बंडल्ड कंडक्टर (bundled conductor) का उपयोग करने से, कोरोना गठन के लिए महत्वपूर्ण वोल्टेज (critical voltage)

Question

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A: बढ़ जाएगा

Explanation & Concepts:
कोरोना गठन के लिए महत्वपूर्ण विघटनकारी वोल्टेज (critical disruptive voltage) सीधे कंडक्टर की प्रभावी त्रिज्या के समानुपाती होता है। एक एकल कंडक्टर के बजाय बंडल्ड कंडक्टर का उपयोग करने से, प्रभावी त्रिज्या (ज्यामितीय माध्य त्रिज्या) बढ़ जाती है, जो हवा की ब्रेकडाउन क्षमता को पार करने के लिए आवश्यक वोल्टेज को बढ़ा देती है, जिससे महत्वपूर्ण विघटनकारी वोल्टेज बढ़ जाता है।

Working Principle: कोरोना तब होता है जब कंडक्टर का सतह वोल्टेज ग्रेडिएंट आसपास की हवा की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति (लगभग 30 kV/cm पीक) से अधिक हो जाता है। एक एकल कंडक्टर के लिए, विद्युत क्षेत्र की तीव्रता $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ होती है। कई कंडक्टरों को बंडल करने से, व्यवस्था की प्रभावी त्रिज्या $r$ बढ़ जाती है (दूरी के ज्यामितीय माध्य के रूप में गणना की जाती है), जो एक निश्चित वोल्टेज के लिए सतह विभव ग्रेडिएंट को कम कर देती है, जिससे कोरोना की शुरुआत में देरी होती है।

Key Formulas: $V_c = g_0 \delta m r \ln\left(\frac{D}{r}\right)$ — महत्वपूर्ण विघटनकारी वोल्टेज सूत्र; $r_{eq} = \sqrt[n]{r \cdot d^{n-1}}$ — बंडल्ड कंडक्टरों की प्रभावी त्रिज्या

Key Points: उच्च महत्वपूर्ण वोल्टेज के कारण बंडल्ड कंडक्टरों के साथ कोरोना हानि कम हो जाती है।; बंडलिंग प्रभावी सतह क्षेत्र को बढ़ाती है, जिससे अधिकतम विद्युत क्षेत्र का तनाव कम हो जाता है।; उच्च महत्वपूर्ण वोल्टेज रेडियो हस्तक्षेप और श्रव्य शोर को कम करता है।; यह तकनीक EHV (अति उच्च वोल्टेज) और UHV (अल्ट्रा हाई वोल्टेज) ट्रांसमिशन लाइनों में मानक अभ्यास है।

Advantages: कम कोरोना हानि; विद्युत संचरण क्षमता में वृद्धि; कम लाइन अधिष्ठापन (inductance); कम रेडियो हस्तक्षेप

Disadvantages: टावरों पर हवा का भार बढ़ना; अधिक हार्डवेयर के कारण उच्च पूंजीगत लागत; जटिल यांत्रिक डिजाइन

Applications: EHV ट्रांसमिशन लाइनें (400kV और उससे ऊपर); UHV ट्रांसमिशन लाइनें

Additional Info: कारक $g_0$ हवा की विघटनकारी शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है, आमतौर पर 21.1 kV/cm (rms)।. विकल्प B (घट जाएगा) गलत है क्योंकि प्रभावी त्रिज्या में वृद्धि सतह वोल्टेज ग्रेडिएंट को कम करती है, न कि उसे बढ़ाती है।

Answer: A सही है — बंडल्ड कंडक्टर का उपयोग करने से लाइन की प्रभावी त्रिज्या बढ़ जाती है, जिससे कोरोना डिस्चार्ज को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण विघटनकारी वोल्टेज बढ़ जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ट्रांसमिशन लाइनों में, अधिकतम सतह विभव ग्रेडिएंट $E_{max}$ को कम करना कोरोना को कम करने का प्राथमिक लक्ष्य है; बंडलिंग इसे ज्यामितीय रूप से प्राप्त करने का सबसे प्रभावी तरीका है।

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Option B: घट जाएगा

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Option C: समान रहेगा

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Option D: अप्रत्याशित

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