एक अतिरिक्त उच्च वोल्टेज ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइन में अर्थ वायर (earth wire) को लाइन की सुरक्षा के लिए प्रदान कि

Question

एक अतिरिक्त उच्च वोल्टेज ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइन में अर्थ वायर (earth wire) को लाइन की सुरक्षा के लिए प्रदान किया जाता है

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B: आकाशीय बिजली (लाइटनिंग) सर्ज

Explanation & Concepts:
एक अर्थ वायर (या ग्राउंड वायर) एक गैर-धारा-वाहक कंडक्टर होता है जिसे ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइन के सबसे ऊपरी बिंदु पर स्थापित किया जाता है। इसका प्राथमिक उद्देश्य आकाशीय बिजली (lightning) के सीधे प्रहार को रोकना है, जिससे उन्हें फेज कंडक्टरों से टकराने और फ्लैशओवर या उपकरणों को नुकसान पहुँचाने से बचाया जा सके।

Working Principle: अर्थ वायर टॉवर बॉडी से जुड़ा होता है, जो एक अर्थ इलेक्ट्रोड के माध्यम से जमीन से जुड़ा होता है। जब बिजली गिरती है, तो अर्थ वायर जमीन के लिए कम-प्रतिबाधा (low-impedance) वाला पथ प्रदान करता है, जिससे सर्ज करंट को फेज कंडक्टरों से दूर कर दिया जाता है। इसके अलावा, यह एक शील्डिंग कोण बनाता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि आकाशीय बिजली फेज लाइनों के बजाय ग्राउंड वायर पर समाप्त हो, जिससे सीधे प्रहार की संभावना प्रभावी रूप से कम हो जाती है।

Key Formulas: $Z_s = \sqrt{\frac{L}{C}}$ — ट्रांसमिशन लाइन की सर्ज प्रतिबाधा को दर्शाता है, जो ट्रैवलिंग तरंगों के परिमाण को प्रभावित करती है।; $	heta = \arccos(\frac{d}{h})$ — शील्डिंग कोण की गणना जहाँ $d$ क्षैतिज दूरी है और $h$ अर्थ वायर की ऊर्ध्वाधर ऊंचाई है।

Key Points: अर्थ वायर को टॉवर के शीर्ष पर रखा जाता है ताकि एक सुरक्षात्मक शील्डिंग जोन प्रदान किया जा सके।; यह जमीन के लिए पथ प्रदान करके कंडक्टरों तक पहुँचने वाले आकाशीय बिजली करंट के परिमाण को कम करने में मदद करता है।; शील्ड की प्रभावशीलता शील्डिंग कोण द्वारा शासित होती है, जिसे उच्च वोल्टेज लाइनों के लिए आमतौर पर $30^\circ$ से नीचे रखा जाता है।; यह लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट के दौरान ग्राउंड रिटर्न पथ के रूप में कार्य करता है।

Advantages: आकाशीय बिजली गिरने के कारण ट्रांसमिशन लाइन में रुकावटों में महत्वपूर्ण कमी।; फॉल्ट करंट के लिए कम प्रतिरोध वाला रिटर्न पथ प्रदान करता है।

Disadvantages: ट्रांसमिशन टावरों पर संरचनात्मक भार को बढ़ाता है।; ट्रांसमिशन परियोजना की प्रारंभिक पूंजी लागत को बढ़ाता है।

Applications: उच्च वोल्टेज (HV) और अतिरिक्त उच्च वोल्टेज (EHV) ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनें।; ट्रांसफार्मर और सर्किट ब्रेकर जैसे उपकरणों की सुरक्षा के लिए सबस्टेशन संरचनाएं।

Additional Info: स्विचिंग सर्ज को आमतौर पर सर्किट ब्रेकर डिजाइन और प्री-इन्सर्शन रेसिस्टर्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है, न कि मुख्य रूप से अर्थ वायर द्वारा।. कोरोना प्रभाव एक सतह की घटना है जिसे कंडक्टर के व्यास और रिक्ति (spacing) द्वारा नियंत्रित किया जाता है; अर्थ वायर इसे कम नहीं करता है।. अर्थ वायर को अक्सर 'स्टैटिक वायर' या 'शील्ड वायर' भी कहा जाता है।

Answer: B सही है — ट्रांसमिशन टावरों पर अर्थ वायर विशेष रूप से आकाशीय बिजली को रोकने के लिए स्थापित किया जाता है, जो फेज कंडक्टरों को सीधे सर्ज से बचाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि अर्थ वायर *सीधे* आकाशीय बिजली के प्रहारों से सुरक्षा करता है, जबकि सर्ज अरेस्टर सबस्टेशन तक पहुँचने वाली *ट्रैवलिंग* सर्ज से सुरक्षा करते हैं।

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Option A: स्विचिंग सर्ज

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Option C: कोरोना प्रभाव

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Option D: फॉल्ट वोल्टेज सुनिश्चित करना

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