UHV लाइनों के लिए इंसुलेशन समन्वय किस आधार पर किया जाता है

Question

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C: स्विचिंग उछाल (Switching surges)

Explanation & Concepts:
अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन लाइनों (आमतौर पर 400 kV से ऊपर) के लिए इंसुलेशन समन्वय मुख्य रूप से तड़ित उछाल के बजाय आंतरिक स्विचिंग उछाल द्वारा निर्धारित किया जाता है। जैसे-जैसे वोल्टेज का स्तर बढ़ता है, तड़ित के विरुद्ध इंसुलेशन की डाइलेक्ट्रिक शक्ति अपेक्षाकृत स्थिर रहती है, लेकिन स्विचिंग ओवरवोल्टेज का परिमाण एयर-गैप क्लीयरेंस आवश्यकताओं के लिए सीमित कारक बन जाता है।

Working Principle: UHV प्रणालियों में, स्विचिंग उछाल परिमाण और तड़ित आवेग शक्ति का अनुपात ऐसा होता है कि स्विचिंग ट्रांजिएंट इंसुलेशन डिजाइन पर हावी हो जाते हैं। स्विचिंग उछाल सर्किट ब्रेकर स्विचिंग, फॉल्ट की शुरुआत, या क्लियरिंग जैसे कार्यों द्वारा उत्पन्न होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्लो-फ्रंट तरंगें बनती हैं जिनके लिए बड़े फेज-टू-ग्राउंड और फेज-टू-फेज क्लीयरेंस की आवश्यकता होती है।

Key Formulas: $V_{sw} \approx (2.0 - 3.0) V_{ph}$ — फेज वोल्टेज के सापेक्ष स्विचिंग उछाल परिमाण के लिए सामान्य सीमा; $d = k \cdot V_{sw}^n$ — संबंध जहाँ गैप लंबाई $d$ स्विचिंग उछाल वोल्टेज $V_{sw}$ द्वारा निर्धारित होती है

Key Points: स्विचिंग उछाल 'स्लो-फ्रंट' ट्रांजिएंट हैं (अवधि $\approx$ 250/2500 $\mu s$)।; तड़ित उछाल 'फास्ट-फ्रंट' ट्रांजिएंट हैं (अवधि $\approx$ 1.2/50 $\mu s$)।; EHV और UHV के लिए, एयर-गैप इंसुलेशन शक्ति तड़ित आवेगों की तुलना में स्विचिंग उछाल के लिए काफी कम होती है।; UHV ट्रांसमिशन में लागत अनुकूलन प्री-इंसर्शन रेजिस्टर्स (PIR) का उपयोग करके स्विचिंग उछाल को नियंत्रित करने पर निर्भर करता है।

Advantages: अनुकूलित टॉवर डिजाइन और कम ट्रांसमिशन लाइन लागत; UHV प्रणालियों के लिए सटीक सुरक्षा समन्वय

Disadvantages: उच्च लागत वाले स्विचिंग उछाल नियंत्रण उपकरणों की आवश्यकता; जटिल डाइलेक्ट्रिक परीक्षण प्रक्रियाएं

Applications: 765 kV और 1200 kV ट्रांसमिशन लाइन डिजाइन; सबस्टेशन इंसुलेशन डिजाइन और सर्ज अरेस्टर रेटिंग

Additional Info: मानक इंसुलेशन स्तर स्विचिंग उछाल के लिए 'क्रिटिकल फ्लैशओवर वोल्टेज' (CFO) द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।. विकल्प A गलत है क्योंकि तड़ित उछाल निम्न-वोल्टेज वितरण प्रणालियों के लिए प्राथमिक डिजाइन कारक हैं, न कि UHV ट्रांसमिशन प्रणालियों के लिए।. विकल्प B गलत है क्योंकि, हालांकि दोनों मौजूद हैं, स्विचिंग उछाल UHV के लिए प्रमुख बाधा उत्पन्न करते हैं।

Answer: C सही है — स्विचिंग उछाल UHV लाइनों के लिए एयर-गैप क्लीयरेंस आवश्यकताओं को निर्धारित करते हैं क्योंकि स्लो-फ्रंट उछाल के लिए इंसुलेशन सहनशक्ति फास्ट-फ्रंट तड़ित आवेगों की तुलना में काफी कम होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: तड़ित कम वोल्टेज (वितरण) को नियंत्रित करती है, जबकि स्विचिंग अल्ट्रा-हाई वोल्टेज (ट्रांसमिशन) को नियंत्रित करती है।

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Option A: तड़ित उछाल (Lightning surges)

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Option B: तड़ित उछाल और स्विचिंग उछाल

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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