ट्रांसमिशन लाइनों का ट्रांसपोज़िशन (transposition) क्यों किया जाता है?

Question

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C: पड़ोसी टेलीफोन लाइनों के साथ हस्तक्षेप को रोकने के लिए

Explanation & Concepts:
ट्रांसमिशन लाइनों के ट्रांसपोज़िशन में लाइन की लंबाई के साथ नियमित अंतराल पर कंडक्टरों की भौतिक स्थितियों को बदलना शामिल है। यह अभ्यास मुख्य रूप से लाइन मापदंडों, विशेष रूप से प्रत्येक चरण (phase) के श्रृंखला प्रेरण (series inductance) और शंट धारिता (shunt capacitance) को संतुलित करने के लिए किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि लाइन अपनी पूरी लंबाई में विद्युत रूप से सममित (symmetrical) रहे।

Working Principle: एक अनट्रांसपोज़्ड थ्री-फेज लाइन में, कंडक्टरों के बीच असमान दूरी के कारण असमान आपसी प्रेरण और धारिता उत्पन्न होती है, जिससे असंतुलित लाइन वोल्टेज ड्रॉप होता है। कंडक्टरों को ट्रांसपोज़ करके, प्रत्येक फेज कंडक्टर समान दूरी के लिए सभी तीन भौतिक स्थितियों (जैसे, ऊपर, मध्य, नीचे) पर कब्जा कर लेता है। यह औसत प्रभाव यह सुनिश्चित करता है कि टेलीफोन लाइनों जैसे नजदीकी समानांतर सर्किट के साथ कुल आगमनात्मक और धारिता कपलिंग कम हो जाए, जिससे विद्युत चुम्बकीय और इलेक्ट्रोस्टैटिक हस्तक्षेप (क्रॉसस्टॉक) को रोका जा सके।

Key Formulas: $L_{avg} = 2 	imes 10^{-7} \ln\left(\frac{GMD}{GMR}ight)$ — प्रति फेज औसत प्रेरण के लिए सूत्र; $C_{avg} = \frac{2\pi \epsilon}{\ln(GMD/r_{eq})}$ — प्रति फेज औसत धारिता के लिए सूत्र

Key Points: ट्रांसपोज़िशन लाइन मापदंडों को संतुलित करता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वोल्टेज ड्रॉप सभी फेज में समान हो।; यह सिस्टम में नेगेटिव और जीरो सीक्वेंस करंट घटकों को कम करने में मदद करता है।; यह पावर लाइनों में असंतुलन के कारण होने वाले संचार हस्तक्षेप को समाप्त करता है।; मुख्य रूप से लंबी उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों के लिए आवश्यक है।

Advantages: संचार सर्किट के साथ कम विद्युत चुम्बकीय/इलेक्ट्रोस्टैटिक हस्तक्षेप।; फेज में संतुलित वोल्टेज और करंट वितरण।; न्यूनतम जीरो-सीक्वेंस प्रतिबाधा प्रभाव।

Disadvantages: ट्रांसपोज़िशन बिंदुओं पर टॉवर की जटिलता में वृद्धि।; ट्रांसपोज़िशन टावरों पर रखरखाव की अधिक आवश्यकताएं।; स्विचिंग बिंदु पर अतिरिक्त इन्सुलेशन आवश्यकताएं।

Applications: उच्च-वोल्टेज (HV) और एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनें।; लंबी दूरी की बिजली ट्रांसमिशन प्रणाली।; संचार या सिग्नलिंग सर्किट के समानांतर चलने वाली लाइनें।

Additional Info: विकल्प A गलत है क्योंकि कॉपर लॉस प्रतिरोध ($I^2R$) पर निर्भर करता है, जो एक सामग्री गुण है, न कि ज्यामितीय व्यवस्था का मुद्दा।. विकल्प B गलत है क्योंकि स्किन इफेक्ट को कंडक्टर के व्यास और आवृत्ति द्वारा नियंत्रित किया जाता है, न कि भौतिक ट्रांसपोज़िशन से।. विकल्प D गलत है क्योंकि शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा इन्सुलेटर और क्लीयरेंस मानकों के माध्यम से प्राप्त की जाती है, न कि ट्रांसपोज़िशन से।

Answer: C सही है — ट्रांसपोज़िशन लाइन मापदंडों को संतुलित करता है, जिससे पड़ोसी संचार सर्किट में प्रेरित वोल्टेज प्रभावी रूप से रद्द हो जाता है ताकि हस्तक्षेप को रोका जा सके।

Exam Tip: याद रखें कि ट्रांसपोज़िशन मूल रूप से एक असममित थ्री-फेज ज्यामितीय विन्यास में समरूपता को बहाल करने के लिए एक स्थानिक औसत तकनीक है।

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Option A: कॉपर लॉस को कम करने के लिए

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Option B: स्किन इफेक्ट को कम करने के लिए

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Option D: किन्हीं दो लाइनों के बीच शॉर्ट-सर्किट को रोकने के लिए

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