катушة قمع القوس أو كاتوشة بيترسن

يتدفق دائمًا تيار شحن كبير من الموصل إلى الأرض في شبكات الطاقة ذات الجهد العالي والمتوسط تحت الأرض. هذا بسبب العزل الكهربائي بين الأرض والموصل في الكابلات تحت الأرض. أثناء حدوث عطل أرضي في أي مرحلة، في نظام ثلاثي الأطوار مثل هذا، يصبح تيار الشحن للنظام بشكل مثالي ثلاثة أضعاف التيار المقنن لكل طور. يؤدي هذا التيار الشاحن الأكبر إلى إعادة الإشعال ويمر عبر نقطة العطل مما يسبب القوس الكهربائي هناك. لتخفيض التيار الشاحن الكاباسيتي الكبير خلال العطل الأرضي، يتم توصيل مكثف واحد بين نقطة النجمة والأرض. يكون التيار الذي ينشأ في هذا المكثف أثناء العطل معاكسًا لتيار شحن الكابل في نفس اللحظة، وبالتالي يحييد تيار الشحن للنظام. يعرف هذا المكثف ذو الاندكتانس المناسب باسم مكثف قمع القوس أو مكثف بيترسن.

تظهر جهود نظام ثلاثي الأطوار المتوازن في الشكل – 1.

في شبكة الكابلات ذات الجهد العالي والمتوسط تحت الأرض، يوجد دائمًا كاباسيتانس بين الموصل والأرض في كل طور. ولذلك، يوجد دائمًا تيار كاباسيتي من الطور إلى الأرض. في كل طور، يتقدم التيار الكاباسيتي على الجهد المقابل بـ 900 كما هو موضح في الشكل – 2.

والآن فلنفترض أن هناك عطل أرضي في الطور الأصفر من النظام. بشكل مثالي، يصبح جهد الطور الأصفر، وهو جهد الطور الأصفر للأرض، صفرًا. وبالتالي، يتم تحويل نقطة الصفر للنظام إلى طرف متجه الطور الأصفر، كما هو موضح في الشكل -3 أدناه. نتيجة لذلك، يصبح الجهد في الأطوار السليمة (الأحمر والأزرق) &sqrt;3 ضعف الأصلي.

بالطبع، يصبح التيار الكاباسيتي المقابل في كل طور سليم (الأحمر والأزرق) &sqrt;3 من الأصلي كما هو موضح في الشكل -4 أدناه.

سيكون مجموع المتجهات، وهو الناتج لتلك التيارات الكاباسيتي الآن، 3I، حيث يعتبر I هو التيار الكاباسيتي المقنن لكل طور في النظام المتوازن. وهذا يعني أنه في حالة التوازن الصحية للنظام، IR = IY =
IB = I.

يتم توضيح ذلك في الشكل - 5 أدناه،

ثم يتدفق هذا التيار الناتج عبر المسار المعيب إلى الأرض كما هو موضح أدناه.

الآن، إذا قمنا بتوصيل مكثف واحد ذي قيمة اندكتانس مناسبة (عادة ما يتم استخدام مكثف ذو نواة حديدية) بين نقطة النجمة أو نقطة المحايدة للنظام والأرض، ستتغير السيناريو بالكامل. في حالة العطل، سيكون التيار عبر المكثف مساوٍ ومعاكس في القيمة والطور لتلك التيار الكاباسيتي عبر المسار المعيب. يتبع التيار الاندكتاني أيضًا مسار العطل في النظام. يلغي التيار الكاباسيتي والاندكتاني بعضهما البعض في مسار العطل، وبالتالي لن يكون هناك أي تيار ناتج عبر مسار العطل بسبب الفعل الكاباسيتي للكابل تحت الأرض. يتم توضيح الحالة المثالية في الشكل أدناه.

تم تنفيذ هذا المفهوم لأول مرة بواسطة W. Petersen في عام 1917، لهذا السبب يُستخدم المكثف الخيطي لهذا الغرض، ويسمى مكثف بيترسن.
المكون الكاباسيتي لتيار العطل عالي في نظام الكابلات تحت الأرض. عندما يحدث عطل أرضي، يصبح حجم هذا التيار الكاباسيتي عبر مسار العطل 3 أضعاف التيار الكاباسيتي المقنن لكل طور للأرض في الأطوار السليمة. هذا يسبب تغيرًا كبيرًا في نقطة الصفر للتيار بعيدًا عن نقطة الصفر للجهد في النظام. بسبب وجود هذا التيار الكاباسيتي العالي في مسار العطل الأرضي، سيكون هناك سلسلة من إعادة الإشعال في موقع العطل. قد يؤدي ذلك إلى زيادة غير مرغوب فيها في الجهد في النظام.
يتم اختيار أو تعديل الاندكتانس لمكثف بيترسن بحيث يكون التيار الاندكتاني قادرًا على إلغاء التيار الكاباسيتي تمامًا.
دعونا نحسب الاندكتانس لمكثف بيترسن لنظام ثلاثي الأطوار تحت الأرض.

لهذا دعونا نعتبر أن الكاباسيتانس بين الموصل والأرض في كل طور من النظام هو C فاراد. ثم سيكون التيار الكاباسيتي للماس أو تيار الشحن في كل طور

لذا، سيكون التيار الكاباسيتي عبر مسار العطل أثناء حدوث عطل أرضي لأحد الأطوار

بعد العطل، سيكون للنقطة النجمية جهد طور لأن نقطة الصفر تم تحويلها إلى نقطة العطل. لذا، يظهر الجهد عبر المكثف Vph. بالتالي، سيكون التيار الاندكتاني عبر المكثف

الآن، لإلغاء التيار الكاباسيتي بقيمة 3I، يجب أن يكون IL بنفس القيمة ولكن 180o كهربائيًا بعيدًا. لذا،

عندما تتغير تصميم أو تكوين النظام (في الطول و/أو المقاطع العرضية و/أو السمك ونوع العزل)، يجب تعديل الاندكتانس للمكثف وفقًا لذلك. لهذا السبب غالبًا ما يتم توفير مكثف بيترسن مع ترتيب تغيير الاتصالات.

بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.