सल्फर हेक्साफ्लोराइड (Sulphur hexafluoride) केबल किसके द्वारा इंसुलेटेड (रोधित) होती है?

Question

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The correct answer is D: संपीड़ित गैस (Compressed gas). सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) केबल्स प्राथमिक ढांकता हुआ (dielectric) इन्सुलेटिंग माध्यम के रूप में संपीड़ित $SF_6$ गैस का उपयोग करती हैं। उच्च ढांकता हुआ शक्ति और उत्कृष्ट आर्क-शमन क्षमता प्रदान करने के लिए गैस को केबल म्यान के भीतर उच्च दबाव पर बनाए रखा जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) केबल्स प्राथमिक ढांकता हुआ (dielectric) इन्सुलेटिंग माध्यम के रूप में संपीड़ित $SF_6$ गैस का उपयोग करती हैं। उच्च ढांकता हुआ शक्ति और उत्कृष्ट आर्क-शमन क्षमता प्रदान करने के लिए गैस को केबल म्यान के भीतर उच्च दबाव पर बनाए रखा जाता है।

Working Principle: इन्सुलेशन तंत्र $SF_6$ गैस की इलेक्ट्रोनेगेटिव प्रकृति पर निर्भर करता है। $SF_6$ के अणु मुक्त इलेक्ट्रॉनों को पकड़कर भारी, कम-गतिशील नकारात्मक आयन बनाते हैं, जो प्रभावी रूप से इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन (electron avalanches) के विकास को दबा देते हैं। गैस को प्रेशराइज (दाबयुक्त) करके, इन अणुओं का घनत्व बढ़ जाता है, जो पाश्चन के नियम (Paschen's Law) के अनुसार इन्सुलेटिंग गैप की ब्रेकडाउन वोल्टेज शक्ति को काफी बढ़ा देता है।

Key Formulas: $V_b = f(p 	imes d)$ — पाश्चन का नियम जो दबाव और गैप दूरी के फलन के रूप में ब्रेकडाउन वोल्टेज का वर्णन करता है; $\alpha \approx \eta$ — विद्युत ब्रेकडाउन की स्थिति जहाँ आयनीकरण दर अनुलग्नक दर के बराबर होती है

Key Points: $SF_6$ एक अक्रिय, गैर-विषाक्त और गैर-ज्वलनशील गैस है।; यह समान दबाव पर हवा की तुलना में लगभग 2.5 से 3 गुना अधिक ढांकता हुआ शक्ति प्रदर्शित करती है।; गैस भारी लोड स्थितियों के दौरान सामना किए जाने वाले उच्च तापमान पर भी रासायनिक रूप से स्थिर रहती है।; आमतौर पर गैस इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS) और EHV ट्रांसमिशन लाइनों में उपयोग किया जाता है।

Advantages: ठोस इन्सुलेशन की तुलना में बेहतर ताप अपव्यय; उच्च ढांकता हुआ शक्ति जो कॉम्पैक्ट केबल डिजाइन की अनुमति देती है; गैस इन्सुलेशन की गैर-एजिंग (समय के साथ खराब न होने वाली) संपत्ति; उत्कृष्ट आर्क बुझाने के गुण

Disadvantages: उच्च-दबाव वाले कंटेनमेंट जहाजों और सीलिंग की आवश्यकता होती है; गैस रिसाव के प्रति संवेदनशील, जिसके लिए निगरानी प्रणालियों की आवश्यकता होती है; $SF_6$ एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है जिसके लिए सख्त पर्यावरणीय हैंडलिंग की आवश्यकता होती है; गैस और विशेष बुनियादी ढांचे की उच्च लागत

Applications: EHV भूमिगत ट्रांसमिशन लाइनें; गैस इंसुलेटेड लाइन्स (GIL); उच्च-वोल्टेज परीक्षण प्रयोगशालाएं

Additional Info: $SF_6$ का ब्रेकडाउन वोल्टेज इलेक्ट्रिक फील्ड की एकरूपता और कंडक्टरों की सतह के फिनिश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है।. विकल्प A (इम्प्रेग्नेटेड पेपर) मास इम्प्रेग्नेटेड (MI) केबल्स में उपयोग किया जाता है; विकल्प B (PVC) का उपयोग कम वोल्टेज इन्सुलेशन के लिए किया जाता है; विकल्प C (उच्च दाब तेल) का उपयोग तेल-भरे (OF) केबल्स में किया जाता है।

Answer: D सही है — सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) केबल्स को संपीड़ित गैस का उपयोग करके इंसुलेट किया जाता है, जो उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए बेहतर ढांकता हुआ प्रदर्शन प्रदान करती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि $SF_6$ का उपयोग केबल्स (GIL) और सर्किट ब्रेकर दोनों में प्रभावी ढंग से किया जाता है क्योंकि इसकी अनूठी इलेक्ट्रॉन-अटैचमेंट क्षमता है जो फॉल्ट क्लियर करने के बाद तेजी से ढांकता हुआ शक्ति को बहाल करती है।

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Option A: इम्प्रेग्नेटेड पेपर (Impregnated paper)

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Option B: पॉलीविनाइल क्लोराइड (Polyvinyl chloride)

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Option C: उच्च दाब तेल (High pressure oil)

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