संपीड़ित गैस इंसुलेटेड केबल में SF6 का गैस दबाव किस सीमा में होता है

Question

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The correct answer is C: $3$ से $5	ext{ kg/cm}^2$. सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) का उपयोग गैस इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS) और भूमिगत केबलों में इसकी उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और उत्कृष्ट आर्क-शमन गुणों के कारण एक इंसुलेटिंग माध्यम के रूप में किया जाता है। इन अनुप्रयोगों में, आवश्यक इन्सुलेशन स्तर प्राप्त करने के लिए गैस को एक विशिष्ट दबाव पर रखा जाता है, जो आमतौर पर $3$ से $5	ext{ kg/cm}^2$ के बीच होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) का उपयोग गैस इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS) और भूमिगत केबलों में इसकी उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और उत्कृष्ट आर्क-शमन गुणों के कारण एक इंसुलेटिंग माध्यम के रूप में किया जाता है। इन अनुप्रयोगों में, आवश्यक इन्सुलेशन स्तर प्राप्त करने के लिए गैस को एक विशिष्ट दबाव पर रखा जाता है, जो आमतौर पर $3$ से $5	ext{ kg/cm}^2$ के बीच होता है।

Working Principle: $SF_6$ की इन्सुलेटिंग क्षमता सीधे इसके गैस घनत्व और दबाव के समानुपाती होती है। दबाव को $3-5	ext{ kg/cm}^2$ की सीमा तक बढ़ाकर, $SF_6$ के अणु अधिक सघन हो जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन संलग्न होने की संभावना काफी बढ़ जाती है, जो इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन (electron avalanches) के गठन को रोकता है और विद्युत ब्रेकडाउन से बचाता है।

Key Formulas: $E_{breakdown} \propto P$; $V = E \cdot d$

Key Points: $SF_6$ एक इलेक्ट्रोनेगेटिव गैस है जिसमें मुक्त इलेक्ट्रॉनों के लिए उच्च आकर्षण होता है।; गैस परिचालन तापमान पर स्थिर और अक्रिय बनी रहती है।; यह सुनिश्चित करने के लिए दबाव की निगरानी की जानी चाहिए कि यह डाइइलेक्ट्रिक अखंडता के लिए आवश्यक न्यूनतम दबाव से ऊपर रहे।; वायु इन्सुलेशन की तुलना में उच्च दबाव अधिक कॉम्पैक्ट उपकरण डिजाइन की अनुमति देता है।

Advantages: वायु की तुलना में उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति।; बेहतर आर्क शमन क्षमताएं।; रासायनिक स्थिरता और गैर-ज्वलनशीलता।; सबस्टेशन में जगह की महत्वपूर्ण बचत की अनुमति देता है।

Disadvantages: यदि वातावरण में रिसाव हो तो उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता।; गैस की हानि को रोकने के लिए उच्च गुणवत्ता वाली सीलिंग की आवश्यकता होती है।; यदि नमी मौजूद हो तो अपघटन उत्पाद संक्षारक हो सकते हैं।

Applications: गैस इंसुलेटेड स्विचगियर (GIS)।; संपीड़ित गैस इंसुलेटेड केबल (CGIC)।; उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर।; गैस-इंसुलेटेड ट्रांसफार्मर।

Additional Info: GIS के लिए विशिष्ट परिचालन दबाव लगभग 3 से 5 बार या kg/cm² होता है। विशिष्ट वोल्टेज रेटिंग और निर्माता के डिजाइन के आधार पर भिन्नताएं हो सकती हैं।. विकल्प A और B निर्वात या वायुमंडलीय स्तर के करीब का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो HV इन्सुलेशन आवश्यकताओं के लिए अपर्याप्त हैं।

Answer: C सही है — संपीड़ित इंसुलेटेड केबलों में SF6 गैस को इष्टतम डाइइलेक्ट्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए 3 से 5 kg/cm² के दबाव पर बनाए रखा जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि $SF_6$ गैस का दबाव लगभग ब्रेकडाउन वोल्टेज के समानुपाती होता है; इसलिए, GIS सबस्टेशन में दबाव की निगरानी एक महत्वपूर्ण रखरखाव कार्य है।

Examoogle · Answer

Option A: 10 से 20 mm-Hg

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Option B: 80 से 100 mm-Hg

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Option D: $40$ से $50	ext{ kg/cm}^2$

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