बंडल्ड कंडक्टर (Bundled conductors) किसे कम करते हैं?

Question

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A: कंडक्टर का सतही विद्युत प्रतिबल (Surface electric stress)

Explanation & Concepts:
बंडल्ड कंडक्टरों का उपयोग EHV/UHV ट्रांसमिशन लाइनों में कंडक्टर की सतह पर प्रभावी सतही विद्युत प्रतिबल (वोल्टेज ग्रेडिएंट) को कम करने के लिए किया जाता है। एक बड़े कंडक्टर के बजाय कई उप-कंडक्टरों का उपयोग करके, कुल क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र बढ़ जाता है जबकि सतह क्षेत्र वितरित हो जाता है, जो प्रभावी रूप से उस विभव ग्रेडिएंट (potential gradient) को कम करता है जो कोरोना डिस्चार्ज का कारण बनता है।

Working Principle: कंडक्टर की सतह पर विद्युत प्रतिबल $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ द्वारा दिया जाता है। बंडल्ड कंडक्टरों का उपयोग करने से, फेज की ज्यामितीय माध्य त्रिज्या (GMR) बढ़ जाती है, जो प्रभावी रूप से एक बड़ी त्रिज्या $r_{eq}$ वाले कंडक्टर की नकल करती है। चूंकि विभव ग्रेडिएंट त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए प्रभावी त्रिज्या को बढ़ाने से सतही विद्युत प्रतिबल कम हो जाता है, जिससे कोरोना हानि और रेडियो हस्तक्षेप दब जाता है।

Key Formulas: $E_{max} = \frac{V}{r \ln(\frac{D}{r})}$ — एकल कंडक्टर की सतह पर विद्युत प्रतिबल; $r_{eq} = \sqrt[n]{n \cdot r \cdot d^{(n-1)}}$ — n उप-कंडक्टरों वाले बंडल्ड कंडक्टर की समतुल्य त्रिज्या

Key Points: बंडल्ड कंडक्टर कोरोना हानि और रेडियो हस्तक्षेप को काफी कम करते हैं।; वे लाइन कैपेसिटेंस को बढ़ाते हैं, जो फेरेंटी प्रभाव (Ferranti effect) के कारण लंबी लाइनों में एक नुकसान हो सकता है।; बंडलिंग ट्रांसमिशन लाइन के इंडक्टिव रिएक्टेंस को कम करती है।; आमतौर पर 220 kV से ऊपर संचालित लाइनों में उपयोग किया जाता है।

Advantages: कोरोना हानि में कमी; लाइन इंडक्टिव रिएक्टेंस में कमी; बेहतर विद्युत हस्तांतरण क्षमता; रेडियो हस्तक्षेप में कमी

Disadvantages: बड़े सतह क्षेत्र के कारण पवन भार (wind loading) में वृद्धि; उच्च प्रारंभिक लागत और रखरखाव जटिलता; बढ़ा हुआ लाइन कैपेसिटेंस उच्च चार्जिंग करंट की ओर ले जाता है

Applications: अति उच्च वोल्टेज (EHV) ट्रांसमिशन सिस्टम; अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन लाइनें; लंबी दूरी के विद्युत ट्रांसमिशन गलियारे

Additional Info: हालांकि बंडलिंग लाइन रिएक्टेंस (विकल्प B) को कम करती है और कैपेसिटेंस (विकल्प C) को बढ़ाती है, लेकिन इसके उपयोग का प्राथमिक इंजीनियरिंग औचित्य सतही विद्युत प्रतिबल को कम करके कोरोना डिस्चार्ज को कम करना है।. विकल्प B एक दुष्प्रभाव के रूप में आंशिक रूप से सत्य है, लेकिन A प्राथमिक डिजाइन उद्देश्य है।

Answer: A सही है — बंडल्ड कंडक्टर फेज की प्रभावी त्रिज्या को बढ़ाते हैं, जिससे कंडक्टर की सतह पर वोल्टेज ग्रेडिएंट कम हो जाता है।

Exam Tip: हमेशा डिजाइन सुविधा के 'प्राथमिक उद्देश्य' और 'द्वितीयक प्रभावों' के बीच अंतर करें; हालांकि बंडल्ड कंडक्टर L और C दोनों को बदलते हैं, तनाव (stress) में कमी कोरोना का विशिष्ट समाधान है।

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Option B: लाइन रिएक्टेंस

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Option C: लाइन कैपेसिटेंस

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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