पेटरसन कोइल जो बुनियादी रूप से एक लोहे कोर रिएक्टर है, इसे ट्रान्सफार्मर के न्यूट्रल और भूमि के बीच जोड़ा जाता है। इसका मुख्य कार्य तब होता है जब विद्युत लाइन में लाइन-से-भूमि दोष होता है, तो प्रवाहित होने वाली क्षमतात्मक भू-दोष धारा को सीमित करना है। इस कोइल में टैपिंग लगाया जाता है, जिससे विद्युत प्रणाली की क्षमता विशेषताओं के साथ मेल-जोल करने के लिए समायोजन किया जा सकता है। पेटरसन कोइल का रिएक्टेंस ऐसा चुना जाता है कि रिएक्टर से गुजरने वाली धारा लाइन-से-भूमि दोष में प्रवाहित होने वाली छोटी लाइन-चार्जिंग धारा के बराबर हो।
अब, नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाए गए फ़ेस B में बिंदु F पर लाइन-से-भूमि (LG) दोष होने की स्थिति पर विचार करें। जब यह दोष होता है, तो फ़ेस B का लाइन-से-भूमि वोल्टेज शून्य हो जाता है। साथ ही, फ़ेस R और Y के वोल्टेज अपने फ़ेस-वोल्टेज मानों से लाइन-वोल्टेज मानों तक बढ़ जाते हैं।

ICR और ICY का परिणाम IC है।

फेजर आरेख से

संतुलित स्थिति के लिए

जब क्षमतात्मक धारा IC पेटरसन कोइल द्वारा प्रदान की गई उत्तेजक धारा IL के बराबर होती है, तो भूमि में प्रवाहित होने वाली धारा शून्य हो जाती है। इस परिणामस्वरूप, आर्किंग ग्राउंड्स, एक खतरनाक और लगातार विद्युत आर्किंग के रूप की संभावना पूरी तरह से खत्म हो जाती है। पेटरसन कोइल-आधारित न्यूट्रल ग्राउंडिंग के माध्यम से, आर्क रिजिस्टेंस को बहुत कम स्तर तक कम किया जाता है, जिससे आर्क अधिकांश परिस्थितियों में स्वयं समाप्त हो जाता है। इसी कारण पेटरसन कोइल को ग्राउंड-फ़ॉल्ट न्यूट्रलाइज़र या आर्क-सुप्रेशन कोइल के रूप में भी जाना जाता है। पेटरसन कोइल को दो तरीकों से रेटिंग के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। इसे लघुकालिक संचालन के लिए डिजाइन किया जा सकता है, जो आमतौर पर लगभग 5 मिनट के लिए अपनी निर्दिष्ट धारा को सहन करने के लिए रेट किया जाता है। वैकल्पिक रूप से, इसे निरंतर अपनी रेटेड धारा को ले जाने के लिए इंजीनियरिंग किया जा सकता है। दोनों मामलों में, पेटरसन कोइल बिजली की चाप से उत्पन्न अस्थायी दोषों को मिटाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अलावा, यह एकल लाइन-से-भूमि वोल्टेज गिरावट को बहुत कम करता है, जिससे विद्युत प्रणाली की स्थिरता और विश्वसनीयता में वृद्धि होती है।