वायु विभव रोधक तार या पीटरसन कुंडल

अंतरिक्ष में उच्च वोल्टेज और मध्यम वोल्टेज की बिजली की नेटवर्क में हमेशा एक महत्वपूर्ण चार्जिंग धारा तार से पृथ्वी की ओर बहती रहती है। यह अंतरिक्ष केबलों में तार और पृथ्वी के बीच डाइएलेक्ट्रिक इन्सुलेशन के कारण होता है। ऐसे 3-फेज सिस्टम में किसी भी फेज में पृथ्वी दोष होने पर, सिस्टम की चार्जिंग धारा आदर्श रूप से प्रति फेज रेटेड चार्जिंग धारा की तीन गुना हो जाती है। यह बड़ी चार्जिंग धारा दोषपूर्ण बिंदु से पृथ्वी की ओर बहती है और वहाँ आर्किंग होती है। पृथ्वी दोष के दौरान बड़ी क्षमता चार्जिंग धारा को कम करने के लिए, सिस्टम के स्टार पॉइंट से पृथ्वी तक एक इंडक्टिव कोइल जोड़ी जाती है। दोष के दौरान इस कोइल में उत्पन्न धारा उसी समय केबल चार्जिंग धारा के विपरीत होती है, इसलिए सिस्टम की चार्जिंग धारा को निष्क्रिय कर देती है। इस उपयुक्त इंडक्टेंस की कोइल को आर्क सप्रेशन कोइल या पीटरसन कोइल के रूप में जाना जाता है।

तीन फेज संतुलित सिस्टम का वोल्टेज चित्र-1 में दिखाया गया है।

उच्च वोल्टेज और मध्यम वोल्टेज केबल नेटवर्क में, प्रत्येक फेज में तार और पृथ्वी के बीच हमेशा एक क्षमता रहती है। इसके कारण प्रत्येक फेज में फेज से पृथ्वी की ओर एक क्षमता धारा होती है। प्रत्येक फेज में क्षमता धारा अपने संबंधित फेज वोल्टेज से 900 डिग्री आगे बढ़ती है, जैसा कि चित्र-2 में दिखाया गया है।

अब मान लीजिए सिस्टम के पीले फेज में पृथ्वी दोष होता है। आदर्श रूप से, पीले फेज का वोल्टेज, जो पीले फेज से पृथ्वी वोल्टेज है, शून्य हो जाता है। इस प्रकार, सिस्टम का नल बिंदु पीले फेज वेक्टर के शीर्ष पर स्थानांतरित हो जाता है, जैसा कि नीचे चित्र-3 में दिखाया गया है। इस परिणामस्वरूप, स्वस्थ फेज (लाल और नीले) का वोल्टेज मूल का &sqrt;3 गुना हो जाता है।

प्राकृतिक रूप से, प्रत्येक स्वस्थ फेज (लाल और नीले) में संबंधित क्षमता धारा मूल का &sqrt;3 गुना हो जाती है, जैसा कि नीचे चित्र-4 में दिखाया गया है।

ये दो क्षमता धाराओं का सदिश योग, जो इन दो क्षमता धाराओं का परिणाम है, 3I होगा, जहाँ I एक संतुलित सिस्टम में प्रति फेज रेटेड क्षमता धारा है। इसका अर्थ है, सिस्टम की स्वस्थ और संतुलित स्थिति में, IR = IY =
IB = I.

यह नीचे चित्र-5 में दिखाया गया है,

फिर यह परिणामी धारा दोषपूर्ण पथ से पृथ्वी की ओर बहती है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

अब, अगर हम एक उपयुक्त इंडक्टेंस मान (आमतौर पर लोहे कोर इंडक्टर का उपयोग किया जाता है) वाली एक इंडक्टिव कोइल को सिस्टम के स्टार पॉइंट या न्यूट्रल पॉइंट और भूमि के बीच जोड़ते हैं, तो परिदृश्य पूरी तरह से बदल जाएगा। दोषपूर्ण स्थिति में, इंडक्टर से गुजरने वाली धारा दोषपूर्ण पथ से गुजरने वाली क्षमता धारा के मात्रा और चरण के विपरीत होती है। इंडक्टिव धारा भी सिस्टम के दोषपूर्ण पथ का अनुसरण करती है। क्षमता और इंडक्टिव धारा दोषपूर्ण पथ पर एक दूसरे को रद्द कर देती है, इसलिए अंतरिक्ष केबल की क्षमता कार्य के कारण दोषपूर्ण पथ पर कोई परिणामी धारा नहीं होगी। आदर्श स्थिति नीचे दिखाया गया है।

यह विचार पहली बार 1917 में W. Petersen द्वारा लागू किया गया था, इसीलिए इंडक्टर कोइल का उपयोग किया जाता है, जिसे Petersen Coil कहा जाता है।
अंतरिक्ष केबलिंग सिस्टम में दोष धारा का क्षमता घटक ऊंचा होता है। जब पृथ्वी दोष होता है, तो दोषपूर्ण पथ से गुजरने वाली क्षमता धारा की मात्रा स्वस्थ फेज की फेज से पृथ्वी की ओर क्षमता धारा की तीन गुना हो जाती है। यह सिस्टम में वोल्टेज के शून्य पार के दूर से धारा के शून्य पार को बहुत दूर स्थानांतरित करता है। दोषपूर्ण पथ में इस उच्च क्षमता धारा की उपस्थिति के कारण दोष स्थान पर एक श्रृंखला में री-स्ट्राइकिंग होती है। यह सिस्टम में अवांछित ओवरवोल्टेज का कारण बन सकता है।
Petersen Coil की इंडक्टेंस ऐसे मान पर चुनी या समायोजित की जाती है जो इंडक्टिव धारा उत्पन्न कर सकती है जो क्षमता धारा को ठीक रद्द कर सके।
चलिए 3 फेज अंतरिक्ष सिस्टम के लिए Petersen Coil की इंडक्टेंस की गणना करें।

इसके लिए चलिए एक सिस्टम के प्रत्येक फेज में तार और पृथ्वी के बीच की क्षमता C फैराड मान लें। तो प्रत्येक फेज में क्षमता लीक धारा या चार्जिंग धारा होगी

इसलिए, एकल फेज से पृथ्वी दोष के दौरान दोषपूर्ण पथ से गुजरने वाली क्षमता धारा होगी

दोष के बाद, स्टार पॉइंट में फेज वोल्टेज होगा क्योंकि नल बिंदु दोष बिंदु पर स्थानांतरित हो गया है। इसलिए, इंडक्टर पर आने वाला वोल्टेज Vph होगा। इसलिए, कोइल से गुजरने वाली इंडक्टिव धारा होगी

अब, 3I की मात्रा की क्षमता धारा को रद्द करने के लिए, IL का समान मात्रा होना चाहिए लेकिन 180o विद्युत रूप से दूर। इसलिए,

जब, सिस्टम का डिजाइन या विन्यास (लंबाई और/या पार्श्व अनुभाग और/या मोटाई और इन्सुलेशन की गुणवत्ता में) बदलता है, तो कोइल की इंडक्टेंस को उसके अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए। इसीलिए अक्सर Petersen coil टैप बदलने की व्यवस्था के साथ उपलब्ध होता है।

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