ਅਰਕ ਸੁਪ੍ਰੈਸ਼ਨ ਕੋਇਲ ਜਾਂ ਪੀਟਰਸਨ ਕੋਇਲ
Arc Suppression Coil کی تعریف
آرک سپریشن کوئل، جسے پیٹرسن کوئل بھی کہا جاتا ہے، زمین کے فارطے کے دوران زیر زمین بجلی کے نیٹ ورک میں کیپیسٹو کے شارج کرنے والے کرنٹ کو ختم کرنے کے لیے استعمال کیا جانے والا ایک انڈکٹو کوئل ہے۔
مقصد اور کام
کوئل زمین کے فارطے کے دوران بڑے کیپیسٹو کے شارج کرنے والے کرنٹ کو کم کرتا ہے اور اس کے مقابلے میں ایک عکسی انڈکٹو کرنٹ بناتا ہے۔
کام کا طریقہ
کوئل سے پیدا ہونے والا انڈکٹو کرنٹ کیپیسٹو کرنٹ کو ختم کرتا ہے، جس سے فارطے کے مقام پر آرک کی روک تھام کی جاتی ہے۔
زیر زمین نظاموں میں کیپیسٹو کرنٹ
زیر زمین کیبلوں میں کنڈکٹر اور زمین کے درمیان دائریکٹرک انسلیشن کی وجہ سے مستقل کیپیسٹو کرنٹ رہتا ہے۔
انڈکٹنس کا حساب
ایک تین فیز بالانسڈ نظام کے ولٹیجز کو فگر – 1 میں دکھایا گیا ہے۔
زیر زمین اعلیٰ ولٹیج اور درمیانہ ولٹیج کیبل نیٹ ورکوں میں، ہر فیز میں کنڈکٹر اور زمین کے درمیان کیپیسٹنس ہوتی ہے، جس کی وجہ سے مستقل کیپیسٹو کرنٹ ہوتا ہے۔ یہ کرنٹ فیز ولٹیج کے 90 ڈگری آگے ہوتا ہے جیسا کہ فگر – 2 میں دکھایا گیا ہے۔
اگر پیلے فیز میں زمین کا فارطہ ہو تو، پیلے فیز کا زمین سے ولٹیج صفر ہوجاتا ہے۔ نظام کا نیوٹرل پوائنٹ پیلے فیز ویکٹر کے اوپر منتقل ہوجاتا ہے۔ نتیجے میں، صحت مند فیز (سرخ اور نیلا) کا ولٹیج ملتی بار کا &sqrt;3 گنا بڑھ جاتا ہے۔
بالکل طبعی طور پر، صحت مند فیز (سرخ اور نیلا) میں متعلقہ کیپیسٹو کرنٹ ملتی بار کا &sqrt;3 گنا ہوجاتا ہے جیسا کہ نیچے فگر-4 میں دکھایا گیا ہے۔
اس کے نتیجے میں، یہ دو کیپیسٹو کرنٹ کا بردار حاصل 3I ہوگا، جہاں I کو بالانسڈ نظام میں ہر فیز کا مقررہ کیپیسٹو کرنٹ لیا گیا ہے۔ یعنی، نظام کی صحت مند بالانسڈ حالت میں، I R = IY = IB = I.
یہ نیچے فگر- 5 میں دکھایا گیا ہے،
پھر یہ بردار کرنٹ فارطے کے راستے زمین کو چلتا ہے جیسا کہ نیچے دکھایا گیا ہے۔
اب، اگر ہم نظام کے ستارہ نقطہ یا نیوٹرل نقطہ اور زمین کے درمیان ایک سببی کوئل کو مناسب انڈکٹنس کی قدر سے جوڑ دیں (عام طور پر لوہے کا کرنل کا انڈکٹر استعمال کیا جاتا ہے)، تو سناریو مکمل طور پر تبدیل ہو جائے گا۔ فارطے کی حالت میں، انڈکٹر کے ذریعے کرنٹ کیپیسٹو کرنٹ کے مقدار اور فیز کے مخالف ہوگا۔ انڈکٹو کرنٹ بھی نظام کے فارطے کے راستے چلتا ہے۔ کیپیسٹو اور انڈکٹو کرنٹ فارطے کے راستے پر یک دوسرے کو ختم کرتے ہیں، نتیجے میں فارطے کے راستے پر کیپیسٹو کرنٹ کی وجہ سے کوئی بردار کرنٹ پیدا نہیں ہوتا۔ ایدال حالت نیچے دکھائی گئی فگر میں ظاہر کی گئی ہے۔
یہ مفہوم 1917 میں W. Petersen نے پہلی بار لاگو کیا تھا، اس لیے اس کوئل کو پیٹرسن کوئل کہا جاتا ہے۔
زمین کے فارطے کی وجہ سے زیر زمین کیبلنگ نظام میں کیپیسٹو کرنٹ کا مول ہوتا ہے۔ جب زمین کا فارطہ ہوتا ہے، تو فارطے کے راستے سے گذرنے والے کرنٹ کی مقدار صحت مند فیز کے زمین سے کرنٹ کے 3 گنا زیادہ ہوجاتی ہے۔ یہ نظام میں ولٹیج کے صفر کراسنگ کو کرنٹ کے صفر کراسنگ سے دور کرتا ہے۔ اس کی وجہ سے فارطے کے راستے میں کرنٹ کی وجہ سے فارطے کے مقام پر دوبارہ آرک ہونے کی سیریز ہوتی ہے۔ یہ نظام میں غیر مطلوبہ اوور ولٹیج کی وجہ بنتا ہے۔
پیٹرسن کوئل کی انڈکٹنس کو ایسی قدر پر منتخب یا تبدیل کیا جاتا ہے جس سے انڈکٹو کرنٹ کیپیسٹو کرنٹ کو مکمل طور پر ختم کر سکے۔
اے چلو ہم ایک 3 فیز زیر زمین نظام کے لیے پیٹرسن کوئل کی انڈکٹنس کا حساب لگائیں۔ اس کے لیے ہم فرض کرتے ہیں کہ نظام کے ہر فیز میں کنڈکٹر اور زمین کے درمیان کیپیسٹنس C فاراڈ ہے۔ پھر ہر فیز میں کیپیسٹو لیکیج کرنٹ یا شارج کرنٹ ہوگا
تو، کیپیسٹو کرنٹ فارطے کے راستے پر ایک فیز کو زمین کے فارطے کے دوران ہوگا
فارطے کے بعد، ستارہ نقطہ فیز ولٹیج کو چونکہ نل پوائنٹ فارطے کے مقام پر منتقل ہوگیا ہے۔ تو انڈکٹر کے ساتھ ولٹیج Vph ظاہر ہوگا۔ اس لیے، کوئل کے ذریعے انڈکٹو کرنٹ ہوگا
اب، کیپیسٹو کرنٹ کی مقدار 3I کو ختم کرنے کے لیے IL کی مقدار یکساں ہونی چاہئے لیکن الیکٹرکلی 180o کے دوران۔ اس لیے،
جب نظام کا ڈیزائن یا کنفیگریشن، جیسے لمبائی، کراس سیکشن، موٹائی، یا انسلیشن کی کوالٹی تبدیل ہوتی ہے، تو کوئل کی انڈکٹنس کو تبدیل کرنا چاہئے۔ اس لیے، پیٹرسن کوئل میں عام طور پر ٹپ چینجنگ آرینجمنٹ ہوتا ہے۔
