इन्सुलेटर (विद्युतरोधी) का उद्देश्य क्या है?

Question

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The correct answer is D: उपरोक्त सभी. पावर सिस्टम में विद्युत इन्सुलेटर को कंडक्टरों को यांत्रिक सहायता प्रदान करने और सक्रिय कंडक्टर को ग्राउंडेड टॉवर या सहायक संरचना से अलग करने के लिए उच्च विद्युत प्रतिरोध प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आवश्यक विद्युत क्लीयरेंस प्रदान करके, वे जमीन पर करंट के रिसाव को रोकते हैं, जिससे ट्रांसमिशन लाइन की सुरक्षा और परिचालन अखंडता सुनिश्चित होती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
पावर सिस्टम में विद्युत इन्सुलेटर को कंडक्टरों को यांत्रिक सहायता प्रदान करने और सक्रिय कंडक्टर को ग्राउंडेड टॉवर या सहायक संरचना से अलग करने के लिए उच्च विद्युत प्रतिरोध प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आवश्यक विद्युत क्लीयरेंस प्रदान करके, वे जमीन पर करंट के रिसाव को रोकते हैं, जिससे ट्रांसमिशन लाइन की सुरक्षा और परिचालन अखंडता सुनिश्चित होती है।

Working Principle: इन्सुलेटर उच्च-प्रतिबाधा अवरोधों के रूप में कार्य करते हैं जो सक्रिय लाइन से अर्थेड सपोर्ट तक लीकेज करंट के प्रवाह को रोकते हैं। उनका डिज़ाइन, जो अक्सर शेड्स (पेटिकोट्स) के साथ पोर्सिलेन या कांच का उपयोग करता है, लीकेज पथ की दूरी को बढ़ाता है और पर्यावरणीय क्षरण से बचाता है, यह सुनिश्चित करता है कि सपोर्ट के चारों ओर हवा के अंतराल की ढांकता हुआ शक्ति (dielectric strength) बनी रहे।

Key Formulas: $R_{leakage} = \rho \frac{l}{A}$ — जहाँ उच्च प्रतिरोधकता ($\rho$) कम लीकेज करंट सुनिश्चित करती है; $V_{flashover} > V_{operating}$ — इन्सुलेशन समन्वय के लिए स्थिति

Key Points: इन्सुलेटर में लाइन वोल्टेज और स्विचिंग सर्ज का सामना करने के लिए उच्च ढांकता हुआ शक्ति (dielectric strength) होनी चाहिए।; कंडक्टरों के वजन को सहन करने और हवा/बर्फ के भार का सामना करने के लिए यांत्रिक शक्ति महत्वपूर्ण है।; सतह प्रतिरोध को शेड्स का उपयोग करके बढ़ाया जाता है, जो क्रीपेज दूरी को बढ़ाते हैं।; आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में पोर्सिलेन, टफन्ड ग्लास या पॉलिमर (कम्पोजिट) सामग्री शामिल हैं।

Advantages: फेज और ग्राउंड के बीच शॉर्ट सर्किट को रोकता है; ओवरहेड कंडक्टरों के लिए भौतिक स्थिरता प्रदान करता है; विभिन्न मौसम स्थितियों में सिस्टम की विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है

Disadvantages: प्रदूषण-जनित ट्रैकिंग/फ्लैशओवर के प्रति संवेदनशील; यूवी और विद्युत तनाव के कारण समय के साथ क्षरण; नाजुक (पोर्सिलेन/कांच) या उम्र बढ़ने (पॉलिमर) की संभावना

Applications: ट्रांसमिशन लाइनें; वितरण नेटवर्क; सबस्टेशन बसबार और स्विचगियर

Additional Info: इन्सुलेटर की विफलता आमतौर पर पंचर (विद्युत ब्रेकडाउन) या फ्लैशओवर (सतह पर आर्क) के कारण होती है।. 'उपरोक्त सभी' विकल्प सही है क्योंकि इन्सुलेटर एक दोहरे उद्देश्य वाला घटक है जो यांत्रिक और विद्युत इंजीनियरिंग दोनों भूमिकाएं निभाता है।

Answer: D सही है — इन्सुलेटर संरचनात्मक सहायता प्रदान करते हैं, करंट पथ को सपोर्ट संरचना से अलग करते हैं, और ग्राउंडेड घटकों से सुरक्षित क्लीयरेंस बनाए रखते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि पावर सिस्टम में, इन्सुलेशन समन्वय उन वोल्टेज के संबंध में उपकरणों की विद्युत शक्ति चुनने की प्रक्रिया है जो सिस्टम पर दिखाई दे सकते हैं।

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Option A: कंडक्टर को सहारा देना

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Option B: करंट को कंडक्टर तक सीमित रखना

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Option C: जमीन से क्लीयरेंस (दूरी) प्रदान करना

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