कोरोना हानि (Corona loss) किसके साथ बढ़ती है

Question

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B: आपूर्ति आवृत्ति में वृद्धि लेकिन कंडक्टर के आकार में कमी

Explanation & Concepts:
कोरोना हानि सीधे आपूर्ति आवृत्ति के समानुपाती होती है और कंडक्टर की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है। आवृत्ति में वृद्धि से प्रति सेकंड होने वाली आयनीकरण प्रक्रिया की संख्या बढ़ जाती है, जबकि कंडक्टर का आकार छोटा करने से सतह पर विद्युत तनाव (electric stress) बढ़ जाता है, जिससे आयनीकरण की दर उच्च हो जाती है।

Working Principle: कोरोना तब होता है जब कंडक्टर की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता हवा की परावैद्युत शक्ति (लगभग 30 kV/cm peak) से अधिक हो जाती है। पीक (Peek's) का सूत्र दिखाता है कि हानि ($P_c$) का मान $P_c \propto (f + 25) \sqrt{\frac{r}{d}} (V - V_c)^2$ द्वारा दिया जाता है। चूंकि आवृत्ति ($f$) पद योगात्मक है और त्रिज्या ($r$) हर (denominator) में वर्गमूल के अंदर है, इसलिए $f$ बढ़ाने या $r$ को कम करने से कोरोना डिस्चार्ज के कारण अधिक शक्ति का अपव्यय (power dissipation) होता है।

Key Formulas: $P_c \propto (f + 25) \sqrt{\frac{r}{d}} (V - V_c)^2$ — कोरोना हानि की गणना के लिए पीक का सूत्र; $E_g = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ — कंडक्टर सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता

Key Points: कोरोना हानि $(f+25)$ के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।; कंडक्टर की त्रिज्या छोटी होने पर सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता बढ़ जाती है।; उच्च आवृत्ति के परिणामस्वरूप प्रति सेकंड अधिक बार आयनीकरण चक्र होते हैं।; अति उच्च वोल्टेज (EHV) लाइनों में कोरोना डिस्चार्ज अधिक स्पष्ट होता है।

Advantages: बंडल्ड (bundled) कंडक्टर का उपयोग करके विभव प्रवणता (potential gradient) को कम करता है।; दोषपूर्ण इंसुलेशन स्थानों की पहचान करने में मदद करता है।

Disadvantages: महत्वपूर्ण शक्ति हानि का कारण बनता है।; ओजोन गैस उत्पन्न करता है जिससे जंग लगती है।; दूरसंचार लाइनों में बाधा डालता है (रेडियो इंटरफेरेंस)।

Applications: ट्रांसमिशन लाइन डिज़ाइन का अनुकूलन।; EHV लाइनों के लिए कंडक्टर व्यास का चयन।

Additional Info: कोरोना हानि वायुमंडलीय स्थितियों जैसे बारिश, कोहरा और धूल से भी काफी प्रभावित होती है, जो विघटनकारी महत्वपूर्ण वोल्टेज (disruptive critical voltage) को कम करते हैं।. विकल्प A गलत है क्योंकि कंडक्टर के आकार (त्रिज्या) को बढ़ाने से सतह पर विद्युत तनाव वास्तव में कम हो जाता है, जिससे कोरोना हानि कम हो जाती है।

Answer: B सही है — कोरोना हानि उच्च आयनीकरण आवृत्ति के कारण आवृत्ति के साथ और सतह पर विद्युत तनाव बढ़ने के कारण कंडक्टर के छोटे आकार के साथ बढ़ती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि प्रभावी त्रिज्या बढ़ाने के लिए बंडल्ड कंडक्टर का उपयोग करना एक मानक तकनीक है, जिससे सतह पर तनाव और कोरोना हानि कम हो जाती है।

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Option A: आपूर्ति आवृत्ति और कंडक्टर के आकार में वृद्धि

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Option C: आपूर्ति आवृत्ति और कंडक्टर के आकार में कमी

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Option D: आपूर्ति आवृत्ति में कमी लेकिन कंडक्टर के आकार में वृद्धि

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