अंडरग्राउंड सिस्टम की तुलना में ओवरहेड सिस्टम का मुख्य दोष है

Question

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C: सर्ज (Surge) की समस्या

Explanation & Concepts:
अंडरग्राउंड केबलों की तुलना में ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों का प्राथमिक नुकसान वायुमंडलीय गड़बड़ी, विशेष रूप से बिजली गिरने से उत्पन्न सर्ज (surges) के प्रति उनकी संवेदनशीलता है। चूंकि ओवरहेड लाइनें वातावरण के संपर्क में होती हैं, इसलिए उन्हें इंसुलेशन विफलता को रोकने के लिए व्यापक सुरक्षा, जैसे कि ग्राउंड वायर और सर्ज अरेस्टर की आवश्यकता होती है।

Working Principle: ओवरहेड लाइनें ऊपर उठे हुए कंडक्टरों के रूप में कार्य करती हैं जो बिजली गिरने को रोकती हैं या आस-पास बिजली गिरने से प्रेरित वोल्टेज का अनुभव करती हैं, जिससे उच्च-परिमाण वाली ट्रैवलिंग वेव्स (सर्ज) बनती हैं। ये तरंगें टर्मिनलों की ओर लाइन के साथ यात्रा करती हैं, जिससे इन्सुलेटरों में फ्लैशओवर का खतरा होता है और उनके उच्च $dv/dt$ के कारण ट्रांसफार्मर वाइंडिंग को नुकसान होता है। इसके विपरीत, अंडरग्राउंड केबलों को पृथ्वी की सतह द्वारा परिरक्षित (shielded) किया जाता है, जो एक प्राकृतिक लाइटनिंग रॉड के रूप में कार्य करती है और विभव (potential) को ग्राउंड करती है, जो उन्हें स्वाभाविक रूप से ऐसे सर्ज से बचाती है।

Key Formulas: $V_{surge} = Z_c 	imes I_{surge}$ — जहाँ $Z_c$ लाइन की सर्ज इम्पीडेंस है।; $Z_c = \sqrt{\frac{L}{C}}$ — ओवरहेड लाइनों के लिए सर्ज इम्पीडेंस का मान आमतौर पर 400-600 $\Omega$ होता है।

Key Points: ओवरहेड लाइनें बिजली गिरने के कारण वायुमंडलीय वोल्टेज सर्ज के प्रति प्रवण होती हैं।; अंडरग्राउंड केबलों में कम सर्ज इम्पीडेंस होता है और वे दफन गहराई के कारण स्वाभाविक रूप से सुरक्षित होती हैं।; अंडरग्राउंड केबलों का सर्ज इम्पीडेंस ओवरहेड लाइनों की तुलना में काफी कम (लगभग 30-50 $\Omega$) होता है।; ओवरहेड सिस्टम लागत प्रभावी हैं लेकिन गंभीर तूफानों वाले क्षेत्रों में कम विश्वसनीय हैं।

Advantages: कम प्रारंभिक स्थापना लागत; दोषों (faults) का पता लगाना और मरम्मत करना आसान; वायु शीतलन के कारण उच्च करंट ले जाने की क्षमता

Disadvantages: बिजली के सर्ज के प्रति उच्च संवेदनशीलता; बड़ी निकासी (clearances) और राइट-ऑफ-वे की आवश्यकता; हवा, बर्फ और वायुमंडलीय प्रदूषण से प्रभावित

Applications: लंबी दूरी का पावर ट्रांसमिशन; ग्रामीण विद्युतीकरण; उच्च-वोल्टेज बल्क ऊर्जा वितरण

Additional Info: विकल्प B (उच्च चार्जिंग करंट) अंडरग्राउंड केबलों की एक विशिष्ट कमी है, ओवरहेड लाइनों की नहीं, जो कंडक्टरों और म्यान के बीच उच्च कैपेसिटेंस के कारण होता है।. विकल्प D (उच्च प्रारंभिक लागत) खुदाई और विशेष इन्सुलेशन आवश्यकताओं के कारण अंडरग्राउंड सिस्टम की एक प्राथमिक कमी है।

Answer: C सही है — ओवरहेड ट्रांसमिशन सिस्टम बिजली के कारण होने वाले वायुमंडलीय सर्ज के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है, जिसके लिए स्वाभाविक रूप से सुरक्षित अंडरग्राउंड सिस्टम की तुलना में जटिल सुरक्षा समन्वय की आवश्यकता होती है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, हमेशा याद रखें कि 'उच्च चार्जिंग करंट' अंडरग्राउंड केबलों की उच्च कैपेसिटेंस से जुड़ा है, जबकि 'सर्ज की समस्या' ओवरहेड लाइनों के उच्च इंडक्टेंस और एक्सपोज़र का पर्याय है।

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Option A: कम लचीलापन

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Option B: उच्च चार्जिंग करंट

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Option D: उच्च प्रारंभिक लागत

Correct Answer

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Feature	ओवरहेड सिस्टम	अंडरग्राउंड सिस्टम
सर्ज के प्रति संवेदनशीलता	उच्च	नगण्य
सर्ज इम्पीडेंस	400-600 $\Omega$	30-50 $\Omega$

Correct Answer

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