निम्नलिखित में से किस विधि द्वारा स्ट्रिंग दक्षता (string efficiency) में सुधार किया जा सकता है?

Question

Accepted Answer

D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
सस्पेंशन इंसुलेटर स्ट्रिंग में स्ट्रिंग दक्षता अलग-अलग डिस्क के बीच वोल्टेज वितरण की एकरूपता का एक माप है। चूंकि क्रॉस-आर्म के निकट वाली डिस्क में शंट कैपेसिटेंस अधिक होता है, इसलिए वोल्टेज समान रूप से वितरित नहीं होता है; उल्लिखित विधियाँ इस वितरण को संतुलित करने के लिए मानक तकनीकें हैं।

Working Principle: असमान वोल्टेज वितरण धातु लिंक और ग्राउंडेड टॉवर के बीच शंट कैपेसिटेंस के कारण होता है। लंबे क्रॉस-आर्म्स का उपयोग करके, हम इस शंट कैपेसिटेंस को कम करते हैं। इंसुलेटर की ग्रेडिंग का अर्थ है अलग-अलग कैपेसिटेंस वाली डिस्क का उपयोग करना, और एक गार्ड रिंग विपरीत चार्जिंग करंट प्रदान करके शंट कैपेसिटेंस की भरपाई करती है, जिससे संभावित प्रवणता (potential gradient) संतुलित हो जाती है।

Key Formulas: $\eta = \frac{V_{string}}{n 	imes V_{disc(max)}} 	imes 100\%$ — स्ट्रिंग दक्षता की परिभाषा जहाँ n डिस्क की संख्या है; $I_{guard} \approx I_{shunt}$ — शंट कैपेसिटेंस प्रभावों को समाप्त करने के लिए गार्ड रिंग का सिद्धांत

Key Points: कंडक्टर के निकटतम डिस्क पर अधिकतम विद्युत तनाव (electrical stress) का अनुभव होता है।; व्यावहारिक रूप से स्ट्रिंग दक्षता हमेशा 100% से कम होती है।; एक पूर्णतः समान वितरण 100% दक्षता प्रदान करता है।

Advantages: निचली डिस्क के पार फ्लैशओवर के जोखिम को कम करता है।; स्थानीयकृत डाइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन को रोककर इंसुलेटर के जीवनकाल को बढ़ाता है।

Disadvantages: गार्ड रिंग क्रॉस-आर्म पर यांत्रिक भार बढ़ाती है।; ग्रेडिंग के लिए विभिन्न प्रकार की इंसुलेटर डिस्क की सूची बनाए रखने की आवश्यकता होती है।

Applications: हाई वोल्टेज (HV) और एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) ट्रांसमिशन लाइनें।; लंबे स्पैन वाले ट्रांसमिशन टावरों के लिए सस्पेंशन इंसुलेटर स्ट्रिंग्स।

Additional Info: स्ट्रिंग में डिस्क की संख्या बढ़ने के साथ स्ट्रिंग दक्षता कम हो जाती है।. विकल्प A, $C_{shunt}$ को कम करता है, विकल्प B, $C_{self}$ को संशोधित करता है, और विकल्प C एक कैपेसिटिव क्षतिपूर्ति करंट प्रदान करता है।

Answer: D सही है — सूचीबद्ध सभी विधियाँ शंट कैपेसिटेंस के प्रभाव को बेअसर या कम करने में मदद करती हैं, जो इंसुलेटर स्ट्रिंग के पार असमान वोल्टेज वितरण का प्राथमिक कारण है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ट्रांसमिशन लाइन कंडक्टर के सबसे करीब की डिस्क अधिकतम वोल्टेज वहन करती है; ऐसी कोई भी चीज जो सभी डिस्क के बीच विभव को संतुलित करती है, वह स्ट्रिंग दक्षता को बढ़ाती है।

Answer

Option A: लंबे क्रॉस आर्म का उपयोग करके

Answer

Option B: इंसुलेटर की ग्रेडिंग करके

Answer

Option C: गार्ड रिंग का उपयोग करके

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