Boogdempingsspoel of Petersen-spoel

Daar is altyd 'n beduidende laadingstroom wat van die geleider na die grond vloei in ondergrondse hoëspannings- en middelspanningskragnetwerke. Dit is as gevolg van die dielektriese isolasie tussen die grond en die geleider in die ondergrondse kable. Tydens 'n grondfout in enige fase, in 'n 3-fase so 'n stelsel, word die laadingstroom van die stelsel ideaal gesproke drie keer groter as die bepaalde laadingstroom per fase. Hierdie groter laadingstroom herontsteek en vloei deur die foutplek na die grond en veroorsaak bogen daar. Om die groot kapassiewe laadingstroom tydens 'n grondfout te verminder, word 'n induktiewe spoel vanaf die sterpunt na die grond verbonden. Die stroom wat in hierdie spoel tydens 'n fout geskep word, is teenoorgesteld aan die kabel se laadingstroom op dieselfde oomblik, en neutraliseer dus die laadingstroom van die stelsel tydens die fout. Hierdie spoel met 'n geskikte induktansie staan bekend as 'n Boogdemping Spoel of Petersen Spoel.

Die spannings van 'n drie-fase gebalanseerde stelsel word in figuur – 1 getoon.

In ondergrondse hoëspannings- en middelspanningskabelnetwerke is daar altyd 'n kapasiteit tussen die geleider en die grond in elke fase. As gevolg hiervan is daar altyd 'n kapasiewe stroom van fase na grond. In elke fase lei die kapasiewe stroom die ooreenkomstige fase spanning met 900 soos in figuur – 2 getoon.

Laat nou aanneem dat daar 'n grondfout is by die geelleer fase van die stelsel. Ideaal gesproke, word die spanning van die geelleer fase, dit wil sê die geelleer fase tot grond spanning, nul. Daarom verskuif die nulpunt van die stelsel na die punt van die geelleer fase vektor, soos in figuur-3 hieronder getoon. As gevolg hiervan word die spanning in gesonde fases (rooi en blou) √3 keer die oorspronklike.

Natuurlik word die ooreenkomstige kapasiewe stroom in elke gesonde fase (rooi en blou) √3 keer die oorspronklike, soos in figuur-4 hieronder getoon.

Die vektorsom, wat die resultaat van hierdie twee kapasiewe struimme is, sal nou 3I wees, waar I as die bepaalde kapasiewe stroom per fase in die gebalanseerde stelsel geneem word. Dit beteken, by 'n gesonde gebalanseerde toestand van die stelsel, is IR = IY =
IB = I.

Dit word in figuur-5 hieronder verduidelik,

Hierdie resultante stroom vloei dan deur die foutpad na die grond soos hieronder getoon.

As ons nou 'n induktiewe spoel van geskikte induktansie waarde (gewoonlik word 'n yskern-induktor gebruik) tussen die ster- of neutrale punt van die stelsel en die grond verbind, sal die situasie volledig verander. Tydens 'n fouttoestand is die stroom deur die induktor net gelyk en teenoorgesteld in grootte en fase van die kapasiewe stroom deur die foutpad. Die induktiewe stroom volg ook die foutpad van die stelsel. Die kapasiewe en induktiewe struimme kanselleer mekaar by die foutpad, en daar sal dus nie enige resultante stroom deur die foutpad wees nie, wat as gevolg van die kapasiewe werking van die ondergrondse kabel geskep word. Die ideale situasie word in die figuur hieronder verduidelik.

Hierdie konsep is eers in 1917 deur W. Petersen geïmplementeer, en daarom word die induktor-spoel vir die doel gebruik, genaamd Petersen Spoel.
Die kapasiewe komponent van die foutstroom is hoog in die ondergrondse kabelstelsel. Wanneer 'n grondfout voorkom, word die grootte van hierdie kapasiewe stroom deur die foutpad 3 keer meer as die bepaalde fase tot grond kapasiewe stroom van die gesonde fase. Dit veroorsaak 'n beduidende verskuiving van die nuloverskryding van die stroom weg van die nuloverskryding van die spanning in die stelsel. As gevolg van die teenwoordigheid van hierdie hoë kapasiewe stroom in die grondfoutpad sal daar 'n reeks herontstekking wees by die foutplek. Dit kan ongewilde oorspanning in die stelsel veroorsaak.
Die induktansie van die Petersen Spoel word so gekies of aangepas dat die induktiewe stroom presies die kapasiewe stroom kan neutraliseer.
Laat ons die induktansie van die Petersen Spoel vir 'n 3-fase ondergrondse stelsel bereken.

Vir daardie doel laat ons die kapasiteit tussen die geleider en die grond in elke fase van 'n stelsel, C farad, oorweeg. Dan sal die kapasiewe lekkagestroom of laadingstroom in elke fase wees

Dus, die kapasiewe stroom deur die foutpad tydens 'n eenfase na grond fout is

Na die fout het die sterpunt 'n fase-spanning omdat die nulpunt na die foutpunt verskuif is. Dus, die spanning wat oor die induktor verskyn, is Vph. Daarom is die induktiewe stroom deur die spoel

Nou, vir die kansellasie van 'n kapasiewe stroom van waarde 3I, moet IL dieselfde grootte hê, maar 180o elektries uiteengesit wees. Dus,

Wanneer die ontwerp of konfigurasie (in lengte en/of dwarsdoorsny en/of dikte en kwaliteit in isolasie) van die stelsel verander, moet die induktansie van die spoel ooreenkomstig aangepas word. Daarom word die Petersen-spoel dikwels met 'n tapveranderingsregeling verseën.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goede artikels is waardoor gedeel, as daar inbreuk is maak asb. kontak om te verwyder.