लाइटनिंग अरेस्टर (तड़ित चालक) कहाँ स्थित होना चाहिए?

Question

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C: ट्रांसफॉर्मर के पास

Explanation & Concepts:
एक लाइटनिंग अरेस्टर को ट्रांसफॉर्मर के जितना संभव हो सके करीब रखा जाता है ताकि उनके बीच के कंडक्टर की लंबाई को कम किया जा सके। यह प्लेसमेंट सुनिश्चित करता है कि ट्रैवलिंग वेव के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले सर्ज वोल्टेज, ट्रांसफॉर्मर के संवेदनशील इंसुलेशन तक पहुँचने से पहले ही क्लैंप हो जाएँ।

Working Principle: जब एक सर्ज वेव ट्रांसमिशन लाइन के साथ चलती है, तो यह इम्पीडेंस असंतुलन (जैसे ट्रांसफॉर्मर टर्मिनल पर) पर रिफ्लेक्शन और रिफ्रैक्शन का अनुभव करती है। यदि अरेस्टर ट्रांसफॉर्मर से दूर है, तो लीड वायर में इंडक्टिव वोल्टेज ड्रॉप $v = L \frac{di}{dt}$ ट्रांसफॉर्मर पर प्रभावी डिस्चार्ज वोल्टेज को बढ़ा देता है, जो संभावित रूप से इसके बेसिक इंसुलेशन लेवल (BIL) से अधिक हो सकता है। लीड की लंबाई को कम करके, हम एडिटिव वोल्टेज ड्रॉप को कम करते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि ट्रांसफॉर्मर अरेस्टर की सुरक्षात्मक विशेषताओं द्वारा सुरक्षित रहे।

Key Formulas: $V_{total} = V_{discharge} + L \frac{di}{dt}$ — ट्रांसफॉर्मर द्वारा अनुभव किया गया वोल्टेज; $BIL > V_{arrester}$ — ट्रांसफॉर्मर इंसुलेशन के लिए सुरक्षा स्थिति

Key Points: लाइटनिंग अरेस्टर को भौतिक रूप से उस उपकरण के जितना संभव हो सके करीब स्थित होना चाहिए जिसकी रक्षा की जा रही है।; लीड वायर की लंबाई महत्वपूर्ण है; अत्यधिक लंबाई तीव्र सर्ज करंट के दौरान उच्च इंडक्टिव वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनती है।; इसका उद्देश्य सर्ज करंट को ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग में तनाव डालने से पहले ग्राउंड में शंट करना है।

Advantages: ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग इंसुलेशन की विफलता को रोकता है; ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज को प्रभावी ढंग से सीमित करता है; लाइटनिंग सर्ज के लिए कम इम्पीडेंस का मार्ग प्रदान करता है

Disadvantages: ट्रांसफॉर्मर के पास सिस्टम की जटिलता बढ़ जाती है; नियमित रखरखाव और निरीक्षण की आवश्यकता होती है; यदि ठीक से डिज़ाइन नहीं किया गया हो तो कैपेसिटिव लोड जोड़ता है

Applications: सबस्टेशन में पावर ट्रांसफॉर्मर; डिस्ट्रिब्यूशन ट्रांसफॉर्मर सुरक्षा; हाई-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइन टर्मिनेशन

Additional Info: विकल्प A गलत है क्योंकि अरेस्टर का प्राथमिक उद्देश्य केवल सर्किट ब्रेकर के बजाय ट्रांसफॉर्मर जैसे विशिष्ट उपकरणों की रक्षा करना है।. विकल्प B और D गलत हैं क्योंकि दूरी बढ़ाने से रिफ्लेक्टेड वेव्स को तनाव को अरेस्टर के सुरक्षा स्तर से ऊपर ले जाने का मौका मिल जाता है।

Answer: C सही है — लाइटनिंग अरेस्टर को ट्रांसफॉर्मर के पास रखा जाता है ताकि कनेक्टिंग लीड्स के पार इंडक्टिव वोल्टेज ड्रॉप को कम किया जा सके और यह सुनिश्चित किया जा सके कि सर्ज वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर के इंसुलेशन स्तर से नीचे रहे।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि लीड इंडक्टेंस $L$ उच्च-आवृत्ति ट्रांजिएंट्स के लिए लो-पास फ़िल्टर के रूप में कार्य करता है; सुरक्षा वोल्टेज $V$ को कम रखने के लिए लीड की लंबाई को कम से कम रखें।

Examoogle · Answer

Option A: सर्किट ब्रेकर के पास

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Option B: सर्किट ब्रेकर से दूर

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Option D: ट्रांसफॉर्मर से दूर

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