýnt í mynd 5 hér fyrir neðan,

Þessi samtalsstraum fer síðan í gegnum villuleiðina til jarðar eins og sýnt er hér fyrir neðan.

Ef við tengjum eitt indúktífs fylki af viðeigandi inductance gildi (venjulega er notuð jarnkeriindúktífa) milli stjörnu- eða miðpunkts kerfisins og jarðar, mun skilyrðið breytast alveg. Við villu, straumurinn í indúktífan er nákvæmlega jafnstór og andstæður magns og fasasins af fjarkaðranum í villuleiðinni. Indúktífan straumur fer líka í gegnum villuleiðina í kerfinu. Fjarkaðri og indúktífan straumur hættir hvort annað í villuleiðinni, svo það verður ekki nein samtalsstraumur í villuleiðinni sem er valdi af fjarkaðra aðgerð undirjarðarleiðar. Þetta idealetta skilyrðið er sýnt í mynd hér fyrir neðan.

Þessi hugmynd var fyrst framkvæmd af W. Petersen árið 1917, og því kallast indúktífan fylki Petersen fylki.

Fjarkaðri hluti villustraumsins er háur í undirjarðarleyningakerfi. Þegar jörðavilla kemur, verður magn fjarkaðrans í villuleiðinni 3 sinnum meira en merkt vísvolta til jarðar í heilsulegum vísi. Þetta valdar mikilli færslu núllkrossings straums frá núllkrossingi spennu í kerfinu. Vegna þessa hærs fjarkaðra í jörðavilluleiðinni verður rað af endurtímum í villuspurningu. Þetta getur valdi óvæntum ofrspenna í kerfinu.

Indúktans Petersen fylkisins er valin eða stillt á gildi sem valdar indúktífa straum sem getur nútíma fjarkaðra.

Látum okkur reikna indúktans Petersen fylkisins fyrir 3 vísa undirjarðarkerfi. Til þess látum okkur taka tillit til fjarkaðra milli leiðar og jarðar í hverju vísi, C farad. Þá verður fjarkaðri eða hleðnisstraumur í hverju vísi

Svo, fjarkaðri í villuleiðinni við eina vísu til jarðar villu er

Eftir villu, mun stjörnupunktur hafa vísvolt sem núllpunktur er færst í villuspurningu. Svo spennan sem kemur yfir indúktífan er Vph. Þannig, indúktífan straumur í fylkinu er

Nú, fyrir afgang fjarkaðra gildis 3I, IL verður að hafa sama magn en 180o elektrískt í öfund. Því,

Þegar hönnun eða skipulag kerfisins breytist, eins og lengd, snið, þykkt eða skyddsmáts gæði, verður indúktans fylkisins að vera stillt. Því er oft tapabreyting á Petersen fylkum.