इन्सुलेटर और लाइटनिंग अरेस्टर का इम्पल्स अनुपात होना चाहिए

Question

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The correct answer is B: क्रमशः उच्च और कम. इम्पल्स अनुपात को सर्ज (इम्पल्स) के तहत ब्रेकडाउन वोल्टेज और पावर फ्रीक्वेंसी ब्रेकडाउन वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। इन्सुलेशन समन्वय के लिए, लाइटनिंग अरेस्टर को इन्सुलेटर के स्पार्क ओवर होने से पहले सर्ज को डिस्चार्ज करना चाहिए, इसलिए अरेस्टर का इम्पल्स अनुपात इन्सुलेटर की तुलना में कम होना चाहिए।

Step-by-Step Solution & Concepts:
इम्पल्स अनुपात को सर्ज (इम्पल्स) के तहत ब्रेकडाउन वोल्टेज और पावर फ्रीक्वेंसी ब्रेकडाउन वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। इन्सुलेशन समन्वय के लिए, लाइटनिंग अरेस्टर को इन्सुलेटर के स्पार्क ओवर होने से पहले सर्ज को डिस्चार्ज करना चाहिए, इसलिए अरेस्टर का इम्पल्स अनुपात इन्सुलेटर की तुलना में कम होना चाहिए।

Working Principle: इन्सुलेशन समन्वय का सिद्धांत 'प्रोटेक्शन मार्जिन' पर निर्भर करता है। लाइटनिंग अरेस्टर (सर्ज डाइवर्टर) के इम्पल्स अनुपात को संरक्षित उपकरण (इन्सुलेटर) की तुलना में कम रखकर, हम यह सुनिश्चित करते हैं कि ट्रांजिएंट के दौरान अरेस्टर पथ कम वोल्टेज स्तर पर प्रवाहकीय हो जाए, जिससे सर्ज वोल्टेज प्रभावी रूप से इन्सुलेटर के विथस्टैंड लेवल से नीचे बना रहे।

Key Formulas: $R_{impulse} = \frac{V_{impulse}}{V_{power}}$ — इम्पल्स अनुपात की परिभाषा

Key Points: इन्सुलेटर के लिए उच्च इम्पल्स अनुपात मामूली सर्ज के दौरान फ्लैशओवर को रोकता है।; लाइटनिंग अरेस्टर के लिए कम इम्पल्स अनुपात उच्च-वोल्टेज ट्रांजिएंट के दौरान त्वरित संचालन सुनिश्चित करता है।; पावर ग्रिड में सफल इन्सुलेशन समन्वय के लिए आवश्यक है।; लाइटनिंग अरेस्टर सर्ज के लिए 'सबसे कमजोर कड़ी' के रूप में कार्य करते हैं लेकिन ऑपरेटिंग वोल्टेज के लिए 'सबसे मजबूत' होते हैं।

Advantages: महंगे उपकरणों (ट्रांसफार्मर/इन्सुलेटर) की विनाशकारी विफलता को रोकता है।; आकाशीय बिजली गिरने के दौरान सिस्टम की विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।

Disadvantages: अरेस्टर में गैप सेटिंग्स के सटीक रखरखाव की आवश्यकता होती है।; उम्र बढ़ने और प्रदूषण के कारण गिरावट के अधीन है।

Applications: उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें; सबस्टेशन ट्रांसफार्मर सुरक्षा; स्विचगियर सुरक्षा

Additional Info: मानक इन्सुलेटर के लिए इम्पल्स अनुपात का विशिष्ट मान लगभग 1.4 से 1.5 होता है।. यदि अरेस्टर का इम्पल्स अनुपात अधिक होता, तो यह इन्सुलेटर की सुरक्षा नहीं कर पाता क्योंकि इन्सुलेटर पहले फ्लैश ओवर हो जाता।

Answer: B सही है — इन्सुलेटर को लाइटनिंग अरेस्टर की तुलना में ट्रांजिएंट वोल्टेज को अधिक समय तक झेलना चाहिए, जिसे सर्ज को हटाने के लिए पहले सक्रिय होना चाहिए।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि सभी ट्रांजिएंट समन्वय स्थितियों में 'सुरक्षा उपकरण' को 'संरक्षित उपकरण' की तुलना में तेजी से और कम वोल्टेज सीमा पर कार्य करना चाहिए।

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Option A: दोनों कम

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Option C: क्रमशः कम और उच्च

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Option D: दोनों उच्च

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