पारेषण लाइनों में खोखले चालकों (hollow conductors) का उपयोग किया जाता है

Question

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C: कोरोना को कम करने के लिए

Explanation & Concepts:
अति-उच्च वोल्टेज (EHV) पारेषण लाइनों में खोखले चालकों का उपयोग एक निश्चित अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (cross-sectional area) के लिए चालक के प्रभावी व्यास को बढ़ाने के लिए किया जाता है। त्रिज्या में यह वृद्धि सतह वोल्टेज प्रवणता (surface voltage gradient) को कम करती है, जिससे कोरोना डिस्चार्ज की घटना कम हो जाती है।

Working Principle: कोरोना तब होता है जब चालक की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता हवा की डाइलेक्ट्रिक शक्ति से अधिक हो जाती है। पीक के नियम (Peek's law) के अनुसार, विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज (disruptive critical voltage) चालक की त्रिज्या के सीधे समानुपाती होता है। खोखली संरचना का उपयोग करने से, चालक सामग्री की मात्रा बढ़ाए बिना त्रिज्या $r$ बढ़ जाती है, जो सतह विद्युत क्षेत्र की तीव्रता $E = \frac{V}{r \ln(D/r)}$ को कम कर देती है, जिससे कोरोना हानि और रेडियो हस्तक्षेप कम हो जाता है।

Key Formulas: $E_{max} = \frac{V}{r \ln(\frac{D}{r})}$ — चालक की सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता; $V_c = g_0 \delta r \ln(\frac{D}{r})$ — कोरोना के लिए विघटनकारी क्रांतिक वोल्टेज

Key Points: कोरोना हानि $(f+25)\sqrt{\frac{r}{D}}(V-V_c)^2$ के समानुपाती होती है।; खोखले चालक आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम के टुकड़ों से बने होते हैं।; बड़ा प्रभावी व्यास कम सतह विभव प्रवणता (surface potential gradient) का परिणाम देता है।; उच्च वोल्टेज लाइनों में रेडियो हस्तक्षेप और श्रव्य शोर (audible noise) को कम करता है।

Advantages: कोरोना हानि में कमी; बेहतर शीतलन सतह क्षेत्र (cooling surface area) के कारण बढ़ी हुई धारा ले जाने की क्षमता; रेडियो हस्तक्षेप में उल्लेखनीय कमी

Disadvantages: अधिक संरचनात्मक जटिलता; ठोस चालकों की तुलना में विरूपण (deformation) के प्रति अधिक संवेदनशीलता; उच्च विनिर्माण और रखरखाव लागत

Applications: अति उच्च वोल्टेज (EHV) पारेषण लाइनें; उच्च वोल्टेज सबस्टेशन (बसबार के रूप में)

Additional Info: विकल्प A गलत है क्योंकि खोखले चालकों का उपयोग करने के लिए अक्सर अधिक यांत्रिक समर्थन की आवश्यकता होती है, जो कम प्रवाहकीय धातु का उपयोग करने के बावजूद कुल परियोजना वजन/लागत को बढ़ा सकता है।. विकल्प B गलत है क्योंकि स्थिरता मुख्य रूप से लाइन रिएक्टेंस द्वारा नियंत्रित होती है, न कि चालक की ज्यामिति द्वारा।. विकल्प D कम हुए नुकसान के कारण एक अप्रत्यक्ष लाभ है, लेकिन खोखले प्रोफाइल के चयन का प्राथमिक डिजाइन उद्देश्य कोरोना नियंत्रण है।

Answer: C सही है — खोखले चालक प्रभावी त्रिज्या को बढ़ाते हैं, जो सतह वोल्टेज प्रवणता को कम करता है और कोरोना डिस्चार्ज को न्यूनतम करता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि कोरोना वोल्टेज प्रवणता का एक कार्य है; जो कुछ भी प्रभावी व्यास को बढ़ाता है (जैसे बंडलिंग या खोखले चालक), वह प्रवणता को कम करेगा और इस प्रकार कोरोना हानि को भी कम करेगा।

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Option A: तांबे का वजन कम करने के लिए

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Option B: स्थिरता में सुधार करने के लिए

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Option D: विद्युत पारेषण क्षमता बढ़ाने के लिए

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