निम्नलिखित में से किस ग्राउंडिंग विधि का उपयोग वहां किया जाता है जहाँ पृथ्वी का प्रतिरोध (earth resistance) कम

Question

निम्नलिखित में से किस ग्राउंडिंग विधि का उपयोग वहां किया जाता है जहाँ पृथ्वी का प्रतिरोध (earth resistance) कम हो, ताकि टॉवर फुटिंग प्रतिरोध को कम किया जा सके?

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A: सिंगल ड्रिवन रॉड

Explanation & Concepts:
उन क्षेत्रों में जहाँ मृदा प्रतिरोधकता (soil resistivity) स्वाभाविक रूप से कम होती है, ट्रांसमिशन टॉवर फुटिंग के लिए पृथ्वी तक कम-प्रतिबाधा (low-impedance) पथ प्रदान करने के लिए 'सिंगल ड्रिवन रॉड' सबसे कुशल और लागत प्रभावी विधि है। यह संवाहक मृदा परत के साथ पर्याप्त संपर्क प्रदान करते हुए सामग्री के उपयोग को कम करता है।

Working Principle: ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड फॉल्ट धाराओं और बिजली के झटकों (lightning surges) को पृथ्वी में विसर्जित करने के लिए कम प्रतिरोध वाले पथ के रूप में कार्य करता है। जब मृदा प्रतिरोधकता ($\rho$) कम होती है, तो एक वर्टिकल रॉड का प्रतिरोध, मृदा प्रतिरोधकता और रॉड की लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती होता है। एक सिंगल रॉड का उपयोग करके, हम नमी युक्त मिट्टी के साथ सीधा संबंध बनाते हैं, जो कुशल डिस्चार्ज सुनिश्चित करता है।

Key Formulas: $R = \frac{\rho}{2\pi L} \ln(\frac{4L}{d})$ — $\rho$ प्रतिरोधकता वाली मिट्टी में लंबाई $L$ और व्यास $d$ की एक सिंगल वर्टिकल ड्रिवन रॉड का प्रतिरोध।

Key Points: कार्मिक सुरक्षा और क्षणिक ओवरवोल्टेज (transient overvoltages) के खिलाफ उपकरण सुरक्षा के लिए ग्राउंडिंग आवश्यक है।; मृदा प्रतिरोधकता नमी, तापमान और खनिज सामग्री के साथ काफी बदलती है।; कम प्रतिरोधकता वाली मिट्टी में एक सिंगल रॉड पर्याप्त है; हालाँकि, उच्च प्रतिरोधकता वाली मिट्टी या चट्टानी इलाके में काउंटरपॉइज़ तारों को प्राथमिकता दी जाती है।

Advantages: कम स्थापना लागत; न्यूनतम खुदाई की आवश्यकता; उच्च संरचनात्मक सरलता

Disadvantages: उच्च मृदा प्रतिरोधकता वाले वातावरण में अप्रभावी; लंबी अवधि में जंग लगने की संभावना; काउंटरपॉइज़ सिस्टम की तुलना में सीमित करंट डिस्चार्ज क्षमता

Applications: संवाहक मिट्टी (clay) या दोमट मिट्टी में ट्रांसमिशन लाइन टॉवर फुटिंग; डिस्ट्रीब्यूशन पोल ग्राउंडिंग; दूरसंचार मस्तूल (mast) अर्थिंग

Additional Info: काउंटरपॉइज़ सिस्टम (विकल्प C) का उपयोग विशेष रूप से उच्च-प्रतिरोध वाली मिट्टी में बड़े सतह क्षेत्र का संपर्क प्रदान करने के लिए किया जाता है, जबकि सिंगल रॉड कम-प्रतिरोध वाले परिदृश्यों के लिए पर्याप्त हैं।. लाइटनिंग प्रोटेक्शन के लिए, ग्राउंडिंग प्रतिरोध को आदर्श रूप से 10-20 ओम से नीचे रखा जाता है।

Answer: A सही है — जब आसपास की मिट्टी की प्रतिरोधकता स्वाभाविक रूप से कम हो, तो एक सिंगल ड्रिवन रॉड एक पर्याप्त और किफायती कम-प्रतिबाधा वाला ग्राउंड पथ प्रदान करती है।

Exam Tip: ग्राउंडिंग विधि के चयन को हमेशा मृदा प्रतिरोधकता ($\rho$) से संबंधित रखें; कम $\rho$ साधारण रॉड्स के पक्ष में है, जबकि उच्च $\rho$ में व्यापक काउंटरपॉइज़ या रासायनिक इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है।

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Option B: मल्टीपल रॉड

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Option C: काउंटरपॉइज़

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Option D: प्लेट्स

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