आर्क दमनकारी कुण्डल वा पेटरसन कुण्डल
आर्क सप्रेशन कोइल परिभाषा
आर्क सप्रेशन कोइल, जिसे पेटरसन कोइल भी कहते हैं, एक इनडक्टिव कोइल है जो भू दोष के दौरान अंडरग्राउंड पावर नेटवर्क में कैपेसिटिव चार्जिंग करंट को न्यूट्रलाइज करने के लिए उपयोग किया जाता है।
उद्देश्य और कार्य
कोइल भू दोष के दौरान बड़े कैपेसिटिव चार्जिंग करंट को कम करता है जिसके लिए विपरीत इनडक्टिव करंट उत्पन्न करता है।
कार्य तथा सिद्धांत
कोइल द्वारा उत्पन्न इनडक्टिव करंट, दोष बिंदु पर आर्किंग को रोकने के लिए कैपेसिटिव करंट को रद्द कर देता है।
अंडरग्राउंड सिस्टम में कैपेसिटिव करंट
अंडरग्राउंड केबलों में चालक और पृथ्वी के बीच डाइएलेक्ट्रिक इन्सुलेशन के कारण एक निरंतर कैपेसिटिव करंट होता है।
इनडक्टेंस की गणना
तीन फेज संतुलित सिस्टम के वोल्टेज चित्र-1 में दिखाया गया है।
अंडरग्राउंड उच्च वोल्टेज और मध्यम वोल्टेज केबल नेटवर्क में, प्रत्येक फेज में चालक और पृथ्वी के बीच कैपेसिटेंस होती है, जिसके कारण एक निरंतर कैपेसिटिव करंट होता है। यह करंट फेज वोल्टेज से 90 डिग्री आगे होता है, जैसा कि चित्र-2 में दिखाया गया है।
यदि पीले फेज में भू दोष होता है, तो पीले फेज से ग्राउंड तक का वोल्टेज शून्य हो जाता है। सिस्टम का न्यूट्रल बिंदु पीले फेज वेक्टर के शीर्ष पर आ जाता है। इस परिणामस्वरूप, स्वस्थ फेज (लाल और नीला) का वोल्टेज मूल मान का &sqrt;3 गुना बढ़ जाता है।
प्राकृतिक रूप से, प्रत्येक स्वस्थ फेज (लाल और नीला) में संबंधित कैपेसिटिव करंट मूल मान का &sqrt;3 गुना हो जाता है, जैसा कि नीचे चित्र-4 में दिखाया गया है।
इन दो कैपेसिटिव करंट का वेक्टर योगफल अब 3I होगा, जहाँ I एक संतुलित सिस्टम में प्रत्येक फेज का रेटेड कैपेसिटिव करंट है। इसका अर्थ है, सिस्टम की स्वस्थ और संतुलित स्थिति में, IR = IY = IB = I.
यह नीचे चित्र-5 में दिखाया गया है,
यह परिणामी करंट फॉल्टी पथ के माध्यम से पृथ्वी तक प्रवाहित होता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
अब, यदि हम एक उपयुक्त इनडक्टेंस मान के एक इनडक्टिव कोइल (आमतौर पर लोहे का कोर इनडक्टर उपयोग किया जाता है) को सिस्टम के स्टार पॉइंट या न्यूट्रल पॉइंट और ग्राउंड के बीच जोड़ते हैं, तो परिदृश्य पूरी तरह से बदल जाता है। दोषी स्थिति में, इनडक्टर के माध्यम से प्रवाहित करंट, फॉल्टी पथ में प्रवाहित कैपेसिटिव करंट के मान और फेज के ठीक विपरीत होता है। इनडक्टिव करंट भी सिस्टम के फॉल्टी पथ का अनुसरण करता है। फॉल्टी पथ पर कैपेसिटिव और इनडक्टिव करंट एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, इसलिए फॉल्टी पथ पर कैपेसिटिव कार्य के कारण बना परिणामी करंट नहीं होगा। आदर्श स्थिति नीचे दिखाया गया चित्र में दिखाया गया है।
यह अवधारणा 1917 में W. Petersen द्वारा पहले लागू की गई थी, इसलिए इनडक्टर कोइल का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है, जिसे Petersen Coil कहते हैं।
भू दोष के दौरान अंडरग्राउंड केबलिंग सिस्टम में दोषी करंट का कैपेसिटिव घटक उच्च होता है। जब भू दोष होता है, तो फॉल्टी पथ में प्रवाहित कैपेसिटिव करंट स्वस्थ फेज के फेज से ग्राउंड तक के रेटेड कैपेसिटिव करंट से 3 गुना अधिक हो जाता है। यह सिस्टम में वोल्टेज के शून्य पार बिंदु से करंट के शून्य पार बिंदु का महत्वपूर्ण विस्थापन का कारण बनता है। फॉल्टी पथ में इस उच्च कैपेसिटिव करंट की उपस्थिति के कारण दोष स्थान पर एक श्रृंखला में फिर से आर्किंग होती है। यह सिस्टम में अवांछित ओवरवोल्टेज का कारण बन सकता है।
Petersen Coil की इनडक्टेंस को ऐसे मान पर चुना या समायोजित किया जाता है जो इनडक्टिव करंट उत्पन्न कर सकता है जो कैपेसिटिव करंट को ठीक रद्द कर सके।
चलिए 3 फेज अंडरग्राउंड सिस्टम के लिए Petersen Coil की इनडक्टेंस की गणना करें। इसके लिए, चलिए एक सिस्टम के प्रत्येक फेज में चालक और पृथ्वी के बीच कैपेसिटेंस C फैराड है। तो प्रत्येक फेज में कैपेसिटिव लीकेज करंट या चार्जिंग करंट होगा
इसलिए, एकल फेज से ग्राउंड तक के भू दोष के दौरान फॉल्टी पथ में प्रवाहित कैपेसिटिव करंट होगा
दोष के बाद, स्टार पॉइंट में फेज वोल्टेज होगा क्योंकि शून्य बिंदु दोष बिंदु पर स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, इनडक्टर पर वोल्टेज Vph होगा। इसलिए, कोइल के माध्यम से इनडक्टिव करंट होगा
अब, 3I मान के कैपेसिटिव करंट को रद्द करने के लिए, IL को उसी मान का होना चाहिए लेकिन विद्युतीय रूप से 180 डिग्री दूर। इसलिए,
जब सिस्टम का डिजाइन या विन्यास, जैसे लंबाई, क्रॉस-सेक्शन, मोटाई, या इन्सुलेशन की गुणवत्ता बदलता है, तो कोइल की इनडक्टेंस को समायोजित किया जाना चाहिए। इसलिए, Petersen coils में आमतौर पर टैप-चेंजिंग व्यवस्था होती है।
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