Coilus Suppressionis Arcuum vel Coilus Petersen

Definitio Spireae Suppressionis Arcus

Spira suppressio arcus, etiam spira Petersen appellata, est spira inductiva ad neutralizandum currentem capacitivum caricae in reticulis electricis subterraneis tempore defectus terrae.

Intentio et Functio

Spira reducit magnam currentem capacitivum caricae tempore defectus terrae creando currentem inductivum oppositum.

Principium Operativum

Currentis inductivus generatus ab spira annullat currentem capacitivum, praeventans arcam in puncto defectus.

Currentis Capacitivi in Systematibus Subterraneis

Cables subterranei habent continuam currentem capacitivum propter insulationem dielectricam inter conductor et terram.

Calculatio Inductivitatis

Voltage systematis triphasici aequilibrati ostenditur in figura – 1.

In reticulis subterraneis altae et mediae tensionis, unusquisque phasus habet capacitatem inter conductorem et terram, ducens ad continuam currentem capacitivum. Hic currentis praecedit voltage phasalis per 90 gradus ut ostenditur in figura – 2.

Si defectus terrae in phasus flavi occurrat, voltage phasus flavi ad terram fit nullus. Punctum neutrale systematis movetur ad apicem vectoris phasus flavi. Consequentia, voltage in phasis sanis (ruber et caeruleus) crescit ad &sqrt;3 times valorem originalem.

Naturaliter, correspondens currentis capacitivus in unoquoque phasus sano (ruber et caeruleus) fit &sqrt;3 originalis ut ostenditur in figura-4, infra.

Summa vectorialis resultante ex his duobus currentibus capacitivis nunc erit 3I, ubi I sumitur ut currentis capacitivus nominatus per phasum in systemate aequilibrato. Id est, in conditione sana aequilibrata systematis, I R = IY = IB = I.

Hoc illustratur in figura- 5 infra,

Hic currentis resultante tum per viam defectus ad terram fluit ut ostenditur infra.

Nunc, si connectamus unam spiram inductivam valoris inductivitatis apti (generali inductor nucleo ferri usus est) inter punctum stellatum vel neutrale systematis et terram, scena omnino mutabitur. Tempore defectus, currentis per inductor iuxta et oppositus in magnitudine et phase currentis capacitivi per viam defectus. Currentis inductivus quoque sequitur viam defectus systematis. Currentes capacitivi et inductivi se invicem annullant in via defectus, itaque non erit ullus currentis resultante per viam defectus creatus propter actionem capacitivam cable subterranei. Situatio idealis illustratur in figura infra.

Hoc conceptum primum implementatum fuit ab W. Petersen anno 1917, quare inductor spira ad hanc finem usus, dicitur spira Petersen.

Component capacitive currentis defectus alta est in systemate cabling subterraneo. Cum defectus terrae occurrit, magnitudo huius currentis capacitivi per viam defectus fit 3 vices maior quam currentis capacitivus nominatus phase ad terram phase sanis. Hoc causat significativam mutationem transversalium zero currentis ab transversalibus zero voltage in systemate. Propter praesentiam huius alti currentis capacitivi in via defectus terrae erit series re-striking in loco defectus. Hoc potest ducere ad over-voltage indesiderabile in systemate.

Inductivitas spireae Petersen selecta vel adjustata est ad talem valorem qui causat currentem inductivum qui exacte possit neutralizare currentem capacitivum.

Calculemus inductivitatem spireae Petersen pro systemate triphasico subterraneo. Pro hoc consideremus capacitatem inter conductor et terram in unoquoque phasus systematis, C farad. Tum currentis capacitivus caricae in unoquoque phasus erit

Itaque, currentis capacitivus per viam defectus tempore defectus singulae phase ad terram erit

Post defectum, punctum stellatum habebit voltage phasale cum punctum nullum movetur ad punctum defectus. Itaque, voltage apparens trans inductor est Vph. Ergo, currentis inductivus per spiram erit

Nunc, ad cancellationem currentis capacitivi valoris 3I, IL debet habere eandem magnitudinem sed 180o electriciter separata. Itaque,

Cum design aut configuratio systematis mutatur, sicut longitudo, section transversa, crassitudo, vel qualitas insulationis, inductivitas spireae debet adjustari. Quapropter, spireae Petersen saepe habent arrangementum tap-changing.