अर्थ वायर (Earth wires) किसके बने होते हैं?

Question

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D: गैल्वेनाइज्ड स्ट्रैंडेड स्टील (Galvanized stranded steel)

Explanation & Concepts:
अर्थ वायर, विशेष रूप से ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों में, मुख्य रूप से गैल्वेनाइज्ड स्ट्रैंडेड स्टील से बने होते हैं क्योंकि इनमें उच्च यांत्रिक शक्ति (mechanical strength) और संक्षारण प्रतिरोध (corrosion resistance) की आवश्यकता होती है। इन्हें निरंतर उच्च-धारा भार ले जाने के बजाय बिजली के झटकों (lightning surges) और फॉल्ट करंट के लिए जमीन तक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) पथ प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

Working Principle: अर्थ वायर फेज कंडक्टरों के ऊपर एक ढाल के रूप में कार्य करता है। जब लाइन के पास बिजली गिरती है, तो अर्थ वायर बिजली को रोक लेता है और टॉवर तथा ग्राउंडिंग सिस्टम के लिए एक रास्ता प्रदान करता है। इसकी स्ट्रैंडेड स्टील संरचना यह सुनिश्चित करती है कि यह हवा के दबाव और बर्फ के जमाव जैसे पर्यावरणीय कारकों के दौरान उच्च तन्यता तनाव (tensile stress) को सहन कर सके।

Key Formulas: $Z_g = R_g + j\omega L_g$ — अर्थ वायर सिस्टम द्वारा प्रदान किए गए ग्राउंड प्रतिबाधा पथ का प्रतिनिधित्व करता है; $T = \sigma 	imes A$ — जहाँ $T$ यांत्रिक स्थिरता के लिए आवश्यक तन्यता शक्ति है

Key Points: गैल्वनीकरण (Galvanizing) एक जिंक कोटिंग प्रदान करता है जो स्टील को जंग लगने से बचाता है।; स्ट्रैंडेड संरचना ठोस स्टील कंडक्टरों की तुलना में बेहतर यांत्रिक लचीलापन प्रदान करती है।; अर्थ वायर को आमतौर पर ट्रांसमिशन टावरों के शीर्ष पर रखा जाता है ताकि सबसे अच्छा शील्डिंग कोण प्रदान किया जा सके।; स्टील आवश्यक यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है जबकि गैल्वनीकरण दीर्घायु सुनिश्चित करता है।

Advantages: अत्यधिक मौसम का सामना करने के लिए उच्च यांत्रिक शक्ति; जिंक कोटिंग के कारण संक्षारण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध; लंबे ट्रांसमिशन स्पैन के लिए लागत प्रभावी सामग्री

Disadvantages: तांबे या एल्युमीनियम की तुलना में कम विद्युत चालकता; एल्युमीनियम मिश्र धातुओं की तुलना में अधिक वजन

Applications: बिजली (lightning) के खिलाफ ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइन की सुरक्षा; ओवरहेड लाइन सपोर्ट स्ट्रक्चर्स की ग्राउंडिंग; HVDC और HVAC सिस्टम में स्टेटिक वायर के रूप में उपयोग

Additional Info: स्टील की प्रतिरोधकता तांबे की तुलना में बहुत अधिक होती है; हालाँकि, अर्थ वायर का प्राथमिक उद्देश्य सर्ज प्रोटेक्शन है, न कि स्थिर-अवस्था में करंट का चालन।. तांबे का उपयोग ओवरहेड अर्थ वायर के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि यह महंगा, भारी है और स्टील की तुलना में कम तन्यता शक्ति रखता है, जिससे यह लटकने (sagging) के प्रति अधिक प्रवृत्त होता है।

Answer: D सही है — गैल्वेनाइज्ड स्ट्रैंडेड स्टील का उपयोग इसकी बेहतर यांत्रिक शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध के कारण किया जाता है जो ओवरहेड लाइन शील्डिंग के लिए आवश्यक है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि अर्थ वायर सामग्री का चयन विद्युत चालकता के बजाय यांत्रिक सहनशक्ति (तन्यता शक्ति) की आवश्यकताओं द्वारा निर्देशित होता है, जो फेज कंडक्टरों के लिए प्राथमिक मानदंड है।

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Option A: तांबा (Copper)

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Option B: एल्युमीनियम (Aluminum)

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Option C: लोहा (Iron)

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