निम्नलिखित में से कौन से रॉड गैप सर्ज अरेस्टर (rod gap surge arrester) की महत्वपूर्ण सीमाएँ हैं? 1. वे पावर फ्

Question

निम्नलिखित में से कौन से रॉड गैप सर्ज अरेस्टर (rod gap surge arrester) की महत्वपूर्ण सीमाएँ हैं?

वे पावर फ्रीक्वेंसी फॉलो-अप करंट को सील करने (रोकने) में सक्षम नहीं हैं
डिस्चार्ज के बाद, रॉड पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं
प्रदर्शन जलवायु परिस्थितियों से प्रभावित होता है

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The correct answer is D: 1 और 3 सही हैं. रॉड गैप सर्ज अरेस्टर एक सरल सुरक्षात्मक उपकरण है जिसमें हवा के अंतराल (air gap) द्वारा अलग किए गए दो इलेक्ट्रोड (रॉड) होते हैं। यह डिस्चार्ज के बाद पावर फ्रीक्वेंसी फॉलो-अप करंट को स्वयं बुझाने में विफल रहता है और नमी, दबाव और धूल जैसी पर्यावरणीय स्थितियों में परिवर्तन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
रॉड गैप सर्ज अरेस्टर एक सरल सुरक्षात्मक उपकरण है जिसमें हवा के अंतराल (air gap) द्वारा अलग किए गए दो इलेक्ट्रोड (रॉड) होते हैं। यह डिस्चार्ज के बाद पावर फ्रीक्वेंसी फॉलो-अप करंट को स्वयं बुझाने में विफल रहता है और नमी, दबाव और धूल जैसी पर्यावरणीय स्थितियों में परिवर्तन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है।

Working Principle: जब ओवरवोल्टेज गैप के स्पार्क-ओवर मान से अधिक हो जाता है, तो फ्लैशओवर होता है, जो सर्ज करंट को जमीन की ओर मोड़ देता है। हालाँकि, चूंकि सिस्टम वोल्टेज अभी भी मौजूद रहने पर एयर गैप तुरंत अपने इन्सुलेटिंग गुणों को पुनः प्राप्त नहीं करता है, इसलिए आर्क पावर-फ्रीक्वेंसी शॉर्ट सर्किट के रूप में तब तक बना रहता है जब तक कि सर्किट ब्रेकर ट्रिप न हो जाए। ब्रेकडाउन वोल्टेज $V_b$ गैर-रेखीय (non-linear) है और जलवायु कारकों (उदाहरण के लिए, वायु घनत्व सुधार कारक $\delta$ और आर्द्रता कारक $k$) पर निर्भर करता है।

Key Formulas: $V_b = K \cdot S^n$ — जहाँ $V_b$ स्पार्क-ओवर वोल्टेज है, $S$ गैप की लंबाई है, और $K, n$ स्थिरांक हैं; $\delta = \frac{0.392 \cdot P}{273 + T}$ — वायु घनत्व सुधार कारक, जहाँ P दबाव है और T तापमान है

Key Points: इसमें गैर-रेखीय अवरोधक विशेषताएँ (जैसे SiC या MOV अरेस्टर) नहीं होती हैं।; आर्क स्थापित होने के बाद पावर-फॉलो करंट को अलग नहीं कर सकता।; स्पार्क-ओवर वोल्टेज परिवेशी वायु घनत्व और आर्द्रता पर अत्यधिक निर्भर करता है।; कम लागत के कारण मुख्य रूप से द्वितीयक या बैकअप सुरक्षा के रूप में उपयोग किया जाता है।

Advantages: अत्यधिक कम लागत और सरल निर्माण; रखरखाव-मुक्त डिज़ाइन (कोई गतिमान भाग नहीं)

Disadvantages: पावर-फॉलो करंट को बुझाने में असमर्थ; जलवायु परिवर्तनों के प्रति उच्च संवेदनशीलता; संचालन के दौरान फेज-टू-ग्राउंड फॉल्ट की उच्च संभावना

Applications: ट्रांसफार्मर के लिए बैकअप सुरक्षा; बुशिंग और इंसुलेटर की सुरक्षा

Additional Info: वॉल्व-प्रकार या मेटल-ऑक्साइड प्रकार जैसे लाइटनिंग अरेस्टर (सर्ज अरेस्टर) की तुलना में रॉड गैप को 'मोटा' (coarse) सुरक्षा माना जाता है।. कथन 2 गलत है क्योंकि रॉड आमतौर पर बलिदान योग्य होते हैं लेकिन एक डिस्चार्ज के बाद पूरी तरह से नष्ट नहीं होते हैं; वे कई ऑपरेशनों के बाद पिटिंग और कटाव का सामना करते हैं।

Answer: D सही है — रॉड गैप अरेस्टर पावर फ्रीक्वेंसी फॉलो करंट को साफ़ नहीं कर सकता है और इसका ब्रेकडाउन वोल्टेज वायुमंडलीय स्थितियों के साथ काफी बदल जाता है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, याद रखें कि गैर-रेखीय वॉल्व तत्व (जैसे ZnO ब्लॉक) के बिना कोई भी अरेस्टर संचालन के दौरान अनिवार्य रूप से शॉर्ट-सर्किट स्थिति पैदा करेगा।

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Option A: 1, 2 और 3 सही हैं

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Option B: 1 और 2 सही हैं

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Option C: 2 और 3 सही हैं

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