उच्च वोल्टेज केबलों में इन्सुलेशन के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सामग्री है

Question

Accepted Answer

B: कागज

Explanation & Concepts:
इम्प्रेग्नेटेड पेपर (संसेचित कागज) उच्च वोल्टेज पावर केबलों के लिए मानक इन्सुलेटिंग सामग्री है, जिसका कारण इसकी उत्कृष्ट डाइइलेक्ट्रिक क्षमता, उच्च तापीय स्थिरता और निरंतर विद्युत तनाव के तहत दीर्घकालिक विश्वसनीयता है। जब इसे उच्च-श्रेणी के खनिज तेल या सिंथेटिक तरल पदार्थों के साथ संसेचित किया जाता है, तो यह रिक्तियों (voids) के निर्माण को कम करता है, जो आंशिक डिस्चार्ज और डाइइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन को रोकता है।

Working Principle: उच्च-वोल्टेज केबलों में इन्सुलेशन प्रणाली विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को नियंत्रित करके कार्य करती है, जिसे $E = \frac{V}{r \ln(R/r)}$ के रूप में दर्शाया जाता है, जहाँ $V$ वोल्टेज है, $r$ कंडक्टर की त्रिज्या है, और $R$ इन्सुलेशन की त्रिज्या है। उच्च-गुणवत्ता वाला कागज इन्सुलेशन उच्च डाइइलेक्ट्रिक क्षमता ($\epsilon_r$) और समान फ्लक्स वितरण प्रदान करता है। वैक्यूम के तहत इम्प्रेग्नेशन हवा के बुलबुलों को हटाने का काम सुनिश्चित करता है, जिससे आंतरिक आंशिक डिस्चार्ज इनसेप्शन वोल्टेज प्रभावी रूप से कम हो जाता है।

Key Formulas: $E_{max} = \frac{V}{r \ln(\frac{R}{r})}$ — कंडक्टर की सतह पर विद्युत तनाव; $C = \frac{2 \pi \epsilon_0 \epsilon_r L}{\ln(\frac{R}{r})}$ — सिंगल-कोर केबल की कैपेसिटेंस

Key Points: इम्प्रेग्नेटेड पेपर उच्च तापमान पर स्थिर डाइइलेक्ट्रिक गुणों को बनाए रखता है।; इस प्रक्रिया में नमी और हवा के अंतराल को खत्म करने के लिए वैक्यूम सुखाने और तेल के साथ संसेचन शामिल है।; मास-इम्प्रेग्नेटेड केबल आमतौर पर 33kV तक के भूमिगत ट्रांसमिशन के लिए उपयोग किए जाते हैं।; कागज इन्सुलेशन का पावर फैक्टर बहुत कम होता है, जिससे गर्मी के रूप में ऊर्जा का नुकसान कम होता है।

Advantages: प्रति इकाई मोटाई पर उच्च डाइइलेक्ट्रिक क्षमता; उत्कृष्ट दीर्घकालिक तापीय स्थिरता; कम डाइइलेक्ट्रिक हानि कारक

Disadvantages: हाइग्रोस्कोपिक प्रकृति (आसानी से नमी को सोखता है); क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन (XLPE) की तुलना में कठोरता; वैक्यूम और तेल प्रसंस्करण से जुड़ी जटिल विनिर्माण प्रक्रिया की आवश्यकता

Applications: भूमिगत ट्रांसमिशन लाइनें; उच्च-वोल्टेज सबस्टेशन; सबमरीन (समुद्र के नीचे) पावर केबल

Additional Info: लेड (सीसा) का उपयोग नमी को अंदर आने से रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक म्यान के रूप में किया जाता है, न कि प्राथमिक विद्युत इन्सुलेशन के रूप में।. रबर आमतौर पर कम वोल्टेज अनुप्रयोगों तक ही सीमित है क्योंकि यह उच्च तापीय तनाव और विद्युत डिस्चार्ज के तहत तेजी से खराब हो जाता है।. XLPE (क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन) जैसे आधुनिक विकल्प अब सामान्य हैं, लेकिन उच्च वोल्टेज के लिए कागज एक मौलिक संदर्भ बना हुआ है।

Answer: B सही है — इम्प्रेग्नेटेड पेपर अपनी उच्च डाइइलेक्ट्रिक अखंडता के कारण उच्च-वोल्टेज पावर केबलों के लिए पारंपरिक और अत्यधिक विश्वसनीय इन्सुलेशन सामग्री है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि हालांकि उच्च-वोल्टेज के लिए 'कागज' क्लासिक उत्तर है, लेकिन XLPE आधुनिक मानक है; प्रतियोगी परीक्षाओं में, उच्च वोल्टेज केबल वर्गीकरण प्रश्नों के लिए ऐतिहासिक 'इम्प्रेग्नेटेड पेपर' को प्राथमिकता दें।

Answer

Option A: रबर

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Option C: सीसा (लेड)

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Option D: उपरोक्त में से कोई भी

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