Дуганы басу спиральі немесе Петерсен спиральі

Төменгі және орта басындағы электр энергиялық желілерінде жер мен құбыр арасында үлкен зарядтау ағымы өтеді. Бұл төменгі кабелдердегі диэлектрикалық изоляцияның нәтижесі. Үш фазадағы қандай да бір фазада жер ауызы болған кезде, системаның зарядтау ағымы теориялық түрде әр фазадағы нормалды зарядтау ағымынан үш есе артық болады. Бұл үлкен зарядтау ағымы ауыздан өтіп, жерге жетеді және оның ішінде арк пайда болады. Жер ауызы кезінде үлкен капацытивті зарядтау ағымын азайту үшін, жұлдыздық нүктеден жерге дейін индуктивті спираль қосылады. Ауыз кезінде бұл спиральде пайда болатын ағым кабелдердегі зарядтау ағымына қарама-қарсы бағытталған, сондықтан системаның зарядтау ағымы анулирован етіледі. Осылайша индуктивті спираль Питерсен спиралі деп аталады.

Үш фазадағы теңсіздік системасының напрямениялары 1-суретте көрсетілген.

Төменгі және орта басындағы кабельдік желілерде әр фазада құбыр мен жер арасында үлкен капацытивті ағым бар. Сондықтан әр фазада құбырдан жерге қарай капацытивті ағым өтеді. Әр фазадағы капацытивті ағым соотвествующий фазадағы напрямению 900 градусына опережает, сүрет-2-де көрсетілген.

Енді қараңыз, системаның желт фазасында жер ауызы болған. Теориялық түрде, желт фазасының напрямениясы, желт фазадан жерге дейінгі напрямени, нөлге айналады. Сонымен, системаның нолдық нүктесі желт фаза векторының басына ауысады, төмендегі 3-суретте көрсетілген. Нәтижесінде, денсаулықты фазаларда (қызыл және көк) напрямение √3 есе артық болады.

Сонымен, арнайы фазаларда (қызыл және көк) капацытивті ағым теориялық түрде √3 есе артық болады, төмендегі 4-суретте көрсетілген.

Бұл екі капацытивті ағымдың векторлық қосындысы, теңсіздік системадағы әр фазадағы нормалды капацытивті ағым I-ге үш есе артық болады. Бұл демек, системаның денсаулықты теңсіздік шартында, IR = IY =
IB = I.

Бұл төмендегі 5-суретте көрсетілген,

Осы нәтижелік ағым ауыз жолы арқылы жерге өтеді, төмендегі сүретте көрсетілген.

Егер біз системаның жұлдыздық немесе нейтральдық нүктесінен жерге дейін дәл өлшемді индуктивті спираль қоссақ, ситуация барлыққа өзгереді. Ауыз кезінде, спираль арқылы өтетін ағым ауыз жолы арқылы өтетін капацытивті ағымға қарама-қарсы бағытталған және мөлшері тең. Индуктивті ағым да ауыз жолы арқылы өтеді. Капацытивті және индуктивті ағымдар ауыз жолында бір-бірін аннулируют, сондықтан ауыз жолында капацытивті ағымдың нәтижесінде қандай да бір нәтижелік ағым пайда болмайды. Идеалды жағдай сүретте көрсетілген.

Бұл концепция алғаш рет 1917 жылы W. Petersen қолданылған, сондықтан индуктор спиралі Питерсен спиралі деп аталады.
Жер ауызы кезінде, төменгі кабельдік системадағы ауыз ағымының капацытивті компоненті үлкен болады. Жер ауызы кезінде, ауыз жолы арқылы өтетін капацытивті ағым үш есе артық болады. Бұл системадағы ағымдың нөлден өту моментін өте қалыптасады. Бұл ауыз жолындағы үлкен капацытивті ағымдың нәтижесінде, ауыз орында сериялық арктер пайда болады. Бұл системада талап етілмейтін ауыр напрямени пайда болуына әкеледі.
Питерсен спиралінің индуктивтілігі өзінің индуктивті ағымының капацытивті ағымды қолданылатын мөлшерін анулирован етуі мүмкін болатындай өзгертулермен қамтамасыз етіледі.
Үш фазадағы төменгі системаның Питерсен спиралінің индуктивтілігін есептеңіз.

Бұл үшін, системаның әр фазасындағы құбыр мен жер арасындағы капацытивтілікті C фарад деп қабылдайық. Сондықтан, әр фазадағы капацытивті жұмыс ағымы немесе зарядтау ағымы болады

Демек, бір фазадан жерге дейінгі ауыз кезінде ауыз жолы арқылы өтетін капацытивті ағым болады

Ауыздан кейін, жұлдыздық нүкте ауыз нүктесіне қарай жылжалып, фаза напрямениясы пайда болады. Демек, индуктордың және индуктивті ағымдың Vph напрямени пайда болады

Енді, 3I мөлшеріндегі капацытивті ағымды анулирован ету үшін, IL мөлшері тең, бірақ 180o электрлық өлшеммен қарама-қарсы болуы керек. Сондықтан,

Егер системаның ұсынылуы (ұзындығы, көлемі, жұқа қабырғасы және изоляциясының сапасы) өзгерсе, спиральдің индуктивтілігі сәйкес өзгертулермен қамтамасыз етіледі. Сондықтан, Питерсен спиралі көбінесе тапсырмалармен қамтамасыз етіледі.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.