कोरोना लॉस (Corona loss) तब कम होता है जब कंडक्टर का आकार होता है

Question

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A: वृत्ताकार (Circular)

Explanation & Concepts:
कोरोना लॉस तब न्यूनतम होता है जब कंडक्टर की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता एकसमान हो। एक वृत्ताकार कंडक्टर अपनी परिधि के चारों ओर विद्युत क्षेत्र का पूर्णतः एकसमान वितरण प्रदान करता है, जो उच्च क्षेत्र तीव्रता वाले उन स्थानीय क्षेत्रों को रोकता है जो हवा के आयनीकरण (air ionization) को ट्रिगर करते हैं।

Working Principle: कोरोना डिस्चार्ज तब होता है जब कंडक्टर की सतह पर वोल्टेज ग्रेडिएंट हवा की ब्रेकडाउन स्ट्रेंथ (डाइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ) से अधिक हो जाता है। ग्रेडिएंट $g = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ द्वारा दिया जाता है। एक चिकने वृत्ताकार कंडक्टर का उपयोग करके, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि त्रिज्या $r$ प्रत्येक बिंदु पर स्थिर रहे, जिससे $g$ एकसमान बना रहता है और स्थानीय आयनीकरण सांद्रता कम हो जाती है।

Key Formulas: $P_c = 242.2 \cdot \frac{f+25}{\delta} \cdot \sqrt{\frac{r}{D}} \cdot (V - V_c)^2 	imes 10^{-5}$ — kW/km/phase में कोरोना लॉस के लिए अनुभवजन्य सूत्र; $g_{max} = \frac{V}{r \cdot \ln(D/r)}$ — सतह पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र की तीव्रता

Key Points: कोरोना लॉस आवृत्ति और क्रिटिकल डिस्ट्रप्टिव वोल्टेज से ऊपर के ओवरवॉल्टेज के वर्ग के सीधे आनुपातिक होता है।; सपाट या अंडाकार कंडक्टर जैसे गैर-वृत्ताकार आकार तेज किनारे या कम वक्रता त्रिज्या वाले क्षेत्र बनाते हैं, जिससे स्थानीय विद्युत क्षेत्र में अधिक तनाव उत्पन्न होता है।; उच्च क्षेत्र तनाव हवा के आयनीकरण को आसान बनाता है और बिजली की हानि को बढ़ाता है।; कंडक्टर की सतह का चिकनापन महत्वपूर्ण है; सतह की अनियमितताएं (निशान, खरोंच) बढ़े हुए तनाव के स्थानीय बिंदुओं के रूप में कार्य करती हैं।

Advantages: ट्रांसमिशन लाइनों में कम बिजली की हानि; इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस (EMI) में कमी; कम श्रव्य शोर और ओजोन उत्पादन

Applications: हाई-वोल्टेज AC ट्रांसमिशन लाइन डिजाइन; ACSR (एल्युमीनियम कंडक्टर स्टील रीइन्फोर्स्ड) कंडक्टर चयन

Additional Info: सतह की स्थिति आकार जितनी ही महत्वपूर्ण है; वृत्ताकार ज्यामिति के निकट पहुँचने के लिए फ्लैट रिबन की तुलना में फंसे हुए (stranded) कंडक्टरों को प्राथमिकता दी जाती है।. विकल्प B (सपाट) और C (अंडाकार) खराब विकल्प हैं क्योंकि तेज किनारे विद्युत फ्लक्स लाइनों (गॉस के नियम के अनुप्रयोग) को केंद्रित करते हैं, जिससे स्थानीय क्षेत्र की तीव्रता ($E = \sigma / \epsilon_0$) काफी बढ़ जाती है।

Answer: A सही है — एक वृत्ताकार कंडक्टर एकसमान विद्युत क्षेत्र वितरण सुनिश्चित करता है, जो सतह वोल्टेज ग्रेडिएंट को स्थिर रखता है और आयनीकरण सीमा तक पहुँचने की संभावना को कम करता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि क्षेत्र की तीव्रता वक्रता की त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है; तेज कोने स्थानीय ग्रेडिएंट को बढ़ाते हैं और कोरोना डिस्चार्ज को काफी बढ़ा देते हैं।

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Option B: सपाट (Flat)

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Option C: अंडाकार (Oval)

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Option D: आकार पर निर्भर नहीं

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