Lightning arrester प्रदान करता है

Question

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The correct answer is A: निम्न प्रतिबाधा पथ (Low impedance path). Lightning arrester एक सुरक्षा उपकरण है जिसे बिजली (lightning) या स्विचिंग सर्ज के कारण होने वाले उच्च-वोल्टेज ट्रांजिएंट से पावर सिस्टम के उपकरणों की रक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक वैकल्पिक मार्ग के रूप में कार्य करता है जो सर्ज करंट को संरक्षित उपकरणों के माध्यम से जाने देने के बजाय सीधे जमीन की ओर मोड़ देता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
Lightning arrester एक सुरक्षा उपकरण है जिसे बिजली (lightning) या स्विचिंग सर्ज के कारण होने वाले उच्च-वोल्टेज ट्रांजिएंट से पावर सिस्टम के उपकरणों की रक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक वैकल्पिक मार्ग के रूप में कार्य करता है जो सर्ज करंट को संरक्षित उपकरणों के माध्यम से जाने देने के बजाय सीधे जमीन की ओर मोड़ देता है।

Working Principle: सामान्य परिचालन स्थितियों के दौरान, arrester एक ओपन सर्किट (उच्च प्रतिबाधा) के रूप में कार्य करता है। जब arrester के ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक सर्ज वोल्टेज होता है, तो यह तुरंत एक अत्यधिक प्रवाहकीय स्थिति में बदल जाता है, जिससे पृथ्वी के लिए एक निम्न प्रतिबाधा पथ प्रदान होता है। एक बार जब सर्ज समाप्त हो जाता है और सिस्टम वोल्टेज सामान्य हो जाता है, तो arrester पावर फ्रीक्वेंसी फॉलो करंट को रोकने के लिए अपनी उच्च प्रतिबाधा स्थिति में वापस आ जाता है।

Key Formulas: $Z_{surge} = \sqrt{\frac{L}{C}}$ — ट्रांसमिशन लाइन की अभिलक्षणिक प्रतिबाधा; $V_{discharge} = I_{surge} 	imes Z_{arrester}$ — डिस्चार्ज के दौरान arrester पर आने वाला वोल्टेज

Key Points: उपकरण के इन्सुलेशन के विफल होने से पहले काम करने के लिए Lightning arrester का ब्रेकडाउन वोल्टेज कम होना चाहिए।; इन्हें सर्ज की ऊर्जा को प्रभावी ढंग से समाप्त करना चाहिए।; ट्रांजिएंट घटना के बाद, arrester को पावर फ्रीक्वेंसी फॉलो करंट को सीमित करने में सक्षम होना चाहिए।; इसमें उपयोग की जाने वाली सामान्य सामग्री नॉन-लीनियर रेसिस्टर्स जैसे सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) या मेटल ऑक्साइड (जिंक ऑक्साइड) हैं।

Advantages: महंगे इन्सुलेशन (ट्रांसफार्मर, इंसुलेटर) की विफलता को रोकता है।; ट्रांजिएंट सर्ज के प्रति तीव्र प्रतिक्रिया समय।; सर्ज के डायवर्ट होने के बाद स्व-पुनर्प्राप्ति (self-restoring) की प्रकृति।

Disadvantages: नमी के खिलाफ सीलिंग सुनिश्चित करने के लिए नियमित रखरखाव की आवश्यकता हो सकती है।; यदि अपनी रेटेड क्षमता से अधिक निरंतर ओवरवोल्टेज के संपर्क में आता है तो विफल हो सकता है।

Applications: उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन सबस्टेशन; डिस्ट्रिब्यूशन ट्रांसफार्मर; पावर प्लांट स्विचयार्ड

Additional Info: Lightning arrester को संरक्षित किए जाने वाले उपकरण के समानांतर (parallel) जोड़ा जाता है।. विकल्प B (उच्च प्रतिबाधा पथ) सामान्य संचालन के दौरान arrester की स्थिति का वर्णन करता है, न कि ट्रांजिएंट संचालन के दौरान। विकल्प C और D प्रतिरोध का संदर्भ देते हैं; जबकि कम प्रतिरोध एक कारक है, निम्न प्रतिबाधा ट्रांजिएंट विश्लेषण में अधिक व्यापक शब्द है क्योंकि यह प्रतिरोध और प्रतिक्रिया (reactance) दोनों को ध्यान में रखता है।

Answer: A सही है — Lightning arrester उपकरणों की सुरक्षा के लिए ट्रांजिएंट सर्ज घटनाओं के दौरान पृथ्वी के लिए एक निम्न प्रतिबाधा पथ प्रदान करता है।

Exam Tip: याद रखें कि जबकि सर्ज के दौरान Lightning arrester का प्रतिबाधा पथ कम होता है, इसे लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट को रोकने के लिए पावर फ्रीक्वेंसी वोल्टेज के प्रति बहुत उच्च प्रतिरोध बनाए रखना चाहिए।

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Option B: उच्च प्रतिबाधा पथ (High impedance path)

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Option C: निम्न प्रतिरोध पथ (Low resistance path)

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Option D: संचालन के दौरान लाइन और पृथ्वी के बीच उच्च प्रतिरोध पथ

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