Αντικαμπύλωση ή Κατασβέστρια Σπείρα Petersen

Σε υπόγεια δίκτυα υψηλής και μεσαίας τάσης, υπάρχει πάντα σημαντικό ρεύμα φόρτισης που ρέει από τον ηγεμόνα στη γη. Αυτό συμβαίνει λόγω της διελκτικής απομόνωσης μεταξύ γης και ηγεμόνα στα υπόγεια καλώδια. Κατά τη διάρκεια σφάλματος σε οποιαδήποτε φάση, σε ένα τριφασικό σύστημα, το ρεύμα φόρτισης του συστήματος θεωρητικά γίνεται τρεις φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα φόρτισης κατά φάση. Αυτό το μεγαλύτερο ρεύμα φόρτισης επαναλαμβάνεται και περνά στη γη μέσω του σημείου σφάλματος, προκαλώντας αρκετή. Για να μειωθεί το μεγάλο ρεύμα φόρτισης κατά τη διάρκεια σφάλματος στη γη, συνδέεται ένας ινδουκτικός κύκλος από το σημείο του αστέριου στη γη. Το ρεύμα που δημιουργείται σε αυτόν τον κύκλο κατά τη διάρκεια του σφάλματος είναι αντίθετο με το ρεύμα φόρτισης του καλωδίου στο ίδιο σημείο, έτσι ακυρώνει το ρεύμα φόρτισης του συστήματος. Αυτός ο κύκλος με κατάλληλη ινδουκτανσία ονομάζεται Κατευθυντήρας Χλωστής Ηλμού ή Petersen Coil.

Οι τάσεις ενός ισορροπημένου τριφασικού συστήματος είναι δεικτικές στο σχήμα – 1.

Σε υπόγεια δίκτυα υψηλής και μεσαίας τάσης, υπάρχει πάντα μια ικανότητα μεταξύ ηγεμόνα και γης σε κάθε φάση. Λόγω αυτού, υπάρχει πάντα ένα ρεύμα φόρτισης από τη φάση στη γη. Σε κάθε φάση, το ρεύμα φόρτισης οδηγεί την αντίστοιχη φασική τάση κατά 900 όπως φαίνεται στο σχήμα – 2.

Τώρα, υποθέτουμε ότι υπάρχει σφάλμα στη γη στη κίτρινη φάση του συστήματος. Θεωρητικά, η τάση της κίτρινης φάσης, δηλαδή η τάση της κίτρινης φάσης στη γη, γίνεται μηδέν. Έτσι, το σημείο μηδενικής τιμής του συστήματος μετατοπίζεται στο κορυφαίο σημείο του διανυσματικού της κίτρινης φάσης, όπως φαίνεται στο σχήμα-3, παρακάτω. Ως αποτέλεσμα, η τάση στις υγιείες φάσεις (κόκκινη και μπλε) γίνεται &sqrt;3 φορές της αρχικής.

Φυσικά, το αντίστοιχο ρεύμα φόρτισης σε κάθε υγιή φάση (κόκκινη και μπλε) γίνεται &sqrt;3 της αρχικής, όπως φαίνεται στο σχήμα-4, παρακάτω.

Η διανυσματική άθροιση, δηλαδή το αποτέλεσμα αυτών των δύο ρευμάτων φόρτισης, τώρα θα είναι 3I, όπου I είναι το ρεύμα φόρτισης κατά φάση στο ισορροπημένο σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι, σε υγιή ισορροπημένη κατάσταση του συστήματος, IR = IY =
IB = I.

Αυτό είναι δεικτικό στο σχήμα-5 παρακάτω,

Αυτό το αποτέλεσμα ρεύματος στη συνέχεια ρέει μέσω του σημείου σφάλματος στη γη, όπως φαίνεται παρακάτω.

Τώρα, αν συνδέσουμε έναν ινδουκτικό κύκλο με κατάλληλη ινδουκτανσία (συνήθως χρησιμοποιείται ινδουκτόρας με σίδηρο) μεταξύ του σημείου του αστέριου ή του ουδέτερου σημείου του συστήματος και της γης, η κατάσταση θα αλλάξει εντελώς. Κατά τη διάρκεια του σφάλματος, το ρεύμα μέσω του ινδουκτόρα είναι ίσο και αντίθετο σε μέγεθος και φάση με το ρεύμα φόρτισης μέσω του σημείου σφάλματος. Το ινδουκτικό ρεύμα ακολουθεί επίσης το σημείο σφάλματος του συστήματος. Το ρεύμα φόρτισης και το ινδουκτικό ρεύμα ακυρώνονται μεταξύ τους στο σημείο σφάλματος, έτσι δεν θα υπάρχει καμία αποτέλεσμα ρεύμα μέσω του σημείου σφάλματος λόγω της ικανότητας του υπόγειου καλώδιου. Η ιδανική κατάσταση είναι δεικτική στο σχήμα παρακάτω.

Αυτή η έννοια εφαρμόστηκε πρώτη από τον W. Petersen το 1917, γι' αυτό ο ινδουκτόρας που χρησιμοποιείται για αυτόν τον σκοπό ονομάζεται Petersen Coil.
Το ρεύμα φόρτισης είναι υψηλό στο υπόγειο σύστημα καλωδίων. Κατά τη διάρκεια σφάλματος στη γη, το μέγεθος αυτού του ρεύματος φόρτισης μέσω του σημείου σφάλματος γίνεται τρεις φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα φόρτισης κατά φάση της υγιούς φάσης. Αυτό προκαλεί σημαντική μετατόπιση της μηδενικής διαστάσης του ρεύματος μακριά από τη μηδενική διαστάση της τάσης στο σύστημα. Λόγω της παρουσίας αυτού του υψηλού ρεύματος φόρτισης στον διαδρομή σφάλματος στη γη, θα υπάρξει μια σειρά επανεναρξών στο σημείο σφάλματος. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μη επιθυμητή υπερτάση στο σύστημα.
Η ινδουκτανσία του Petersen Coil επιλέγεται ή προσαρμόζεται σε τέτοια τιμή που προκαλεί το ινδουκτικό ρεύμα που μπορεί να ακυρώσει ακριβώς το ρεύμα φόρτισης.
Ας υπολογίσουμε την ινδουκτανσία του Petersen Coil για ένα τριφασικό υπόγειο σύστημα.

Γι' αυτό, ας θεωρήσουμε ότι η ικανότητα μεταξύ ηγεμόνα και γης σε κάθε φάση ενός συστήματος, είναι C farad. Τότε το ρεύμα φύγης ή φόρτισης σε κάθε φάση θα είναι

Επομένως, το ρεύμα φόρτισης μέσω του σημείου σφάλματος κατά τη διάρκεια μονοφασικού σφάλματος στη γη είναι

Μετά το σφάλμα, το σημείο του αστέριου θα έχει φασική τάση, καθώς το σημείο μηδενικής τιμής μετατοπίζεται στο σημείο σφάλματος. Επομένως, η τάση που εμφανίζεται στον ινδουκτόρα είναι Vph. Επομένως, το ινδουκτικό ρεύμα μέσω του κύκλου είναι

Τώρα, για την ακύρωση του ρεύματος φόρτισης της τιμής 3I, το IL πρέπει να έχει το ίδιο μέγεθος αλλά 180o ηλεκτρικά απόκεντρα. Επομένως,

Όταν, η σχεδίαση ή η διάρθρωση (σε μήκος και/ή διάμετρο και/ή πάχος και ποιότητα απομόνωσης) τ