स्टेप पोटेंशियल (Step potential) और टच पोटेंशियल (Touch potential) किससे संबंधित है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

B: सबस्टेशन की अर्थिंग (Earthing of the substation)

Explanation & Concepts:
स्टेप और टच पोटेंशियल खतरनाक वोल्टेज हैं जो सबस्टेशन में ग्राउंड फॉल्ट के दौरान उत्पन्न होते हैं। ये सीधे सबस्टेशन की अर्थिंग ग्रिड के डिज़ाइन और प्रभावशीलता से जुड़े होते हैं, जिसका उद्देश्य ज़मीन की सतह पर मौजूद बिंदुओं के बीच संभावित अंतर को कम करना है।

Working Principle: जब फॉल्ट करंट एक अर्थिंग इलेक्ट्रोड के माध्यम से ज़मीन में प्रवाहित होता है, तो यह सबस्टेशन के चारों ओर एक पोटेंशियल ग्रेडिएंट फील्ड बनाता है। स्टेप पोटेंशियल ज़मीन पर एक मीटर की दूरी पर स्थित दो बिंदुओं के बीच का संभावित अंतर है, जबकि टच पोटेंशियल एक अर्थ किए गए धातु के ढांचे और एक मीटर की दूरी पर ज़मीन के बीच का संभावित अंतर है।

Key Formulas: $V_{step} = I_f 	imes (R_s + 2ho)$ — 1 मीटर के दायरे में संभावित अंतर; $V_{touch} = I_f 	imes (R_s + 0.5ho)$ — ढांचे और अर्थ के बीच संभावित अंतर

Key Points: फॉल्ट के दौरान सबस्टेशन के पास चलने वाले व्यक्तियों को बिजली के झटके से बचाने के लिए स्टेप पोटेंशियल महत्वपूर्ण है।; फॉल्ट के दौरान धात्विक उपकरणों को छूने वाले कर्मियों की सुरक्षा के लिए टच पोटेंशियल महत्वपूर्ण है।; सबस्टेशन अर्थिंग ग्रिड को IEEE 80 द्वारा परिभाषित सुरक्षित सीमाओं के भीतर इन पोटेंशियल को रखने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।; मृदा प्रतिरोधकता (Soil resistivity) इन पोटेंशियल के परिमाण को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

Advantages: ग्राउंड फॉल्ट के दौरान घातक बिजली के झटके के जोखिम को कम करता है।; कम-प्रतिबाधा (low-impedance) रिटर्न पथ प्रदान करके उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

Disadvantages: बड़े सबस्टेशन ग्रिड के लिए बड़ी मात्रा में कंडक्टर सामग्री की आवश्यकता होती है।; स्थानीय मिट्टी की स्थिति पर अत्यधिक निर्भर, जिसके लिए व्यापक साइट परीक्षण की आवश्यकता होती है।

Applications: हाई वोल्टेज सबस्टेशन; जेनरेटिंग स्टेशन; स्विचयार्ड

Additional Info: IEEE 80 एसी सबस्टेशन ग्राउंडिंग में सुरक्षा के लिए मानक मार्गदर्शिका है।. उच्च मृदा प्रतिरोधकता अधिक स्टेप और टच पोटेंशियल के जोखिम को बढ़ाती है।

Answer: B सही है — स्टेप और टच पोटेंशियल विद्युत सबस्टेशनों की ग्राउंडिंग प्रणालियों में निहित सुरक्षा खतरे हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि सबस्टेशन अर्थिंग का लक्ष्य ग्राउंड पोटेंशियल को समान करना है; एक समान ग्रिड केवल गहरे गड़े हुए रॉड्स की तुलना में स्टेप/टच पोटेंशियल को सीमित करने में अधिक प्रभावी होती है।

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Option A: उच्च वोल्टेज संचरण (High voltage transmission)

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Option C: सबस्टेशन में वोल्टेज वृद्धि

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Option D: संचार प्रणालियाँ (Communication systems)

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