लाइटनिंग अरेस्टर में फ्लैश ओवर कब होता है?

Question

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The correct answer is B: अरेस्टर रेटिंग के 3 से 4.5 गुना. एक लाइटनिंग अरेस्टर में, फ्लैशओवर वोल्टेज वह दहलीज (threshold) है जिस पर आंतरिक या बाहरी अंतराल (gap) सर्ज करंट को जमीन में डिस्चार्ज करने के लिए टूट जाता है। विश्वसनीय संचालन के लिए, इस फ्लैशओवर मान को सामान्य सिस्टम वोल्टेज से अधिक होने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, लेकिन जुड़े हुए उपकरणों के इन्सुलेशन की सुरक्षा के लिए इसे अरेस्टर के रेटेड वोल्टेज के लगभग 3 से 4.5 गुना तक सीमित रखा जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक लाइटनिंग अरेस्टर में, फ्लैशओवर वोल्टेज वह दहलीज (threshold) है जिस पर आंतरिक या बाहरी अंतराल (gap) सर्ज करंट को जमीन में डिस्चार्ज करने के लिए टूट जाता है। विश्वसनीय संचालन के लिए, इस फ्लैशओवर मान को सामान्य सिस्टम वोल्टेज से अधिक होने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, लेकिन जुड़े हुए उपकरणों के इन्सुलेशन की सुरक्षा के लिए इसे अरेस्टर के रेटेड वोल्टेज के लगभग 3 से 4.5 गुना तक सीमित रखा जाता है।

Working Principle: जब बिजली का सर्ज लाइन से टकराता है, तो वोल्टेज तेजी से बढ़ता है। लाइटनिंग अरेस्टर एक वोल्टेज-आश्रित अवरोधक (voltage-dependent resistor) के रूप में कार्य करता है; एक बार जब वोल्टेज स्पार्क-ओवर सीमा (रेटेड वोल्टेज के 3-4.5 गुना) से अधिक हो जाता है, तो वायु अंतराल (air gap) आयनित हो जाता है या नॉन-लीनियर अवरोधक का प्रतिबाधा (impedance) कम हो जाता है। यह जमीन के लिए एक कम-प्रतिरोध पथ बनाता है, जिससे सर्ज करंट दूसरी तरफ मुड़ जाता है और वोल्टेज सुरक्षित स्तर पर सीमित हो जाता है, जिससे ट्रांसफार्मर और स्विचगियर में इन्सुलेशन विफलता रुक जाती है।

Key Formulas: $V_{f} = K 	imes V_{r}$ — जहाँ $V_{f}$ फ्लैशओवर वोल्टेज है, $K$ समन्वय कारक (3 से 4.5) है, और $V_{r}$ रेटेड वोल्टेज है।

Key Points: लाइटनिंग अरेस्टर को बिना फ्लैश ओवर हुए सिस्टम के सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।; फ्लैशओवर वोल्टेज और रेटेड वोल्टेज का अनुपात कम बेसिक इन्सुलेशन लेवल (BIL) वाले उपकरणों की सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है।; सर्ज डायवर्टर विशेष रूप से सुरक्षित उपकरणों के पार दिखने वाले आवेग वोल्टेज (impulse voltage) को सीमित करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।

Advantages: उच्च-वोल्टेज ट्रांसफार्मर और केबल की प्रभावी सुरक्षा।; उच्च-आवृत्ति ट्रांजिएंट्स के लिए तेजी से प्रतिक्रिया समय।; एकाधिक सर्ज डिस्चार्ज को संभालने की क्षमता।

Disadvantages: नमी और प्रदूषण के कारण गिरावट की संभावना।; स्पार्क गैप के आवधिक रखरखाव और परीक्षण की आवश्यकता।

Applications: ट्रांसमिशन लाइन टर्मिनल सुरक्षा।; सबस्टेशन ट्रांसफार्मर बसबार।; वायुमंडलीय सर्ज के विरुद्ध वितरण प्रणाली।

Additional Info: यदि फ्लैशओवर वोल्टेज बहुत कम है, तो अरेस्टर मामूली वोल्टेज उतार-चढ़ाव के दौरान संचालित हो सकता है, जिससे समय से पहले विफलता हो सकती है।. यदि फ्लैशओवर वोल्टेज बहुत अधिक है, तो अरेस्टर के ट्रिगर होने से पहले सर्ज इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकता है।

Answer: B सही है — लाइटनिंग अरेस्टर के फ्लैशओवर वोल्टेज को उसके रेटेड वोल्टेज के 3 से 4.5 गुना पर होने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि सर्ज सुरक्षा और उपकरण इन्सुलेशन के बीच इष्टतम समन्वय सुनिश्चित हो सके।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि लाइटनिंग अरेस्टर के लिए 'इंपल्स रेशियो' 1 से अधिक होना चाहिए, यह सुनिश्चित करता है कि अरेस्टर मानक पावर फ्रीक्वेंसी तरंगों की तुलना में उच्च-आवृत्ति ट्रांजिएंट्स के लिए तेजी से प्रतिक्रिया करता है।

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Option A: अरेस्टर रेटिंग के 3 से 2.5 गुना

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Option C: अरेस्टर रेटिंग पर

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Option D: अरेस्टर रेटिंग से कम

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