ट्रांसमिशन लाइन की क्रिटिकल वोल्टेज सीमा को किसके द्वारा बढ़ाया जाता है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

A: कंडक्टर की त्रिज्या बढ़ाकर

Explanation & Concepts:
ट्रांसमिशन लाइन का क्रिटिकल डिसरप्टिव वोल्टेज न्यूनतम फेज वोल्टेज है जिस पर कोरोना डिस्चार्ज शुरू होता है। कंडक्टर की त्रिज्या बढ़ाने से सतह की विद्युत क्षेत्र तीव्रता कम हो जाती है, जिससे कोरोना शुरू करने के लिए आवश्यक वोल्टेज बढ़ जाता है।

Working Principle: जब विद्युत क्षेत्र की तीव्रता हवा की डाइलेक्ट्रिक क्षमता से अधिक हो जाती है, तो कंडक्टर के आसपास की हवा के आयनीकरण से कोरोना होता है। त्रिज्या ($r$) को बढ़ाकर, सतह आवेश घनत्व वितरण एक बड़े क्षेत्र में फैल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप समान वोल्टेज के लिए अधिकतम विद्युत क्षेत्र तीव्रता ($E_{max} = \frac{V}{r \ln(d/r)}$) कम हो जाती है, जिससे आयनीकरण की शुरुआत में देरी होती है।

Key Formulas: $V_c = g_o \cdot r \cdot \ln(\frac{d}{r})$ — डिसरप्टिव क्रिटिकल वोल्टेज का सूत्र जहाँ $g_o$ हवा की डाइलेक्ट्रिक क्षमता है।; $E_{max} = \frac{V}{r \ln(d/r)}$ — कंडक्टर सतह पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र तीव्रता।

Key Points: कोरोना हानि आवृत्ति और $(V - V_c)^2$ के सीधे आनुपातिक होती है।; कंडक्टर की त्रिज्या बढ़ाना कोरोना हानि को कम करने के लिए बंडल कंडक्टरों का उपयोग करने के समान है।; एक चिकनी कंडक्टर सतह खुरदरी सतह की तुलना में डिसरप्टिव वोल्टेज को काफी बढ़ा देती है।

Advantages: कोरोना प्रभाव के कारण होने वाली शक्ति हानि को कम करता है; रेडियो हस्तक्षेप और श्रव्य शोर (audible noise) को कम करता है; कुल ट्रांसमिशन लाइन दक्षता में सुधार करता है

Disadvantages: कंडक्टर की त्रिज्या बढ़ाने से ट्रांसमिशन लाइन का कुल वजन और लागत बढ़ जाती है; बढ़े हुए यांत्रिक भार और हवा के दबाव को संभालने के लिए मजबूत टावर संरचनाओं की आवश्यकता होती है

Applications: हाई वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) ट्रांसमिशन लाइनें; एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) और अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) AC लाइनें; आधुनिक पावर ग्रिड में बंडल कंडक्टर डिज़ाइन

Additional Info: मानक वायुमंडलीय स्थितियों के तहत हवा की डाइलेक्ट्रिक क्षमता ($g_o$) लगभग 30 kV/cm (पीक) होती है।. विकल्प B और C: दूरी ($d$) बढ़ाने से वास्तव में $V_c$ बढ़ जाता है, लेकिन $d$ पर लॉगरिदमिक निर्भरता $r$ की रेखीय निर्भरता (अंश में) की तुलना में बहुत कमजोर होती है, जिससे त्रिज्या का समायोजन प्राथमिक डिजाइन लीवर बन जाता है।

Answer: A सही है — कंडक्टर की त्रिज्या बढ़ाने से सतह का विभव प्रवणता (potential gradient) कम हो जाता है, जिसके लिए हवा के ब्रेकडाउन सीमा तक पहुंचने के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि हालांकि दूरी बढ़ाने से $V_c$ बढ़ता है, लेकिन EHV सिस्टम में कोरोना को नियंत्रित करने के लिए कंडक्टर की त्रिज्या बदलना (या बंडलिंग का उपयोग करना) ही व्यावहारिक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण है।

Examoogle · Answer

Option B: कंडक्टरों के बीच की दूरी बढ़ाकर

Examoogle · Answer

Option C: कंडक्टरों के बीच की दूरी कम करके

Examoogle · Answer

Option D: कंडक्टर की त्रिज्या कम करके

Correct Answer

Discussion (0)

Correct Answer

Related Questions

Discussion (0)