H.V. केबलों में गैस के दबाव के तहत तेल भरा जाता है क्योंकि

Question

Accepted Answer

C: दबाव रिक्तियों (voids) के निर्माण से बचाता है

Explanation & Concepts:
एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) केबल इंसुलेशन सिस्टम की डाइलेक्ट्रिक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए सकारात्मक दबाव के तहत तेल का उपयोग करते हैं। यह दबाव तेल-संसेचित कागज इंसुलेशन के भीतर गैसीय रिक्तियों (बुलबुलों) के निर्माण को रोकता है, जो आंशिक डिस्चार्ज (partial discharge) के प्राथमिक स्थल होते हैं।

Working Principle: जब किसी केबल में भार भिन्नता के कारण थर्मल विस्तार और संकुचन चक्र का अनुभव होता है, तो तापमान परिवर्तन तेल की मात्रा को प्रभावित करते हैं। बिना दबाव प्रणाली (जैसे कि जलाशय) के, शीतलन चक्र तेल के संकुचन का कारण बनेगा, जिससे वैक्यूम पॉकेट या गैस से भरी रिक्तियां बन जाएंगी। चूँकि गैस की डाइलेक्ट्रिक शक्ति तेल की तुलना में बहुत कम होती है, इसलिए ये रिक्तियां उच्च विद्युत तनाव के तहत आयनित हो जाएंगी, जिससे कोरोना डिस्चार्ज, इंसुलेशन का क्षरण और अंततः डाइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन हो जाएगा।

Key Formulas: $V_{d} = E \cdot d$ — जहाँ $V_d$ ब्रेकडाउन वोल्टेज है, $E$ डाइलेक्ट्रिक शक्ति है, और $d$ इंसुलेशन की मोटाई है; $P_{oil} > P_{atm}$ — वैक्यूम निर्माण के विरुद्ध सकारात्मक दबाव बनाए रखने की आवश्यकता को दर्शाता है

Key Points: रिक्तियों में इंसुलेटिंग तेल की तुलना में बहुत कम डाइलेक्ट्रिक स्थिरांक और शक्ति वाली गैस होती है।; रिक्तियों में आंशिक डिस्चार्ज इंसुलेशन में 'ट्रीइंग' का कारण बनता है, जिससे स्थायी क्षति होती है।; तेल से भरी केबल उच्च वोल्टेज रेटिंग (500kV और उससे ऊपर) की अनुमति देती हैं।; दबाव जलाशय थर्मल लोड साइकिलिंग के दौरान निरंतर आंतरिक दबाव बनाए रखते हैं।

Advantages: आंतरिक रिक्तियों और आयनीकरण का उन्मूलन; ठोस केबलों की तुलना में बेहतर ताप अपव्यय; उच्च डाइलेक्ट्रिक शक्ति जो EHV अनुप्रयोगों की अनुमति देती है

Disadvantages: जटिल रखरखाव और स्थापना; सहायक उपकरणों (पंप, जलाशय) के कारण उच्च लागत; पर्यावरण में तेल रिसाव का जोखिम

Applications: पनडुब्बी बिजली पारेषण केबल; उच्च क्षमता वाली भूमिगत शहरी पारेषण लाइनें; बड़े EHV सबस्टेशन कनेक्शन

Additional Info: गैस के बुलबुलों से बचने की प्रक्रिया विशेष रूप से 'आयनीकरण' या 'आंशिक डिस्चार्ज' (PD) को दबाने के लिए लक्षित है।. विकल्प A गलत है क्योंकि केबल की मजबूती मुख्य रूप से यांत्रिक निर्माण और सामग्री के गुणों द्वारा निर्धारित होती है, न कि केवल तेल के दबाव से।. विकल्प B गलत है क्योंकि दबाव सीधे कंडक्टर की वोल्टेज वहन क्षमता को नहीं बढ़ाता है, बल्कि इंसुलेशन को विफलता से बचाता है।

Answer: C सही है — दबाव रिक्तियों के निर्माण से बचाता है, जो EHV केबलों में आंशिक डिस्चार्ज और इंसुलेशन ब्रेकडाउन के लिए हानिकारक स्थल हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि उच्च-वोल्टेज इंसुलेशन इंजीनियरिंग में, 'रिक्तियां' आंशिक डिस्चार्ज शुरू करने की प्रवृत्ति के कारण दीर्घकालिक केबल विश्वसनीयता की प्राथमिक दुश्मन हैं।

Answer

Option A: दबाव आवश्यक मजबूती प्रदान करता है

Answer

Option B: दबाव आवश्यक वोल्टेज वहन क्षमता प्रदान करता है

Answer

Option D: ये सभी

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