Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Siempre hay una corriente de carga significativa que fluye desde el conductor hasta la tierra en la red de energía subterránea de alta y media tensión. Esto se debe al aislamiento dieléctrico entre tierra y conductor en los cables subterráneos. Durante una falla a tierra en cualquier fase, en un sistema trifásico de este tipo, la corriente de carga del sistema idealmente se convierte en tres veces más que la corriente de carga nominal por fase. Esta corriente de carga más grande se reinicia y pasa a tierra a través de un punto defectuoso y provoca un arco allí. Para minimizar la gran corriente de carga capacitiva durante la falla a tierra, se conecta una bobina inductiva desde el punto de estrella a tierra. La corriente creada en esta bobina durante la falla es opuesta a la corriente de carga del cable en el mismo instante, por lo que neutraliza la corriente de carga del sistema durante. Esta bobina de inductancia adecuada se conoce comoBobina de supresión de arco o bobina Petersen .
Los voltajes de un sistema trifásico balanceado se muestran en la figura – 1. 
En redes subterráneas de cables de alta y media tensión, siempre hay una capacitancia entre el conductor y la tierra en cada fase. Por eso siempre hay una corriente capacitiva de fase a tierra. En cada fase, la corriente capacitiva adelanta el voltaje de fase correspondiente en 90 0 como se muestra en la figura 2.
Ahora suponga que hay una falla a tierra en la fase amarilla del sistema. Idealmente, el voltaje de la fase amarilla que es la fase amarilla al voltaje de tierra se vuelve cero. Por lo tanto, el punto nulo del sistema se desplaza en la punta del vector de fase amarillo, como se muestra en la figura 3, a continuación. Como resultado, el voltaje en las fases saludables (rojo y azul) se vuelve & sqrt; 3 veces el original.
Naturalmente, la corriente capacitiva correspondiente en cada fase saludable (rojo y azul) se convierte en & sqrt; 3 de la original, como se muestra en la figura 4, a continuación. 
La suma vectorial resultante de estas dos corrientes capacitivas ahora será 3I, donde I se toma como corriente capacitiva nominal por fase en el sistema balanceado. Eso significa que, en una condición sana y equilibrada del sistema, I R = I Y =
I B = I.
Esto se ilustra en la figura 5 a continuación. 
Esta corriente resultante fluye luego a través del camino defectuoso hacia la tierra como se muestra a continuación. 
Ahora, si conectamos una bobina inductiva de valor de inductancia adecuado (generalmente se usa un inductor de núcleo de hierro) entre el punto estrella o el punto neutro del sistema y tierra, el escenario cambiará por completo. En condiciones defectuosas, la corrientea través del inductor exactamente igual y opuesto en magnitud y fase a la de la corriente capacitiva a través de la ruta defectuosa. La corriente inductiva también sigue la ruta defectuosa del sistema. La corriente capacitiva e inductiva se cancela entre sí en la ruta defectuosa, por lo que no habrá ninguna corriente resultante a través de la ruta defectuosa creada debido a la acción capacitiva del cable subterráneo. La situación ideal se ilustra en la siguiente figura. 
Este concepto fue implementado por primera vez por W. Petersen en 1917, razón por la cual se usa la bobina inductora para este propósito, llamada Petersen Coil.
El componente capacitivo de la corriente de falla es alto en el sistema de cableado subterráneo. Cuando ocurre una falla a tierra, la magnitud de esta corriente capacitiva a través de la ruta defectuosa se convierte en 3 veces más que la corriente capacitiva nominal de fase a tierra de la fase saludable. Esto provoca un desplazamiento significativo del cruce por cero de la corriente desde el cruce por cero de voltaje en el sistema. Debido a la presencia de esta alta corriente capacitiva en la ruta de falla a tierra, habrá una serie de reactivaciones en la ubicación de la falla. Esto puede provocar una sobretensión no deseada en el sistema.
La inductancia de la bobina Petersen se selecciona o ajusta a tal valor que provoca la corriente inductiva que puede neutralizar exactamente la corriente capacitiva.
Calculemos la inductancia de Petersen Coil para un sistema subterráneo trifásico.
Para eso, consideremos la capacitancia entre el conductor y la tierra en cada fase de un sistema, es C faradio. Entonces, la corriente de fuga capacitiva o la corriente de carga en cada fase será 
Entonces, la corriente capacitiva a través de la ruta defectuosa durante la falla monofásica a tierra es 
Después de la falla, el punto estrella tendrá voltaje de fase a medida que el punto nulo se desplaza al punto de falla. Entonces, el voltaje que aparece a través del inductor es V ph . Por lo tanto, la corriente inductiva a través de la bobina es 
Ahora, para la corriente capacitiva de cancelación de valor 3I, I L debe tener la misma magnitud pero una separación eléctrica de 180 o . Por lo tanto,
Cuando, el diseño o la configuración (en longitud y / o sección transversal y / o espesor y calidad en el aislamiento) del sistema cambia, la inductancia de la bobina debe ajustarse en consecuencia. Es por eso que a menudo la bobina Petersen se proporciona con una disposición de cambio de tomas.
