Гасител на дуга или Петерсенова котла

Винаги постои значајен заредувачки ток кој протече од проводник до земја во подземната мрежа со високо и средно напон. Ова е поради диелектричната изолација помеѓу земјата и проводникот во подземните кабели. При претреска на земјата во било која фаза, во трофазен систем, заредувачкиот ток на системот идеално постанува три пати повеќе од номиналниот заредувачки ток по фаза. Овој поголем заредувачки ток се повторно запалира и минува преку грешката до земјата, причинувајќи ја дугата таму. За да се намали големиот капацитивен заредувачки ток при претреска на земјата, еден индуктивен котел е поврзан од звездеста точка до земја. Токот создаден во овој котел при грешка е спротивна на токот на заредување на кабела во ист момент, па така нейтрализира заредувачкиот ток на системот. Овој котел со соодветна индуктивност е познат како котел за потиснување на дуга или Петерсенов котел.

Напоните на трофејен балансиран систем се прикажани на слика – 1.

Во подземната мрежа со висок и среден напон, винаги постои капацитет меѓу проводникот и земјата во секоја фаза. Збогу тоа, винаги постои капацитивен ток од фаза до земја. Во секоја фаза капацитивниот ток води одговарачкиот фазен напон за 900 како што е прикажано на слика – 2.

Сега, претпоставете дека има претреска на земјата во жолтата фаза на системот. Идеално, напонот на жолтата фаза, тоест напонот од жолта фаза до земјата станува нула. Поради тоа, нултиот точка на системот се преместува на темињето на векторот на жолтата фаза, како што е прикажано на слика-3, подолу. Како резултат, напонот во здравите фази (црвена и сина) постанува &sqrt;3 пати од оригиналниот.

Естествено, соодветниот капацитивен ток во секоја здрава фаза (црвена и сина) постанува &sqrt;3 од оригинален како што е прикажано на слика-4, подолу.

Збирот на векторите, тоест резултантниот од овие два капацитивни ток сега ќе биде 3I, каде I е взет како номинален капацитивен ток по фаза во балансираниот систем. Тоа значи, при здрав балансирани услови на системот, IR = IY =
IB = I.

Ова е илустрирано на слика- 5 подолу,

Овој резултантен ток потоа протече преку грешката до земјата како што е прикажано подолу.

Сега, ако повржеме еден индуктивен котел со соодветна вредност на индуктивност (обично се користи железен јадерен индуктор) помеѓу звездестата или неутралната точка на системот и земјата, сценариот ќе се целосно промени. При грешка, токот кроз индукторот е точно еднаков и спротивен по величина и фаза на капацитивниот ток кроз грешката. Индуктивниот ток исто така следи патот на грешката во системот. Капацитивниот и индуктивниот ток се отменуваат еден друг на патот на грешката, затоа нема да има никаков резултантен ток кроз патот на грешката создаден поради капацитивната акција на подземниот кабел. Идеалната ситуација е прикажана на слика подолу.

Овој концепт првпат беше применет од W. Petersen во 1917 година, затоа индуктивниот котел кој се користи за тоа се нарекува Petersen Coil.
Капацитивниот компонент на токот на грешката е висок во подземната кабелска мрежа. Кога се случи претреска на земјата, величината на овој капацитивен ток кроз патот на грешката станува три пати повеќе од номиналниот капацитивен ток од фаза до земјата на здрава фаза. Ова предизвикува значајно преместување на нултиот пресек на токот далече од нултиот пресек на напонот во системот. Збогу присуството на овој висок капацитивен ток во патот на грешката на земјата, ќе има серија на повторни запалирања на локацијата на грешката. Ова може да доведе до нежелани надворешни напони во системот.
Индуктивноста на Petersen Coil е избрана или прилагодена на таква вредност што индуктивниот ток може точно да нейтрализира капацитивниот ток.
Да пресметаме индуктивноста на Petersen Coil за трофазен подземен систем.

За тоа нека разгледаме капацитетот помеѓу проводникот и земјата во секоја фаза на системот, е C фарад. Тогаш капацитивниот изтечнички ток или заредувачкиот ток во секоја фаза ќе биде

Поради тоа, капацитивниот ток кроз патот на грешката при еднофазна претреска на земјата е

После грешка, звездестата точка ќе има фазен напон бидејќи нултиот точка е преместен на местото на грешката. Значи, напонот што се појавува позади индукторот е Vph. Значи, индуктивниот ток кроз котелот е

Сега, за отменување на капацитивниот ток со вредност 3I, IL мора да има иста величина, но 180o електрично оддалечен. Значи,

Кога, дизајнот или конфигурацијата (во должина и/или пресечен профил и/или дејбелост и квалитет на изолацијата) на системот се менува, индуктивноста на котелот треба да се прилагоди соодветно. Затоа често Petersen Coil се обезбедува со уред за менување на тапови.

Изјава: Почитувајте оригиналот, добри статии се заслужни за споделување, ако има прецедент за нарушување на авторските права се јавете за избришување.