วงจรกราวด์แบบคอยล์เพ็ทเทอร์สัน

วงจรปีเตอร์สัน ซึ่งเป็นตัวเก็บพลังงานแบบเหล็กกล้า ถูกเชื่อมต่อระหว่างจุดกลางของหม้อแปลงและพื้นดิน มีหน้าที่หลักในการจำกัดกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากความผิดปกติทางดินที่ไหลผ่านเมื่อเกิดความผิดปกติระหว่างสายกับพื้นดินในระบบไฟฟ้า วงจรนี้มีการตั้งค่าที่สามารถปรับได้เพื่อให้ตรงกับลักษณะความจุของระบบไฟฟ้า ค่าความต้านทานเหนี่ยวนำของวงจรปีเตอร์สันถูกเลือกอย่างระมัดระวังเพื่อให้กระแสที่ผ่านวงจรเท่ากับกระแสชาร์จสายที่จะไหลเข้าสู่ความผิดปกติระหว่างสายกับพื้นดิน

ตอนนี้ ลองพิจารณาความผิดปกติระหว่างสายกับพื้นดิน (LG) ที่เกิดขึ้นที่เฟส B ณ จุด F ตามภาพด้านล่าง เมื่อเกิดความผิดปกตินี้ แรงดันระหว่างสายกับพื้นดินของเฟส B จะลดลงเหลือศูนย์ ในขณะเดียวกัน แรงดันของเฟส R และ Y จะเพิ่มขึ้นจากค่าแรงดันเฟสไปเป็นค่าแรงดันระหว่างสาย

ผลรวมของ ICR และ ICY คือ IC

จากแผนภาพเวกเตอร์

สำหรับเงื่อนไขที่สมดุล

เมื่อกระแสความจุ IC เท่ากับกระแสเหนี่ยวนำ IL ที่ให้โดยวงจรปีเตอร์สัน กระแสที่ไหลผ่านพื้นดินจะกลายเป็นศูนย์ ทำให้โอกาสเกิดอาร์คบนพื้นดิน ซึ่งเป็นรูปแบบของการอาร์คที่อันตรายและยั่งยืน ถูกกำจัดอย่างสมบูรณ์ ผ่านกลไกการต่อพื้นดินที่ใช้วงจรปีเตอร์สัน ความต้านทานของอาร์คถูกลดลงอย่างมาก ทำให้อาร์คสามารถดับเองได้ในสถานการณ์ส่วนใหญ่ นี่คือเหตุผลว่าทำไมวงจรปีเตอร์สันถึงเรียกว่าวงจรปรับสมดุลความผิดปกติพื้นดินหรือวงจรยับยั้งอาร์ค วงจรปีเตอร์สันสามารถออกแบบมาสองแบบในแง่ของขนาด สามารถออกแบบให้ทำงานระยะสั้น โดยมีขนาดที่ทนทานต่อกระแสที่ระบุไว้ประมาณ 5 นาที หรือสามารถออกแบบให้สามารถพากระแสที่ระบุไว้ได้อย่างต่อเนื่อง ในทั้งสองกรณี วงจรปีเตอร์สันมีบทบาทสำคัญในการลดความผิดปกติชั่วคราวที่เกิดจากฟ้าผ่า นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงดันตกคร่อมระหว่างสายกับพื้นดิน ทำให้ระบบไฟฟ้ามีความเสถียรและเชื่อถือได้มากขึ้น