भूमिगत केबल बिछाने की ठोस प्रणाली (Solid system) की क्या कमियाँ हैं?

Question

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The correct answer is D: उपरोक्त सभी. भूमिगत केबल बिछाने की ठोस प्रणाली में केबलों को मिट्टी के पात्र (earthenware), डामर या कंक्रीट की ट्रफ (troughs) में रखा जाता है, जिन्हें बाद में बिटुमिनस कंपाउंड से भर दिया जाता है। इस विधि की महत्वपूर्ण कमियों में उच्च स्थापना और सामग्री लागत, कंपाउंड की खराब तापीय चालकता (thermal conductivity) के कारण विद्युत धारा ले जाने की क्षमता में कमी, और रखरखाव या फॉल्ट लोकेशन में अत्यधिक कठिनाई शामिल है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
भूमिगत केबल बिछाने की ठोस प्रणाली में केबलों को मिट्टी के पात्र (earthenware), डामर या कंक्रीट की ट्रफ (troughs) में रखा जाता है, जिन्हें बाद में बिटुमिनस कंपाउंड से भर दिया जाता है। इस विधि की महत्वपूर्ण कमियों में उच्च स्थापना और सामग्री लागत, कंपाउंड की खराब तापीय चालकता (thermal conductivity) के कारण विद्युत धारा ले जाने की क्षमता में कमी, और रखरखाव या फॉल्ट लोकेशन में अत्यधिक कठिनाई शामिल है।

Working Principle: ठोस प्रणाली में, केबलों को एक बिटुमिनस इंसुलेटिंग कंपाउंड से भरी ट्रफ में बिछाया जाता है। यह कंपाउंड एक थर्मल इंसुलेटर के रूप में कार्य करता है, जो केबल कंडक्टरों से आसपास की मिट्टी में गर्मी के प्रसार को रोकता है। यह थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाता है, जिससे प्रत्यक्ष दफन (direct burial) या डक्ट सिस्टम जैसी अन्य बिछाने की विधियों की तुलना में केबल की अनुमेय वर्तमान रेटिंग (ampacity) प्रभावी रूप से कम हो जाती है।

Key Formulas: $I = \sqrt{\frac{T_c - T_a}{\Sigma R_{th}}}$ — विद्युत धारा और कुल तापीय प्रतिरोध के बीच संबंध

Key Points: रखरखाव संबंधी समस्याओं के कारण आधुनिक वितरण में ठोस प्रणाली का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।; फिलिंग कंपाउंड में कम तापीय चालकता होती है, जो गर्मी को अंदर ही रोक लेती है।; मिट्टी के पात्र या कंक्रीट जैसी ट्रफ सामग्री समय के साथ टूटने के प्रति संवेदनशील होती है।; फॉल्ट लोकेशन के लिए पूरी खाई की खुदाई की आवश्यकता होती है, जिससे मरम्मत में बहुत समय लगता है।

Advantages: केबल को यांत्रिक क्षति से बचाता है।; रासायनिक जंग के विरुद्ध इंसुलेशन प्रदान करता है।

Disadvantages: ट्रफ और कंपाउंड की उच्च प्रारंभिक लागत।; खराब ऊष्मा प्रसार (कम करंट रेटिंग)।; मरम्मत या विस्तार के लिए कठिन और धीमी प्रक्रिया।

Applications: ऐतिहासिक रूप से स्ट्रीट लाइटिंग केबलों के लिए उपयोग किया जाता था।; द्वितीयक वितरण सर्किट में सीमित उपयोग।

Additional Info: बेहतर थर्मल प्रदर्शन के लिए HDPE डक्ट्स में XLPE इंसुलेटेड केबल जैसे आधुनिक विकल्पों को प्राथमिकता दी जाती है।. विकल्प A, B और C सभी ठोस प्रणाली की सत्यापित तकनीकी सीमाएँ हैं।

Answer: D सही है — ठोस प्रणाली उच्च लागत, करंट क्षमता में थर्मल गिरावट और धीमी मरम्मत जैसी समस्याओं से ग्रस्त है, जिससे सूचीबद्ध सभी विकल्प मान्य हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि केबल डिजाइन में ऊष्मा का प्रसार सबसे महत्वपूर्ण बाधा है; कोई भी विधि जो इंसुलेशन परतें जोड़ती है (जैसे ठोस प्रणाली), वह उस अधिकतम करंट को कम कर देती है जिसे केबल सुरक्षित रूप से ले जा सकती है।

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Option A: बहुत अधिक लागत

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Option B: केबल की विद्युत धारा ले जाने की क्षमता में कमी

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Option C: बिछाने और मरम्मत में अधिक समय

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