उच्च वोल्टता: Difference between revisions

की संख्यात्मक परिभाषा {{em|high voltage}} प्रसंग पर निर्भर करता है। [[ वाल्ट ]]ेज को उच्च वोल्टेज के रूप में वर्गीकृत करने में दो कारकों पर विचार किया जाता है, हवा में एक चिंगारी पैदा करने की संभावना, और संपर्क या निकटता से विद्युत के झटके का खतरा।

[[ इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन ]] और इसके राष्ट्रीय समकक्ष ([[ इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी संस्थान ]], [[ आईईईई ]], वीडीई ई.वी., आदि) उच्च वोल्टेज को [[ प्रत्यावर्ती धारा ]] के लिए 1000 वोल्ट से ऊपर और प्रत्यक्ष धारा के लिए कम से कम 1500 वी के रूप में परिभाषित करते हैं।<ref>{{Cite web|date=2010-08-22|title=Electrical installation rules, standards|url=http://www.electrical-installation.org/wiki/Electrical_installation_rules,_standards|archive-url=https://web.archive.org/web/20100822180609/http://www.electrical-installation.org/wiki/Electrical_installation_rules,_standards|url-status=dead|archive-date=2010-08-22|access-date=2020-07-18}}</ref>

लगभग 50 वोल्ट से अधिक वोल्टेज आमतौर पर एक सर्किट के दो बिंदुओं को छूने वाले इंसान के माध्यम से प्रवाहित होने वाली खतरनाक मात्रा का कारण बन सकता है, इसलिए ऐसे सर्किट के आसपास सुरक्षा मानक अधिक प्रतिबंधात्मक होते हैं।

  {{cite book|author=Gönen, T.|url=https://books.google.com/books?id=6KbNBQAAQBAJ|title=Electrical Power Transmission System Engineering: Analysis and Design|publisher=CRC Press|year=2014|ISBN=9781482232233|edition=3|page=3,36}}</ref> इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम में, एक विद्युत आपूर्ति जो 275, 000 वोल्ट से अधिक प्रदान करती है उसे ईएचवी पावर सप्लाई कहा जाता है, और अक्सर भौतिकी में प्रयोगों में इसका उपयोग किया जाता है। टेलीविज़न कैथोड रे ट्यूब के लिए त्वरित वोल्टेज को उपकरण के भीतर अन्य वोल्टेज आपूर्ति की तुलना में अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज या अतिरिक्त-उच्च तनाव (ईएचटी) के रूप में वर्णित किया जा सकता है। इस प्रकार की आपूर्ति 5 kV से लेकर लगभग 30 kV तक होती है।

[[ इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर ]] जैसे [[ वैन डे ग्रैफ जनरेटर ]] और [[ विम्सहर्स्ट मशीन ]] एक मिलियन वोल्ट के करीब वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन आमतौर पर कम धाराएं उत्पन्न करते हैं। [[ प्रेरण कुंडली ]] फ्लाईबैक प्रभाव पर काम करता है जिसके परिणामस्वरूप इनपुट वोल्टेज से गुणा अनुपात से अधिक वोल्टेज होता है। वे आम तौर पर इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों की तुलना में उच्च धाराओं का उत्पादन करते हैं, लेकिन वांछित आउटपुट वोल्टेज की प्रत्येक दोहरीकरण माध्यमिक घुमावदार में आवश्यक तार की मात्रा के कारण वजन को लगभग दोगुना कर देती है। इस प्रकार तार के अधिक घुमावों को जोड़कर उन्हें उच्च वोल्टेज तक बढ़ाना अव्यावहारिक हो सकता है। [[ कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन जनरेटर ]] | कॉकक्रॉफ्ट-वाल्टन गुणक का उपयोग इंडक्शन कॉइल द्वारा उत्पादित वोल्टेज को गुणा करने के लिए किया जा सकता है। यह कैपेसिटर की सीढ़ी को चार्ज करने के लिए डायोड स्विच का उपयोग करके डीसी उत्पन्न करता है। टेस्ला कॉइल अनुनाद का उपयोग करते हैं, हल्के होते हैं, और अर्धचालक की आवश्यकता नहीं होती है।

सबसे बड़े पैमाने की चिंगारी वे हैं जो प्राकृतिक रूप से विद्युत द्वारा उत्पन्न होती हैं। नकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट 30 से 50 किलोएम्पियर की धारा वहन करता है, 5 [[ कूलम्ब ]] का चार्ज स्थानांतरित करता है, और 500 जूल # ऊर्जा के इतिहास (120 किलो [[ टीएनटी समकक्ष ]], या लगभग 2 महीने के लिए 100 वाट प्रकाश बल्ब को जलाने के लिए पर्याप्त) को नष्ट कर देता है। ) हालांकि, सकारात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट (एक गरज के ऊपर से) 300 से 500 किलोएम्पियर का करंट ले सकता है, 300 कूलम्ब तक का चार्ज ट्रांसफर कर सकता है, 1 गीगावोल्ट (एक बिलियन वोल्ट) तक का संभावित अंतर हो सकता है, और 300 जीजे ऊर्जा (72 टन टीएनटी, या 100 वाट के प्रकाश बल्ब को 95 साल तक जलाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा) को नष्ट कर सकता है। एक नकारात्मक विद्युत की हड़ताल आम तौर पर केवल दस माइक्रोसेकंड तक चलती है, लेकिन कई हमले आम हैं। एक सकारात्मक विद्युत का स्ट्रोक आमतौर पर एक ही घटना है। हालांकि, बड़ा पीक करंट सैकड़ों मिलीसेकंड तक प्रवाहित हो सकता है, जिससे यह नकारात्मक विद्युत की तुलना में काफी अधिक ऊर्जावान हो जाता है।

गोलाकार इलेक्ट्रोड के बीच [[ मानक तापमान और दबाव ]] (एसटीपी) पर शुष्क हवा की ढांकता हुआ टूटने की ताकत लगभग 33 kV/cm है।<ref>A. H. Howatson, "An Introduction to Gas Discharges", Pergamom Press, Oxford, 1965, page 67</ref> यह केवल एक रफ गाइड के रूप में है, क्योंकि वास्तविक ब्रेकडाउन वोल्टेज इलेक्ट्रोड के आकार और आकार पर अत्यधिक निर्भर है। मजबूत [[ विद्युत क्षेत्र ]] (छोटे या नुकीले कंडक्टरों पर लागू उच्च वोल्टेज से) अक्सर हवा में बैंगनी रंग के [[ कोरोना डिस्चार्ज ]] के साथ-साथ दिखाई देने वाली चिंगारी उत्पन्न करते हैं। लगभग 500-700 वोल्ट से नीचे के वोल्टेज वायुमंडलीय दबाव पर आसानी से दिखाई देने वाली विद्युत चिंगारी या हवा में चमक पैदा नहीं कर सकते हैं, इसलिए इस नियम से ये वोल्टेज कम हैं। हालांकि, कम वायुमंडलीय दबाव (जैसे उच्च ऊंचाई वाले विमानों में) या [[ आर्गन ]] या [[ नीयन ]] जैसे महान गैस के वातावरण में, स्पार्क बहुत कम वोल्टेज पर दिखाई देते हैं। स्पार्क ब्रेकडाउन के उत्पादन के लिए 500 से 700 वोल्ट एक निश्चित न्यूनतम नहीं है, लेकिन यह एक नियम का अंगूठा है। एसटीपी पर हवा के लिए, न्यूनतम स्पार्कओवर वोल्टेज लगभग 327 वोल्ट है, जैसा कि [[ फ्रेडरिक पासचेन ]] ने उल्लेख किया है।<ref>{{cite journal  

जबकि कम वोल्टेज, सामान्य रूप से, वोल्टेज लागू होने से पहले मौजूद एक अंतर को कूदते नहीं हैं, एक मौजूदा वर्तमान प्रवाह को अंतराल के साथ बाधित करने से अक्सर कम वोल्टेज स्पार्क या [[ इलेक्ट्रिक आर्क ]] उत्पन्न होता है। जैसे ही संपर्क अलग हो जाते हैं, संपर्क के कुछ छोटे बिंदु अलग होने वाले अंतिम बन जाते हैं। करंट इन छोटे गर्म स्थानों तक संकुचित हो जाता है, जिससे वे गरमागरम हो जाते हैं, जिससे वे इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं (थर्मियोनिक उत्सर्जन के माध्यम से)। यहां तक ​​​​कि एक छोटी [[ 9 वी बैटरी ]] भी इस तंत्र द्वारा एक अंधेरे कमरे में स्पष्ट रूप से चमक सकती है। आयनित वायु और धातु वाष्प (संपर्कों से) प्लाज्मा बनाते हैं, जो अस्थायी रूप से चौड़ीकरण की खाई को पाटता है। यदि विद्युत की आपूर्ति और लोड पर्याप्त प्रवाह की अनुमति देते हैं, तो एक आत्मनिर्भर विद्युत चाप बन सकता है। एक बार बनने के बाद, सर्किट को तोड़ने से पहले एक चाप को एक महत्वपूर्ण लंबाई तक बढ़ाया जा सकता है। एक आगमनात्मक सर्किट को खोलने का प्रयास अक्सर एक चाप बनाता है, क्योंकि जब भी करंट बाधित होता है तो इंडक्शन एक उच्च-वोल्टेज पल्स प्रदान करता है। [[ प्रत्यावर्ती धारा ]] सिस्टम निरंतर उत्पन्न होने की संभावना को कुछ कम करता है, क्योंकि वर्तमान रिटर्न प्रति चक्र दो बार शून्य हो जाता है। हर बार जब करंट शून्य क्रॉसिंग से गुजरता है तो चाप बुझ जाता है, और चाप को बनाए रखने के लिए अगले आधे चक्र के दौरान शासन करना चाहिए।

ओमिक चालक के विपरीत, करंट बढ़ने पर चाप का प्रतिरोध कम हो जाता है। यह एक विद्युत उपकरण में अनजाने में चाप को खतरनाक बना देता है क्योंकि एक छोटा चाप भी उपकरण को नुकसान पहुंचाने के लिए काफी बड़ा हो सकता है और यदि पर्याप्त करंट उपलब्ध हो तो आग लग सकती है। जानबूझकर उत्पादित चाप, जैसे कि प्रकाश या [[ वेल्डिंग ]] में उपयोग किया जाता है, चाप की वर्तमान/वोल्टेज विशेषताओं को स्थिर करने के लिए सर्किट में कुछ तत्व की आवश्यकता होती है।

[[ विद्युत शक्ति | विद्युत ऊर्जा]] के लिए विद्युत संचरण और वितरण लाइनें आमतौर पर दसियों और सैकड़ों किलोवोल्ट के बीच वोल्टेज का उपयोग करती हैं। लाइनें ओवरहेड या भूमिगत हो सकती हैं। लंबी दूरी तक विद्युत का परिवहन करते समय ओमिक नुकसान को कम करने के लिए विद्युत वितरण में उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है।

चोट से बचने के लिए मानक सावधानियों में ऐसी परिस्थितियों में काम करना शामिल है जो शरीर के माध्यम से विद्युत ऊर्जा के प्रवाह से बचती हैं, विशेष रूप से हृदय क्षेत्र के माध्यम से, जैसे कि बाहों के बीच, या एक हाथ और एक पैर के बीच। उच्च वोल्टेज उपकरण में दो कंडक्टरों के बीच विद्युत प्रवाहित हो सकती है और शरीर सर्किट को पूरा कर सकता है। ऐसा होने से बचने के लिए, कार्यकर्ता को रबर के दस्ताने जैसे इन्सुलेट कपड़े पहनना चाहिए, इंसुलेटेड टूल्स का उपयोग करना चाहिए, और एक समय में एक से अधिक हाथों से उपकरण को छूने से बचना चाहिए। उपकरण और जमीन के बीच एक विद्युत प्रवाह भी प्रवाहित हो सकता है। इसे रोकने के लिए, कार्यकर्ता को एक अछूता सतह पर खड़ा होना चाहिए जैसे कि रबर की चटाई पर। सुरक्षा उपकरणों का नियमित रूप से परीक्षण किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह अभी भी उपयोगकर्ता की सुरक्षा कर रहा है। टेस्ट नियम देश के अनुसार अलग-अलग होते हैं। परीक्षण कंपनियां 300,000 वोल्ट तक परीक्षण कर सकती हैं और दस्ताने परीक्षण से लेकर [[ हवाई कार्य मंच ]] (या ईडब्ल्यूपी) परीक्षण तक सेवाएं प्रदान कर सकती हैं।

लाइन कंडक्टरों के संपर्क में आने या उनके करीब जाने से विद्युत के झटके का खतरा होता है। [[ ओवरहेड पावर लाइन ]] के संपर्क में आने से चोट लग सकती है या मौत हो सकती है। धातु की सीढ़ी, कृषि उपकरण, नाव के मस्तूल, निर्माण मशीनरी, हवाई [[ एंटीना (रेडियो) ]], और इसी तरह की वस्तुएं अक्सर ओवरहेड तारों के घातक संपर्क में शामिल होती हैं। विद्युत के तोरणों या विद्युत के उपकरणों पर चढ़ने वाले अनधिकृत व्यक्ति भी अक्सर विद्युत के झटके के शिकार होते हैं।<ref name="NIOSH">National Institute for Occupational Safety and Health - Fatality Assessment and Control Evaluation:

एक खुदाई स्थल पर दबे हुए केबल में खुदाई करना श्रमिकों के लिए भी खतरनाक हो सकता है। खुदाई के उपकरण (या तो हाथ के उपकरण या मशीन से चलने वाले) जो एक दबे हुए केबल से संपर्क करते हैं, पाइपिंग या क्षेत्र में जमीन को सक्रिय कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आस-पास के श्रमिकों को विद्युत का झटका लग सकता है। हाई-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइन या सबस्टेशन में एक फॉल्ट (पावर इंजीनियरिंग) के परिणामस्वरूप पृथ्वी की सतह के साथ बहने वाली उच्च धाराएं हो सकती हैं, जिससे पृथ्वी की संभावित वृद्धि हो सकती है जो विद्युत के झटके का खतरा भी प्रस्तुत करती है।

उच्च वोल्टेज और अतिरिक्त उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों के लिए, विशेष रूप से प्रशिक्षित कर्मचारी सक्रिय उपकरणों के साथ हाथों से संपर्क की अनुमति देने के लिए [[ लाइव लाइन काम कर रहे ]] तकनीकों का उपयोग करते हैं। इस मामले में कार्यकर्ता विद्युत रूप से [[ उच्च वोल्टेज लाइन ]] से जुड़ा होता है, लेकिन पूरी तरह से पृथ्वी से अछूता रहता है ताकि वह उसी विद्युत क्षमता पर हो जो लाइन की है। चूंकि इस तरह के संचालन के लिए प्रशिक्षण लंबा है, और अभी भी कर्मियों के लिए एक खतरा प्रस्तुत करता है, केवल बहुत ही महत्वपूर्ण ट्रांसमिशन लाइनें लाइव रहते हुए रखरखाव के अधीन हैं। इन ठीक से इंजीनियर स्थितियों के बाहर, पृथ्वी से इन्सुलेशन इस बात की गारंटी नहीं देता है कि कोई भी धारा पृथ्वी पर प्रवाहित नहीं होती है - क्योंकि ग्राउंडिंग या ग्राउंडिंग अप्रत्याशित तरीके से हो सकती है, और उच्च-आवृत्ति धाराएं एक भूमिगत व्यक्ति को भी जला सकती हैं। एक ट्रांसमिटिंग एंटीना (रेडियो) को छूना इस कारण से खतरनाक है, और एक उच्च आवृत्ति टेस्ला कॉइल केवल एक एंडपॉइंट के साथ एक चिंगारी को बनाए रख सकता है।

हाई-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों पर सुरक्षात्मक उपकरण आम तौर पर एक अवांछित चाप के गठन को रोकता है, या यह सुनिश्चित करता है कि यह दसियों मिलीसेकंड के भीतर बुझ जाए। उच्च-वोल्टेज सर्किट को बाधित करने वाले विद्युत उपकरण को परिणामी चाप को सुरक्षित रूप से निर्देशित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि यह बिना नुकसान के नष्ट हो जाए। उच्च वोल्टेज [[ सर्किट तोड़ने वाले ]] अक्सर उच्च दबाव हवा, एक विशेष [[ ढांकता हुआ गैस ]] (जैसे एसएफ 6 | एसएफ .) के विस्फोट का उपयोग करते हैं₆दबाव में), या उच्च वोल्टेज सर्किट के टूटने पर चाप को बुझाने के लिए [[ खनिज तेल ]] में विसर्जन।

एक्स-रे मशीन और लेजर जैसे उपकरणों में तारों की देखभाल की आवश्यकता होती है। दोनों के बीच चाप बनने की संभावना को कम करने के लिए हाई वोल्टेज सेक्शन को लो वोल्टेज साइड से शारीरिक रूप से दूर रखा जाता है। राज्याभिषेक के नुकसान से बचने के लिए, कंडक्टरों को यथासंभव छोटा और तेज बिंदुओं से मुक्त रखा जाता है। यदि इन्सुलेट किया जाता है, तो प्लास्टिक कोटिंग हवा के बुलबुले से मुक्त होनी चाहिए जिसके परिणामस्वरूप बुलबुले के भीतर कोरोनल डिस्चार्ज होता है।

एक उच्च वोल्टेज जरूरी खतरनाक नहीं है अगर यह पर्याप्त विद्युत प्रवाह नहीं दे सकता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों जैसे वैन डे ग्रैफ जनरेटर और विम्सहर्स्ट मशीनों के बावजूद एक मिलियन वोल्ट के करीब वोल्टेज पैदा करने वाली मशीनें, वे एक संक्षिप्त स्टिंग देते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि करंट कम है, उदा। केवल अपेक्षाकृत कुछ इलेक्ट्रॉन चलते हैं। इन उपकरणों में सीमित मात्रा में संग्रहीत ऊर्जा होती है, इसलिए उत्पादित औसत धारा कम होती है और आमतौर पर थोड़े समय के लिए होती है, जिसमें आवेग एक नैनोसेकंड के लिए 1 ए रेंज में चरम पर होता है।<ref>[http://www.edn.com/design/test-and-measurement/4368466/Understanding-and-comparing-the-differences-in-ESD-testing EDN - Understanding and comparing the differences in ESD testing]</ref><ref>{{cite web | url=http://www.amasci.com/emotor/vdgdesc.html | title=Van de Graaff Generators Frequently Asked Questions | date=1998 | first=William J. | last=Beaty | publisher=amasci.com | access-date=29 September 2020 }}</ref>

टेस्ला कॉइल सतही रूप से वैन डी ग्रैफ जनरेटर के समान दिखने के बावजूद, वे इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन नहीं हैं और लगातार महत्वपूर्ण [[ आकाशवाणी आवृति ]] धाराओं का उत्पादन कर सकते हैं। जब तक संपर्क बनाए रखा जाता है, तब तक मानव शरीर को आपूर्ति की जाने वाली धारा अपेक्षाकृत स्थिर रहेगी, इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों के विपरीत, जो आमतौर पर चार्ज बनाने में अधिक समय लेती हैं, और वोल्टेज मानव त्वचा के ब्रेक-डाउन वोल्टेज से बहुत अधिक होगा। नतीजतन, टेस्ला कॉइल का उत्पादन खतरनाक या घातक भी हो सकता है।