केबलों को बहुत अधिक गर्म करके संचालित नहीं किया जाना चाहिए अन्यथा

Question

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The correct answer is D: उपरोक्त सभी. भूमिगत केबलों को अत्यधिक तापमान पर संचालित करने से उनकी भौतिक अखंडता और विद्युत इन्सुलेशन गुण दोनों प्रभावित होते हैं। उच्च तापमान तेल-युक्त इन्सुलेशन के तापीय विस्तार और परावैद्युत शक्ति में कमी का कारण बनता है, जिससे सामूहिक रूप से केबल के खराब होने का जोखिम पैदा होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
भूमिगत केबलों को अत्यधिक तापमान पर संचालित करने से उनकी भौतिक अखंडता और विद्युत इन्सुलेशन गुण दोनों प्रभावित होते हैं। उच्च तापमान तेल-युक्त इन्सुलेशन के तापीय विस्तार और परावैद्युत शक्ति में कमी का कारण बनता है, जिससे सामूहिक रूप से केबल के खराब होने का जोखिम पैदा होता है।

Working Principle: अत्यधिक गर्मी इन्सुलेटिंग तेल के आयतन विस्तार का कारण बनती है, जो केबल म्यान पर यांत्रिक दबाव डालती है, जिससे संभावित रूप से वह फट सकती है। साथ ही, श्यानता में कमी के कारण तेल का प्रवास (ऊंचे स्थानों से बह जाना) होता है, जिससे हवा के रिक्त स्थान बन जाते हैं जो आंशिक डिस्चार्ज का कारण बनते हैं। इसके अलावा, परावैद्युत क्षय तापमान के साथ तेजी से बढ़ते हैं ($P_d = V^2 \omega C 	an \delta$), जिससे एक सकारात्मक फीडबैक लूप बनता है जिसे तापीय अस्थिरता कहा जाता है, जो तेजी से इन्सुलेशन टूटने का कारण बन सकता है।

Key Formulas: $P_d = V^2 \omega C 	an \delta$ — केबल इन्सुलेशन में परावैद्युत शक्ति क्षय; $\Delta V = V_0 \beta \Delta T$ — तेल का आयतन तापीय विस्तार

Key Points: तापीय रनअवे तब होता है जब परावैद्युत क्षय केबल की गर्मी को नष्ट करने की क्षमता से अधिक तेजी से बढ़ता है।; तेल-युक्त केबल रिक्ति निर्माण को रोकने के लिए विशिष्ट श्यानता बनाए रखने पर निर्भर करते हैं।; अधिकतम परिचालन तापमान इन्सुलेशन सामग्री की तापीय श्रेणी (जैसे, XLPE बनाम पेपर) द्वारा सख्ती से सीमित होता है।

Advantages: म्यान को फटने से रोकना; स्थिर परावैद्युत शक्ति बनाए रखना

Disadvantages: धारा क्षमता को कम करने (derating) की आवश्यकता; उच्च-वोल्टेज प्रतिष्ठानों के लिए उच्च शीतलन लागत

Applications: उच्च-वोल्टेज भूमिगत संचरण; पनडुब्बी केबल बिजली वितरण

Additional Info: तापीय स्थिरता केबलों की एम्पेसिटी रेटिंग में एक महत्वपूर्ण कारक है।. विकल्प B 'ड्रेनेज' प्रभाव को संदर्भित करता है जहां ढलान वाले प्रतिष्ठानों में कम श्यानता वाला तेल ऊंचे स्थानों को छोड़ देता है।

Answer: D सही है — अत्यधिक गर्मी दबाव के माध्यम से भौतिक क्षति, क्षय में वृद्धि के माध्यम से परावैद्युत गिरावट, और तेल की श्यानता में कमी के कारण इन्सुलेशन में रिक्त स्थानों का निर्माण करती है।

Exam Tip: तापीय सीमाओं को हमेशा विद्युत प्रणालियों में 'क्षय' (Losses) से संबंधित करें; केबलों में, गर्मी $I^2R$ (ओमिक) और परावैद्युत क्षय का एक कार्य है, जिन्हें इन्सुलेशन गिरावट को रोकने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए।

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Option A: तेल के विस्तार से म्यान (sheath) फट सकती है

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Option B: तेल अपनी श्यानता (viscosity) खो सकता है और यह ऊंचे स्तरों से नीचे बहने लग सकता है

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Option C: तापमान के साथ परावैद्युत क्षय (dielectric losses) में तीव्र वृद्धि तापीय अस्थिरता का कारण बन सकती है

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