गैस इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS) का उपयोग कहाँ किया जाता है?

Question

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A: जहाँ कम स्थान उपलब्ध हो

Explanation & Concepts:
गैस इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS) में इंसुलेटिंग माध्यम के रूप में सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) गैस का उपयोग किया जाता है, जिसकी डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ हवा की तुलना में काफी अधिक होती है। इस कारण से, पारंपरिक एयर इंसुलेटेड सबस्टेशन (AIS) की तुलना में सबस्टेशन के घटकों के भौतिक आयामों को 70% से 90% तक कम किया जा सकता है, जो GIS को उन प्रतिष्ठानों के लिए आदर्श बनाता है जहाँ भूमि कम या महंगी है।

Working Principle: GIS एक धातु-बंद (metal-enclosed) डिज़ाइन का उपयोग करता है जहाँ लाइव कंडक्टरों को प्रेशराइज़्ड $SF_6$ गैस से भरे एक ग्राउंडेड धातु के घेरे के अंदर स्पेसर्स द्वारा सहारा दिया जाता है। $SF_6$ की बेहतर आयनीकरण क्षमता चरणों के बीच और चरणों तथा ग्राउंड के बीच बहुत कम क्लियरेंस दूरी ($d_{min} \propto \frac{V}{E_{breakdown}}$) की अनुमति देती है। यह कॉम्पैक्ट, इनकैप्सुलेटेड डिज़ाइन इंसुलेशन को प्रदूषण, आर्द्रता और नमक के स्प्रे जैसे पर्यावरणीय कारकों से बचाता है।

Key Formulas: $E_b = k \cdot p$; $V_{flashover} \approx d \cdot E_b$

Key Points: SF6 एक इलेक्ट्रोनगेटिव गैस है जिसमें उच्च डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ और उत्कृष्ट आर्क-शमन (arc-quenching) गुण होते हैं।; GIS घटक मॉड्यूलर होते हैं, जो तेज़ असेंबली और न्यूनतम साइट रखरखाव की सुविधा प्रदान करते हैं।; सीलबंद घेरा सबस्टेशन को बाहरी वायुमंडलीय प्रदूषण से प्रतिरक्षित बनाता है।; भूमि अधिग्रहण की कम लागत GIS के उच्च उपकरण लागत की भरपाई करती है।

Advantages: काफी कम जगह की आवश्यकता (कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट)।; उच्च विश्वसनीयता और कम रखरखाव की आवश्यकताएं।; पर्यावरणीय प्रदूषण और नमक जमा होने से प्रतिरक्षित।; छूने के लिए सुरक्षित क्योंकि सभी उच्च वोल्टेज वाले हिस्से अर्थ किए गए धातु में बंद होते हैं।

Disadvantages: AIS की तुलना में उच्च प्रारंभिक निवेश लागत।; जटिल स्थापना प्रक्रिया जिसमें विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है।; SF6 एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जिसके लिए सख्त रिसाव नियंत्रण आवश्यक है।

Applications: शहरी शहर के केंद्र जहाँ भूमि बहुत महंगी है।; भूमिगत सबस्टेशन।; ऑफशोर प्लेटफॉर्म और जहाज।; सीमित जगह वाले औद्योगिक संयंत्र।

Additional Info: SF6 गैस रासायनिक रूप से निष्क्रिय, गैर-विषैली और गैर-ज्वलनशील होती है।. GIS का उपयोग आमतौर पर 66kV से 800kV और उससे अधिक के वोल्टेज स्तर के लिए किया जाता है।. विकल्प B (उच्च ऊंचाई) एक कारक हो सकता है, लेकिन प्राथमिक सार्वभौमिक चालक स्थान की कमी है; विकल्प C गलत है क्योंकि भूभाग GIS को AIS पर अनिवार्य नहीं बनाता है।

Answer: A सही है — गैस इंसुलेटेड सबस्टेशन मुख्य रूप से $SF_6$ गैस की उच्च डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ के कारण कम जगह वाले क्षेत्रों में तैनात किए जाते हैं, जो काफी कम क्लियरेंस आवश्यकताओं की अनुमति देती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि जबकि AIS ग्रामीण क्षेत्रों के लिए लागत प्रभावी है, GIS शहरी नियोजन के लिए मानक है; GIS प्रश्नों की पहचान करने के लिए परीक्षाओं में 'फुटप्रिंट' या 'एनक्लोजर' जैसे कीवर्ड देखें।

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Option B: अधिक ऊंचाई वाले स्थानों के लिए

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Option C: पहाड़ी क्षेत्रों में

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Option D: उपरोक्त सभी

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