Lokācijas spīdiena izdzēšanas spūle vai Petersena spūle

Lokācijas spēka sargkārta (Petersena kārta) definīcija

Lokācijas spēka sargkārte, arī pazīstama kā Petersena kārta, ir induktīva kārta, kas tiek izmantota, lai neutralizētu dielektriskās ielādes strāvu apgabala elektrotīklos pie zemes defekta.

Mērķis un funkcija

Kārta samazina lielo dielektrisko ielādes strāvi pie zemes defekta, veidojot pretēju induktīvo strāvi.

Darbības princips

Kārtā ģenerētā induktīvā strāva kompensē dielektrisko strāvi, novēršot lokāciju defekta punktā.

Dielektriskā strāva apgabala sistēmās

Apgabala kabeļos pastāv nepārtraukta dielektriskā strāva, kas rodas no dielektriska izolācijas starp vadāmo un zemi.

Induktivitātes aprēķins

Trīs fāžu līdzsvarotas sistēmas spriegumi ir parādīti figūrā – 1.

Apgabala augstsprieguma un vidusprieguma kabeļu tīklos katrā fāzē ir kapacitance starp vadāmo un zemi, kas rada nepārtrauktu dielektrisko strāvi. Šī strāva nāk priekšā fāzes spriegumam par 90 grādiem, kā parādīts figūrā – 2.

Ja notiek zemes defekts dzeltenajā fāzē, dzeltenās fāzes spriegums pret zemi kļūst nulle. Sistēmas nulles punkts pārvietojas uz dzeltenās fāzes vektora galienu. Tādējādi, veselīgo fāžu (sarkanas un zilās) spriegumi palielinās līdz √3 reizes oriģinālajai vērtībai.

Protams, atbilstošā dielektriskā strāva katrā veselīgā fāzē (sarkanā un zilā) kļūst √3 reizes lielāka, kā parādīts figūrā-4, zemāk.

Abu dielektrisko strāvu vektoru summa tagad būs 3I, kur I ir normālā dielektriskā strāva katrā fāzē līdzsvarotā sistēmā. Tas nozīmē, ka sistēmas veselīgā stāvoklī IR = IY = IB = I.

Šis ir parādīts zemāk esošajā figūrā-5,

Šī rezultātā iegūtā strāva tad plūst caur defekta ceļu uz zemi, kā parādīts zemāk.

Tagad, ja mēs savienojam vienu induktīvo kārtu ar atbilstošu induktivitātes vērtību (parasti tiek izmantots dzelzs šķidrums) starp sistēmas zvaigznes punktu vai nulles punktu un zemi, situācija pilnībā mainīsies. Defekta stāvoklī induktīvā kārtā caurājošā strāva būs tikpat liela un pretēja fāzei salīdzinājumā ar dielektrisko strāvi defekta ceļā. Induktīvā strāva arī sekos defekta ceļu sistēmā. Dielektriskā un induktīvā strāva kompensēs viena otru defekta ceļā, tādējādi nekāda rezultātā iegūtā strāva nebūs caur defekta ceļu, kas radīta apgabala kabeļu dielektriskajā darbībā. Ideālais stāvoklis ir parādīts zemāk esošajā figūrā.

Šo konceptu pirmo reizi 1917. gadā ieviesa W. Petersen, tāpēc induktīvā kārte, kas tiek izmantota šim mērķim, sauc par Petersena kārto.

Defekta strāvas dielektriskā sastāvdaļa ir augsta apgabala kabeļu sistēmā. Kad notiek zemes defekts, šīs dielektriskās strāvas magnitūda defekta ceļā kļūst 3 reizes lielāka nekā normālā fāzes pret zemi dielektriskā strāva veselīgajā fāzē. Tas rada būtisku strāvas nulles krustojumu nobīdi no sprieguma nulles krustojuma sistēmā. Šīs augstās dielektriskās strāvas klātbūtnes dēļ defekta ceļā notiks vairākas atkārtotas lokācijas defekta vietā. Tas var izraisīt nevēlamu pārspriegumu sistēmā.

Petersena kārtes induktivitāte tiek atlasīta vai pielāgota tā, lai tā radītu induktīvo strāvi, kas precīzi kompensētu dielektrisko strāvi.

Aprēķināsim Petersena kārtes induktivitāti 3 fāžu apgabala sistēmai. Lai to izdarītu, pieņemsim, ka katrā sistēmas fāzē starp vadāmo un zemi ir kapacitance C faradi. Tad dielektriskā lejkājamā strāva katrā fāzē būs

Tātad, dielektriskā strāva defekta ceļā pie vienas fāzes defekta pret zemi būs

Pēc defekta zvaigznes punktam būs fāzes spriegums, jo nulles punkts ir nobīdies uz defekta punktu. Tādējādi, spriegums, kas parādās uz kārtas, būs Vph. Tādējādi, induktīvā strāva caur kārto būs

Tagad, lai kompensētu dielektrisko strāvi 3I vērtībā, IL jābūt tādam pašam magnitūdē, bet elektriski atdalītam par 180 grādiem. Tātad,

Kad sistēmas dizains vai konfigurācija mainās, piemēram, garums, šķērsgriezums, biezums vai izolācijas kvalitāte, kārtes induktivitāti jāpielāgo. Tādēļ, Petersena kārtām bieži ir tapu maiņas ierīce.