SF6 की परावैद्युत शक्ति (Dielectric strength) है

Question

Accepted Answer

B: तेल से कम

Explanation & Concepts:
सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) गैस की परावैद्युत शक्ति वायुमंडलीय दाब पर हवा की तुलना में लगभग 2.5 से 3 गुना होती है, लेकिन यह उच्च गुणवत्ता वाले ट्रांसफार्मर इंसुलेटिंग तेल की तुलना में काफी कम रहती है। ट्रांसफार्मर तेल में बहुत अधिक घनत्व और आणविक जटिलता होती है, जो गैसीय इंसुलेटर की तुलना में बेहतर परावैद्युत ब्रेकडाउन शक्ति प्रदान करती है।

Working Principle: $SF_6$ में इंसुलेशन तंत्र मुख्य रूप से इसकी उच्च वैद्युतऋणात्मकता (electronegativity) द्वारा नियंत्रित होता है; यह मुक्त इलेक्ट्रॉनों को पकड़कर भारी, अचल नकारात्मक आयन बनाता है, जिससे इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन (electron avalanches) के विकास को रोका जा सके। इसके विपरीत, ट्रांसफार्मर तेल उच्च-क्षेत्र तनाव के तहत आणविक स्थिरता और आयनिक चालन पथों को दबाने पर निर्भर करता है। नतीजतन, जबकि $SF_6$ एक उत्कृष्ट आर्क-शमन माध्यम है, यह थोक खनिज तेलों की विशेषता वाले पूर्ण ब्रेकडाउन वोल्टेज स्तरों को प्राप्त नहीं करता है।

Key Formulas: $E_b \propto P$ — $SF_6$ की परावैद्युत शक्ति $E_b$ उसके दाब $P$ के सीधे आनुपातिक होती है।

Key Points: $SF_6$ एक वैद्युतऋणात्मक गैस है जो प्रभावी रूप से आर्क को बुझाती है।; $SF_6$ की परावैद्युत शक्ति अत्यधिक दाब पर निर्भर करती है।; ट्रांसफार्मर तेल उच्च वोल्टेज वाले लिक्विड-इमर्सड उपकरणों के लिए बेहतर इंसुलेशन प्रदान करता है।; 3 बार दाब पर, $SF_6$ की परावैद्युत शक्ति तेल के करीब पहुंच जाती है, लेकिन वायुमंडलीय दाब पर यह कम होती है।

Advantages: उच्च वैद्युतऋणात्मकता तीव्र आर्क शमन को सक्षम बनाती है।; रासायनिक जड़त्व और थर्मल स्थिरता।

Disadvantages: उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता।; परिवेशी दाब पर इंसुलेटिंग तेलों की तुलना में कम पूर्ण परावैद्युत शक्ति।

Applications: गैस-इंसुलेटेड स्विचगियर (GIS)।; उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर।; गैस-इंसुलेटेड ट्रांसमिशन लाइनें (GIL)।

Additional Info: नोट: प्रश्न कहता है 'तेल से कम', जो तथ्यात्मक रूप से सही है क्योंकि खनिज इंसुलेटिंग तेल की ब्रेकडाउन शक्ति 150-200 kV/cm होती है, जबकि वायुमंडलीय दाब पर $SF_6$ लगभग 89 kV/cm होती है।. विकल्प D भी तकनीकी रूप से सत्य है (क्योंकि परावैद्युत शक्ति दाब के साथ बढ़ती है), लेकिन सामान्य अवस्थाओं में सामग्री गुणों की तुलना में, तेल के साथ तुलना मानक बेंचमार्क है।

Answer: B सही है — वायुमंडलीय दाब पर $SF_6$ की परावैद्युत शक्ति उच्च गुणवत्ता वाले ट्रांसफार्मर इंसुलेटिंग तेल की तुलना में काफी कम होती है।

Exam Tip: $SF_6$ परावैद्युत शक्ति की तुलना करते समय हमेशा दाब की स्थिति सत्यापित करें; यह केवल उच्च दाब (जैसे 3-5 बार) पर ही हवा से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है और तेल की विशेषताओं के करीब पहुंच सकता है।

Answer

Option A: हवा से कम

Answer

Option C: तेल से अधिक

Answer

Option D: दाब पर निर्भर करती है

Feature	हवा	SF6 गैस
परावैद्युत शक्ति (1 atm)	1.0 p.u.	3.0 p.u.
सामान्य ब्रेकडाउन शक्ति	~30 kV/cm	150 kV/cm

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