पावर स्टेशन भवनों के सीधे आघात (direct strokes) से सुरक्षा की आवश्यकताएं क्या हैं?

Question

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The correct answer is D: उपरोक्त सभी. पावर स्टेशन भवनों के लिए प्रभावी बिजली (lightning) सुरक्षा में एक समग्र प्रणाली की आवश्यकता होती है जिसमें इंटरसेप्शन, कंडक्शन और डिसिपेशन घटक शामिल हों। ये तत्व एक साथ मिलकर यह सुनिश्चित करते हैं कि बिजली के सीधे आघात को सुरक्षित रूप से पकड़ा जाए, पृथ्वी तक पहुँचाया जाए और भवन की संरचना या विद्युत उपकरणों को नुकसान पहुँचाए बिना जमीन में विसर्जित कर दिया जाए।

Step-by-Step Solution & Concepts:
पावर स्टेशन भवनों के लिए प्रभावी बिजली (lightning) सुरक्षा में एक समग्र प्रणाली की आवश्यकता होती है जिसमें इंटरसेप्शन, कंडक्शन और डिसिपेशन घटक शामिल हों। ये तत्व एक साथ मिलकर यह सुनिश्चित करते हैं कि बिजली के सीधे आघात को सुरक्षित रूप से पकड़ा जाए, पृथ्वी तक पहुँचाया जाए और भवन की संरचना या विद्युत उपकरणों को नुकसान पहुँचाए बिना जमीन में विसर्जित कर दिया जाए।

Working Principle: सुरक्षा तंत्र एक तीन-चरणीय प्रणाली के रूप में कार्य करता है: 1. इंटरसेप्शन: एयर टर्मिनल (लाइटनिंग रॉड) या ओवरहेड अर्थ वायर एक पसंदीदा बिंदु पर डिस्चार्ज को पकड़ते हैं। 2. कंडक्शन: डाउन-कंडक्टर भारी सर्ज करंट को ग्राउंडिंग सिस्टम की ओर निर्देशित करने के लिए कम-प्रतिबाधा (low-impedance) पथ प्रदान करते हैं। 3. डिसिपेशन: एक अर्थ इलेक्ट्रोड प्रणाली सर्ज ऊर्जा को मिट्टी में फैला देती है, जिससे क्षणिक ग्राउंड पोटेंशियल वृद्धि सुरक्षित सीमा के भीतर रहती है।

Key Formulas: $Z = \sqrt{\frac{L}{C}}$ — सुरक्षा पथ की अभिलक्षणिक प्रतिबाधा; $R_g = \frac{\rho}{2\pi r}$ — अर्धगोलाकार इलेक्ट्रोड के लिए ग्राउंडिंग प्रतिरोध

Key Points: इंटरसेप्शन कवरेज के लिए 'रोलिंग स्फीयर मेथड' या 'एंगल ऑफ प्रोटेक्शन' पर निर्भर करता है।; कंडक्शन पथ को तेज मोड़ों से बचकर प्रतिबाधा को न्यूनतम करना चाहिए।; डिसिपेशन के लिए बिजली करंट को प्रभावी ढंग से छोड़ने के लिए कम मिट्टी प्रतिरोधकता की आवश्यकता होती है।; संवेदनशील स्टेशन नियंत्रण उपकरणों में साइड-फ्लैशिंग को रोकने के लिए सर्ज को सुरक्षित रूप से बेअसर किया जाना चाहिए।

Advantages: पावर स्टेशन भवनों को संरचनात्मक क्षति कम करता है; संवेदनशील कंट्रोल रूम इलेक्ट्रॉनिक्स को विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से बचाता है; तूफान के दौरान निरंतर बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है

Disadvantages: अर्थ इलेक्ट्रोड अखंडता के लिए नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है; उच्च वोल्टेज आउटडोर सबस्टेशनों की सुरक्षा के लिए उच्च लागत

Applications: विद्युत उत्पादन स्टेशन; HV सबस्टेशन; ट्रांसमिशन लाइन टॉवर

Additional Info: सीधे आघात से सुरक्षा को बाहरी बिजली सुरक्षा प्रणालियों के तहत वर्गीकृत किया गया है।. विकल्प B (कंडक्शन) आवश्यक है लेकिन केवल अकेले पर्याप्त नहीं है, क्योंकि सुरक्षित रूप से काम करने के लिए इसे एक विश्वसनीय इंटरसेप्शन बिंदु की आवश्यकता होती है।

Answer: D सही है — पावर स्टेशन भवनों की सुरक्षा के लिए इंटरसेप्शन, सुरक्षित कंडक्शन, और बिजली ऊर्जा के कुशल डिसिपेशन से युक्त एक एकीकृत दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, हमेशा 'सिस्टमिक अप्रोच' की तलाश करें—यदि बिजली सुरक्षा समस्या में व्यक्तिगत घटकों को सूचीबद्ध किया गया है जो स्पष्ट रूप से श्रृंखला में काम करते हैं, तो 'उपरोक्त सभी' विकल्प लगभग निश्चित रूप से सही होता है।

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Option A: इंटरसेप्शन (अवरोधन)

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Option B: कंडक्शन (चालन)

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Option C: डिसिपेशन (अपव्यय/विसर्जन)

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