1000 kV पर उपयोग के लिए डिज़ाइन की गई केबल में उपयोग किया जाने वाला इन्सुलेशन आमतौर पर होता है

Question

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The correct answer is B: संपीड़ित (Compressed) $SF_6$. 1000 kV जैसे अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन स्तरों के लिए, पारंपरिक ठोस या तरल इन्सुलेशन, डाइइलेक्ट्रिक नुकसान (dielectric losses) और गर्मी के अपव्यय (heat dissipation) के कारण गंभीर सीमाओं का सामना करते हैं। संपीड़ित सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) गैस का उपयोग गैस-इंसुलेटेड ट्रांसमिशन लाइनों (GIL) में किया जाता है क्योंकि यह उच्च दबाव की स्थिति में बेहतर डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और उत्कृष्ट ताप स्थानांतरण क्षमता प्रदान करती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
1000 kV जैसे अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन स्तरों के लिए, पारंपरिक ठोस या तरल इन्सुलेशन, डाइइलेक्ट्रिक नुकसान (dielectric losses) और गर्मी के अपव्यय (heat dissipation) के कारण गंभीर सीमाओं का सामना करते हैं। संपीड़ित सल्फर हेक्साफ्लोराइड ($SF_6$) गैस का उपयोग गैस-इंसुलेटेड ट्रांसमिशन लाइनों (GIL) में किया जाता है क्योंकि यह उच्च दबाव की स्थिति में बेहतर डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और उत्कृष्ट ताप स्थानांतरण क्षमता प्रदान करती है।

Working Principle: $SF_6$ गैस की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति वायुमंडलीय दबाव पर हवा की तुलना में लगभग 2.5 से 3 गुना अधिक होती है। गैस को संपीड़ित करने से इसका आणविक घनत्व बढ़ जाता है, जो इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन (electron avalanches) को दबाने और 1000 kV प्रणालियों में मौजूद अत्यधिक विद्युत क्षेत्र प्रवणता (electric field gradients) को सहन करने की इसकी क्षमता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।

Key Formulas: $E_d \propto P$; $\frac{d\phi}{dt} = 0$

Key Points: SF6 उच्च इलेक्ट्रॉन लगाव आत्मीयता (electron attachment affinity) वाली एक इलेक्ट्रोनेगेटिव गैस है।; GIL (गैस इंसुलेटेड लाइन) सिस्टम कॉम्पैक्ट होते हैं, जो ओवरहेड लाइनों की तुलना में कम राइट-ऑफ-वे आवश्यकताओं की अनुमति देते हैं।; SF6 की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति एक विस्तृत श्रृंखला में दबाव $P$ के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।

Advantages: प्रति इकाई दबाव उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति; उत्कृष्ट आर्क शमन (arc quenching) गुण; रासायनिक रूप से अक्रिय और तापीय रूप से स्थिर

Disadvantages: बुनियादी ढांचे की उच्च लागत; गैस रिसाव प्रबंधन; SF6 एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है जिसके लिए सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है

Applications: गैस-इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS); अल्ट्रा-हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन लाइनें; समुद्र के नीचे बिजली संचरण केबल

Additional Info: इम्प्रैग्नेटेड पेपर का उपयोग आमतौर पर 400 kV तक किया जाता है; इसके ऊपर, सेलूलोज़ में डाइइलेक्ट्रिक नुकसान निषेधात्मक हो जाता है।. PVC उच्च डाइइलेक्ट्रिक नुकसान और खराब कोरोना प्रतिरोध के कारण HV अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त है।

Answer: B सही है — संपीड़ित $SF_6$ 1000 kV प्रणालियों के लिए आवश्यक डाइइलेक्ट्रिक सहनशक्ति प्रदान करता है, साथ ही केबल के आकार और डाइइलेक्ट्रिक नुकसान को कम करता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि जैसे-जैसे सिस्टम वोल्टेज UHV रेंज में बढ़ता है, ठोस/तरल इन्सुलेशन से गैसीय या वैक्यूम-आधारित इन्सुलेशन की ओर बदलाव मुख्य रूप से डाइइलेक्ट्रिक टैन-डेल्टा नुकसान को कम करने की आवश्यकता से प्रेरित होता है।

Examoogle · Answer

Option A: इम्प्रैग्नेटेड पेपर (Impregnated paper)

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Option C: PVC

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Option D: उपरोक्त में से कोई भी

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