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ElectricalPower System

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भूमिगत प्रणाली (underground system) का संचालन इससे अधिक वोल्टेज पर नहीं किया जा सकता है

440 V

11 kV

33 kV

66 kV

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalPower System

66 kV

Quick Summary:

पारंपरिक विद्युत संचरण और वितरण में, भूमिगत केबल प्रणालियाँ आमतौर पर 66 kV के ऑपरेटिंग वोल्टेज तक सीमित होती हैं। इस सीमा से परे, भूमिगत केबलों से जुड़ी इन्सुलेशन मोटाई, चार्जिंग करंट और डाइलेक्ट्रिक नुकसान उन्हें ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों की तुलना में आर्थिक और तकनीकी रूप से कम कुशल बनाते हैं।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$I_c = 2\pi f C V$ — केबल में चार्जिंग करंट का सूत्र जहाँ $f$ आवृत्ति है, $C$ कैपेसिटेंस है, और $V$ वोल्टेज है।

$C = \frac{2\pi \epsilon_0 \epsilon_r}{\ln(D/d)}$ — ज्यामिति और परावैद्युतांक (permittivity) के आधार पर केबल की उच्च कैपेसिटेंस को दर्शाने वाला सूत्र।

⚙️ Working Principle

मुख्य सीमा केबल की कैपेसिटेंस से उत्पन्न होती है, जो कंडक्टरों के म्यान (sheath) के करीब होने के कारण ओवरहेड लाइनों की तुलना में काफी अधिक होती है। जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, चार्जिंग करंट $I_c = 2\pi f C V$ बढ़ता जाता है, जो केबल की करंट-वहन क्षमता का एक बड़ा हिस्सा उपभोग कर लेता है। इसके अतिरिक्त, वोल्टेज के साथ इन्सुलेशन सामग्री पर डाइलेक्ट्रिक तनाव बढ़ता है, जिसके लिए मोटे इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है, जिससे थर्मल प्रतिरोध और भौतिक विनिर्माण संबंधी बाधाएं उत्पन्न होती हैं।

📌 Key Points

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भूमिगत केबलों में प्रति इकाई लंबाई में उच्च शंट कैपेसिटेंस होती है।
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उच्च वोल्टेज के कारण अत्यधिक चार्जिंग करंट बहता है, जिससे उपयोगी बिजली हस्तांतरण क्षमता कम हो जाती है।
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उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ डाइलेक्ट्रिक नुकसान तेजी से बढ़ता है।
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लागत और तकनीकी दक्षता के कारण उच्च वोल्टेज (HV) और अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज (EHV) ट्रांसमिशन के लिए ओवरहेड लाइनों को प्राथमिकता दी जाती है।

✅ Advantages

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वायुमंडलीय खतरों (बिजली, तूफान) से सुरक्षा
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घनी आबादी वाले शहरी क्षेत्रों में उच्च सुरक्षा
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कोई दृश्य प्रदूषण नहीं या वन्यजीवों के साथ कोई हस्तक्षेप नहीं

❌ Disadvantages / Limitations

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ओवरहेड लाइनों की तुलना में उच्च प्रारंभिक पूंजी लागत
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दोष का पता लगाने और मरम्मत में कठिनाई
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उच्च पावर रेटिंग पर महत्वपूर्ण थर्मल अपव्यय समस्याएं

🛠️ Applications / Uses

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शहर के केंद्रों में वितरण नेटवर्क
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पनडुब्बी बिजली संचरण
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ऊंचे टावरों के हस्तक्षेप को रोकने के लिए हवाई अड्डों के आसपास

📄 Additional Information

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यद्यपि उच्च वोल्टेज वाले प्रत्यक्ष वर्तमान (HVDC) भूमिगत प्रणालियाँ उच्च वोल्टेज के लिए मौजूद हैं, लेकिन प्रश्न मानक प्रत्यावर्ती धारा (AC) विद्युत वितरण प्रणालियों को संदर्भित करता है।
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66 kV की सीमा एक पारंपरिक डिज़ाइन अनुमान है; XLPE इन्सुलेशन जैसी तकनीकी प्रगति ने सीमाओं को आगे बढ़ाया है, लेकिन 66 kV अभी भी मानक शैक्षणिक सीमा बनी हुई है।

📊 Diagram / Illustration

✅

D सही है — चार्जिंग करंट और डाइलेक्ट्रिक तनाव के कारण पारंपरिक विद्युत वितरण के लिए भूमिगत AC केबल प्रणालियों पर तकनीकी सीमा 66 kV है।

Core Concepts Used

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केबल चार्जिंग करंट डाइलेक्ट्रिक तनाव पावर सिस्टम ट्रांसमिशन

💡 EXAM TIP

हमेशा याद रखें कि केबल कैपेसिटेंस उच्च-वोल्टेज AC भूमिगत प्रणालियों का मुख्य दुश्मन है; यदि कोई प्रश्न EHV का उल्लेख करता है, तो इसके बजाय ओवरहेड समाधान या HVDC तकनीक की तलाश करें।

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