एक ट्रांसमिशन लाइन में कोरोना हानि किस पर निर्भर करती है

Question

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A: चालक का व्यास

Explanation & Concepts:
कोरोना हानि मुख्य रूप से चालक के व्यास पर निर्भर करती है, क्योंकि यह सीधे सतह के विद्युत क्षेत्र की तीव्रता और ट्रांसमिशन लाइन के विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज (disruptive critical voltage) को प्रभावित करती है। चालक का बड़ा व्यास सतह विभव प्रवणता (surface potential gradient) को कम करता है, जिससे आसपास की हवा का आयनीकरण कम हो जाता है और कोरोना हानि कम हो जाती है।

Working Principle: कोरोना एक विद्युत निर्वहन है जो चालक के चारों ओर की हवा के आयनीकरण के कारण होता है, जो तब होता है जब विभव प्रवणता हवा की परावैद्युत शक्ति (dielectric strength) से अधिक हो जाती है। पीक का नियम (Peek's law) बताता है कि हानि $(f+25) \sqrt{\frac{r}{d}} (V-V_c)^2$ के समानुपाती होती है, जहाँ $r$ चालक की त्रिज्या है। जैसे-जैसे व्यास बढ़ता है, सतह के विद्युत क्षेत्र की तीव्रता $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ कम हो जाती है, जिससे आयनीकरण की शुरुआत में देरी होती है।

Key Formulas: $E = \frac{V}{r \ln(\frac{D}{r})}$ — चालक की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता; $P \propto (f+25) \sqrt{\frac{r}{d}} (V-V_c)^2$ — कोरोना के कारण शक्ति हानि के लिए पीक का नियम

Key Points: कोरोना हानि आपूर्ति आवृत्ति ($f$) के सीधे समानुपाती होती है।; यह चालक की सतह की स्थिति (खुरदरापन कारक) पर निर्भर करता है।; हवा का घनत्व और आर्द्रता विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज ($V_c$) को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।; कोरोना को कम करने के लिए बड़े व्यास वाले चालकों (जैसे, बंडल किए गए चालक) का उपयोग किया जाता है।

Advantages: उच्च वोल्टेज लाइनों के दृश्य संकेतन के लिए उपयोग किया जाता है।; ऊर्जा का क्षय करके ट्रैवलिंग वेव की तीव्रता को कम करता है।

Disadvantages: EHV लाइनों में महत्वपूर्ण बिजली की हानि होती है।; हार्मोनिक उत्सर्जन के कारण रेडियो और टेलीविजन में व्यवधान पैदा करता है।; ओजोन का उत्पादन करता है, जो धात्विक चालकों को संक्षारित (corrode) कर सकता है।

Applications: ट्रांसमिशन लाइन डिजाइन (बंडल चालकों का उपयोग)।; कोरोना मोटर्स और इलेक्ट्रो-स्टैटिक प्रेसिपिटेटर्स।

Additional Info: विकल्प B (सामग्री) का ज्यामिति की तुलना में कोरोना हानि पर नगण्य प्रभाव पड़ता है।. विकल्प C (ऊँचाई) धारिता (capacitance) और $V_c$ को थोड़ा प्रभावित करता है, लेकिन सतह प्रवणता को नियंत्रित करने के लिए व्यास मुख्य डिजाइन पैरामीटर है।. विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज प्रवणता का मानक मान लगभग 30 kV/cm (पीक) है।

Answer: A सही है — चालक का व्यास सतह विभव प्रवणता को व्युत्क्रमानुपाती रूप से प्रभावित करता है, जो सीधे कोरोना डिस्चार्ज की शुरुआत और परिमाण को नियंत्रित करता है।

Exam Tip: परीक्षाओं में, यदि कोरोना को कम करने का सबसे प्रभावी तरीका पूछा जाए, तो सामग्री या ऊँचाई को बदलने की तुलना में हमेशा 'चालक का व्यास बढ़ाना' या 'बंडल चालकों का उपयोग करना' को प्राथमिकता दें।

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Option B: चालक की सामग्री

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Option C: चालक की ऊँचाई

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Option D: उपरोक्त सभी

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