پترسون کويل گرانډیګ

پترسون کویل، به طور اساسی یک راکتور هسته‌ای آهنی است که بین خنثی ترانسفورماتور و زمین متصل می‌شود. عملکرد اصلی آن محدود کردن جریان خطای زمینی ظرفیتی است که در صورت وقوع خطا در خط الکتریکی از خط به زمین جریان می‌یابد. این کویل با تپ‌های قابل تنظیم مجهز شده است که اجازه می‌دهد تا تنظیمات برای تطبیق با مشخصات ظرفیتی سیستم الکتریکی انجام شود. واکنش پترسون کویل به دقت انتخاب می‌شود به طوری که جریان عبوری از راکتور برابر با جریان کوچک شارژ خطی باشد که در صورت خطا از خط به زمین جریان می‌یابد.

حال فرض کنید یک خطا از خط به زمین (LG) در فاز B در نقطه F رخ می‌دهد، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است. وقتی این خطا رخ می‌دهد، ولتاژ خط به زمین فاز B به صفر می‌رسد. همزمان، ولتاژ فازهای R و Y از مقادیر ولتاژ فاز به ولتاژ خط افزایش می‌یابد.

نتیجه ICR و ICY برابر IC است.

از دیاگرام فازور

در شرایط تعادل

وقتی جریان ظرفیتی IC برابر با جریان القایی IL ارائه شده توسط پترسون کویل است، جریان عبوری از زمین به صفر می‌رسد. بنابراین، احتمال وقوع زمین‌های آذرخشی، یک نوع خطرناک و پایدار از آذرخش الکتریکی، به طور کامل حذف می‌شود. از طریق مکانیزم زمین‌گیری خنثی بر اساس پترسون کویل، مقاومت آذرخش به سطح بسیار پایینی کاهش می‌یابد که امکان خود خاموش شدن آذرخش را در بیشتر شرایط فراهم می‌کند. این دلیلی است که پترسون کویل گاهی به عنوان یک خنثی‌کننده خطا یا کویل خاموش‌کننده آذرخش نیز شناخته می‌شود. پترسون کویل می‌تواند در دو حالت بر اساس توان خود طراحی شود. می‌تواند برای عملکرد کوتاه مدت طراحی شود که معمولاً برای تحمل جریان مشخص خود برای حدود ۵ دقیقه طراحی می‌شود. یا می‌تواند برای تحمل جریان مشخص خود به طور مداوم طراحی شود. در هر دو حالت، پترسون کویل نقش مهمی در کاهش خطاها ناشی از ضربه برق ایفا می‌کند. علاوه بر این، به طور قابل توجهی کاهش ولتاژ خط به زمین را کاهش می‌دهد که منجر به افزایش ثبات و قابلیت اطمینان سیستم الکتریکی می‌شود.