केबल का ब्रेकडाउन वोल्टेज किस पर निर्भर करता है

Question

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The correct answer is A: नमी की उपस्थिति. एक भूमिगत केबल का ब्रेकडाउन वोल्टेज कोई निश्चित स्थिरांक नहीं है, बल्कि यह कई बाहरी और आंतरिक कारकों से प्रभावित होता है। नमी का प्रवेश, उच्च परिचालन तापमान और वह अवधि जिसके लिए विद्युत तनाव लागू किया जाता है, ये सभी इन्सुलेशन की ढांकता विद्युत (dielectric) क्षमता को कम करते हैं, जिससे ब्रेकडाउन वोल्टेज कम हो जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक भूमिगत केबल का ब्रेकडाउन वोल्टेज कोई निश्चित स्थिरांक नहीं है, बल्कि यह कई बाहरी और आंतरिक कारकों से प्रभावित होता है। नमी का प्रवेश, उच्च परिचालन तापमान और वह अवधि जिसके लिए विद्युत तनाव लागू किया जाता है, ये सभी इन्सुलेशन की ढांकता विद्युत (dielectric) क्षमता को कम करते हैं, जिससे ब्रेकडाउन वोल्टेज कम हो जाता है।

Working Principle: केबल में ढांकता विद्युत विफलता एक क्रमिक प्रक्रिया है। नमी ढांकता विद्युत हानि स्पर्शज्या (tan \delta) को बढ़ाती है और रासायनिक गिरावट का कारण बनती है। बढ़ा हुआ तापमान पेपर-इंसुलेटेड केबल में संसेचित तेलों (impregnating oils) की श्यानता को कम करता है, जिससे उनकी ढांकता विद्युत अखंडता कम हो जाती है। इसके अलावा, इन्सुलेशन समय-निर्भर विफलता मॉडल के अनुसार व्यवहार करता है; उच्च वोल्टेज के लंबे समय तक संपर्क में रहने से आंशिक डिस्चार्ज गतिविधि शुरू हो जाती है जो अंततः पूर्ण इन्सुलेशन ब्रेकडाउन की ओर ले जाती है।

Key Formulas: $V_{bd} = k \cdot t^{-n}$ — जहाँ $V_{bd}$ ब्रेकडाउन वोल्टेज है, $t$ समय है, और $n$ पदार्थ पर निर्भर घातांक (इन्वर्स पावर लॉ) है।

Key Points: नमी इन्सुलेशन के भीतर आयनिक पथ बनाती है, जिससे प्रभावी प्रतिरोधकता कम हो जाती है।; उच्च तापमान ढांकता विद्युत हानि को बढ़ाते हैं, जिससे थर्मल अस्थिरता उत्पन्न होती है।; ब्रेकडाउन वोल्टेज आमतौर पर वोल्टेज अनुप्रयोग के समय के साथ व्युत्क्रमानुपाती संबंध का पालन करता है।; केबल को निरंतर संचालन के दौरान इन चरों का सामना करने की क्षमता के आधार पर रेट किया जाता है।

Applications: पावर केबल डिजाइन और इन्सुलेशन समन्वय; केबल का निवारक रखरखाव और स्वास्थ्य सूचकांक अनुमान

Additional Info: विकल्प A सही है क्योंकि पानी का प्रवेश इन्सुलेशन प्रतिरोध को काफी कम कर देता है।. विकल्प B सही है क्योंकि थर्मल गिरावट इन्सुलेशन जीवन में कमी का एक प्राथमिक कारण है।. विकल्प C सही है क्योंकि समय के साथ विद्युत तनाव का संचय (आंशिक डिस्चार्ज) ढांकता विद्युत पंच-थ्रू (dielectric punch-through) का कारण बनता है।

Answer: D सही है — केबल का ब्रेकडाउन वोल्टेज एक जटिल चर है जो पर्यावरणीय कारकों, तापीय स्थितियों और विद्युत तनाव अनुप्रयोग की अवधि पर निर्भर करता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि केबल इन्सुलेशन एक कैपेसिटर के रूप में कार्य करता है; इसकी ढांकता विद्युत क्षमता अशुद्धियों (जैसे नमी) के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है जो पारगम्यता (permittivity) और अपव्यय कारक (dissipation factor) को बढ़ाती है।

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Option B: परिचालन तापमान

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Option C: वोल्टेज के अनुप्रयोग का समय

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Option D: उपरोक्त सभी

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