Дуганы басу спиральі немесе Петерсен спиралі

Денгіз жарықты басу спиралінің анықтамасы

Денгіз жарықты басу спиралі немесе Петерсен спиралі - бұл жерде жарық пайда болған кезде жер астындағы электр желілеріндегі конденсаторлық толтыру ағымын нейтралдау үшін қолданылатын индуктивті спираль.

Мақсат және Функция

Спираль жерде жарық пайда болған кезде үлкен конденсаторлық толтыру ағымын кері индуктивті ағымды жасап азайтады.

Іске қосылу принципі

Спиралмен жасалған индуктивті ағым конденсаторлық ағымды басып, жарықтың орында аркалауын төмендетеді.

Жер астындағы системадағы конденсаторлық ағым

Жер астындағы кабелдерде провод мен жер арасындағы диэлектрикалық изоляция сияқты үнемі конденсаторлық ағым бар.

Индуктивтілікті есептеу

Үш фазаның теңсіздігі жоқ системасындагы напрямдандар фигура – 1-де көрсетілген.

Жер астындағы жоғары және орта напрямдандары бар кабель желілерінде, әрбір фазаның провод мен жер арасында конденсаторлық қасиеті бар, бұл үнемі конденсаторлық ағымға әкеледі. Бұл ағым фигура – 2-де көрсетілгендей фазаның напрямдандарынан 90 градус өтуі мүмкін.

Егер желт фазада жерге жарық пайда болса, желт фазаның жерге дейінгі напрямдандары нөлге айналады. Системаның нейтраль нүктесі желт фаза векторының соңғы бөлігіне өзгереді. Сонымен қатар, денсау фазалардың (қызыл және көк) напрямдандары алғашқы мәннің √3 есе өседі.

Табиғатты түрде, денсау фазалардың (қызыл және көк) сәйкес конденсаторлық ағымдары алғашқы мәннің √3 есе өседі, бұл фигура-4-те көрсетілген.

Бұл екі конденсаторлық ағымның векторлық қосындысы 3I болады, мұнда I - теңсіздігі жоқ системадағы әр фазадағы нормативті конденсаторлық ағым. Бұл демек, системаның денсау және теңсіздігі жоқ абалында, IR = IY = IB = I.

Бұл фигура-5-те көрсетілген,

Бұл нәтижелік ағым одан кейін жарықтың жолы бойынша жерге өтеді, төменде көрсетілгендей.

Егер системаның жұлдыз нүктесі немесе нейтраль нүктесі мен жер арасына құрамына сәйкес индуктивтілік мәнге ие (адатта демір ядролы индуктор қолданылады) бір индуктивті спираль қосылса, күрделі абалда сценарий толығымен өзгереді. Жарықтың болуында индуктор арқылы өткен ағым жарықтың жолы бойынша өткен конденсаторлық ағымға қатысты өлшемі мен фазасы бойынша тең және кері болады. Индуктивті ағым да системаның жарықтың жолы бойынша өтеді. Конденсаторлық және индуктивті ағымдар жарықтың жолында бір-бірін басып, жарықтың жолы бойынша капацыторлық әсерінен пайда болған нәтижелік ағым болмайды. Идеалды абал фигура-6-та көрсетілген.

Бұл идея 1917 жылы W. Петерсен таразында жүзеге асырылған, сондықтан индуктор спираль үшін Петерсен спиралі деп аталады.

Жер астындағы кабель системасында жарықтың конденсаторлық компоненті жоғары. Жерге жарық пайда болған кезде, жарықтың жолы бойынша өткен конденсаторлық ағым денсау фазадағы нормативті фаза-жер арасындағы конденсаторлық ағымдан 3 есе өседі. Бұл системада ағымдың нөл аралығын напрямдандардың нөл аралығынан өте қозғалдыратын маңызды қозғалысқа әкеледі. Жарықтың жолындағы үнемі конденсаторлық ағымдың өсуінен, жарықтың орында бір серия арт-арт қайталануы мүмкін. Бұл системада қажетті емес жоғары напрямдандарды пайда көрсетуі мүмкін.

Петерсен спиралінің индуктивтілігі, индуктивті ағымдың конденсаторлық ағымды әртүрлілікті қолданып, теңестіруге мүмкіндік беретін мәнге сай таңдалған немесе өзгертіледі.

Петерсен спиралінің индуктивтілігін 3 фазалы жер астындағы система үшін есептеік. Системаның әр фазасындағы провод мен жер арасындағы конденсаторлық қасиет C фарад болсын. Онда әр фазадағы конденсаторлық құбылыс ағымы немесе толтыру ағымы болады

Сонымен, бір фаза-жер жарықтың уақытында жарықтың жолы бойынша өткен конденсаторлық ағым болады

Жарықтың болуынан кейін, жұлдыз нүктесі фаза напрямдандарын өзінің нөл нүктесі жарықтың нүктесіне өзгереді. Демек, индуктор арқылы өткен напрямдандар Vph болады. Сондықтан, спирал арқылы өткен индуктивті ағым

Енді, 3I мәніндегі конденсаторлық ағымды басу үшін, IL-дің өлшемі тең, бірақ 180° электрлық қозғалысқа қарама-қарсы болуы керек. Сондықтан,

Системаның құрылымы немесе конфигурациясы өзгерген кезде, мысалы, ұзындық, кескіндік, қалыңдық немесе изоляция сапасы өзгерген кезде, спиралдің индуктивтілігі өзгертуге болады. Сондықтан, Петерсен спиралілері көбінесе тап-өзгерту құрылымына ие.