उच्च वोल्टता
उच्च वोल्टेज विद्युत से तात्पर्य इतनी बड़ी विद्युत क्षमता से है जो चोट या क्षति का कारण बन सकती है। कुछ उद्योगों में, उच्च वोल्टेज का तात्पर्य एक निश्चित सीमा से ऊपर के वोल्टेज से है। उच्च वोल्टेज वाले उपकरण और विद्युत चालक विशेष विद्युत सुरक्षा मानकों की गारंटी देते हैं।
उच्च वोल्टेज का उपयोग विद्युत ऊर्जा वितरण में, कैथोड रे ट्यूबों में, एक्स-रे और कण किरण उत्पन्न करने के लिए, विद्युत आर्क का उत्पादन करने के लिए, प्रज्वलन के लिए, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों में, और उच्च-ऊर्जा एम्पलीफायर निर्वात - ट्यूबों में, साथ ही साथ अन्य औद्योगिक, सैन्य और वैज्ञानिक अनुप्रयोग में किया जाता है।
परिभाषा
| IEC voltage range | AC RMS voltage (V) |
DC voltage (V) | Defining risk |
|---|---|---|---|
| High voltage | > 1,000 | > 1,500 | Electrical arcing |
| Low voltage | 50 to 1,000 | 120 to 1,500 | Electrical shock |
| Extra-low voltage | < 50 | < 120 | Low risk |
उच्च वोल्टेज की संख्यात्मक परिभाषा संदर्भ पर निर्भर करती है। वोल्टेज को उच्च वोल्टेज के रूप में वर्गीकृत करने में दो कारकों पर विचार किया जाता है, वायु में चिंगारी उत्पन्न होने की संभावना, और संपर्क या निकटता से बिजली के झटके का खतरा।
इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन और इसके राष्ट्रीय समकक्ष ( आईईटी , आईईईई , वीडीई, आदि) उच्च वोल्टेज को प्रत्यावर्ती धारा के लिए 1000 वोल्ट से ऊपर और प्रत्यक्ष धारा के लिए कम से कम 1500 वोल्ट के रूप में परिभाषित करते हैं।[1]
संयुक्त राज्य अमेरिका में, अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (एएनएसआई) 100 वी से अधिक 60 हर्ट्ज विद्युत ऊर्जा प्रणालियों के लिए नाममात्र वोल्टेज रेटिंग स्थापित करता है। विशेष रूप से, ANSI C84.1-2020 उच्च वोल्टेज को 115 kV से 230 kV, अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज को 345 kV से 765 kV और अति-उच्च वोल्टेज को 1,100 kV के रूप में परिभाषित करता है।।[2] ब्रिटिश स्टैंडर्ड बीएस 7671 : 2008 उच्च वोल्टेज को चालकों के बीच किसी भी वोल्टेज अंतर के रूप में परिभाषित करता है जो 1000 वीएसी या 1500 वी रिपल-फ्री डीसी से अधिक है, या चालक और तार के बीच कोई वोल्टेज अंतर जो 600 वीएसी या 900 वी रिपल-फ्री डीसी से अधिक है।[3]
कुछ न्यायक्षेत्रों में इलेक्ट्रीशियनों को केवल विशेष वोल्टेज वर्गों के लिए ही लाइसेंस दिया जा सकता है।[4] उदाहरण के लिए, एक विशेष उप-व्यापार के लिए एक विद्युत लाइसेंस जैसे एचवीएसी पद्धति, फायर अलार्म पद्धति, क्लोज़्ड परिपथ टेलीविज़न पद्धति को चालकों के बीच केवल 30 वोल्ट तक सक्रिय पद्धति स्थापित करने के लिए अधिकृत किया जा सकता है, और मेन-वोल्टेज परिपथ पर काम करने की अनुमति नहीं दी जा सकती है। आम जनता घरेलू मुख्य विद्युत परिपथ (100 से 250 वीएसी) पर विचार कर सकती है, जो उच्च वोल्टेज होने के लिए सामान्य रूप से सामना किए जाने वाले उच्चतम वोल्टेज को ले जाते हैं।
लगभग 50 वोल्ट से अधिक वोल्टेज सामान्यतः एक परिपथ के दो बिंदुओं को छूने वाले इंसान के माध्यम से प्रवाहित होने वाली खतरनाक मात्रा का कारण बन सकता है, इसलिए ऐसे परिपथ के आसपास सुरक्षा मानक अधिक प्रतिबंधात्मक होते हैं।
ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग में, उच्च वोल्टेज को 30 से 1000 वीएसी या 60 से 1500 वीडीसी की सीमा में वोल्टेज के रूप में परिभाषित किया जाता है।[5]
अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज (ईएचवी) की परिभाषा फिर से संदर्भ पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसमिशन इंजीनियरिंग में, ईएचवी को 345,000- 765,000 वी की सीमा में वोल्टेज के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।[6] इलेक्ट्रॉनिक्स पद्धति में, एक विद्युत आपूर्ति जो 275, 000 वोल्ट से अधिक प्रदान करती है उसे ईएचवी पावर सप्लाई कहा जाता है, और अधिकांश भौतिकी में प्रयोगों में इसका उपयोग किया जाता है। टेलीविज़न कैथोड रे ट्यूब के लिए त्वरित वोल्टेज को उपकरण के अंदर अन्य वोल्टेज आपूर्ति की तुलना में अतिरिक्त-उच्च वोल्टेज या अतिरिक्त-उच्च टेंशन (ईएचटी) के रूप में वर्णित किया जा सकता है। इस प्रकार की आपूर्ति 5 kV से लेकर लगभग 30 kV तक होती है।
उत्पादन
इस प्र्कार कम आर्द्रता की स्थितियों में देखे जाने वाले सामान्य स्थैतिक विद्युत चिंगारी में सदैव 700 वी से ऊपर वोल्टेज सम्मिलित होता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में कार के दरवाजों पर चिंगारी में 20,000 वी तक का वोल्टेज सम्मिलित हो सकता है।[7]
स्थिरवैद्युत जनित्र जैसे वैन डे ग्रैफ जनित्र और विम्सहर्स्ट मशीन एक मिलियन वोल्ट के निकट वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, किन्तु सामान्यतः कम धाराएं उत्पन्न करते हैं। इंडक्शन कॉइल्स फ्लाईबैक प्रभाव पर काम करता है जिसके परिणामस्वरूप इनपुट वोल्टेज से गुणा अनुपात से अधिक वोल्टेज होता है। वे सामान्यतः स्थिरवैद्युत मशीनों की तुलना में उच्च धाराओं का उत्पादन करते हैं, किन्तु 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 जनित्र का उपयोग इंडक्शन कॉइल द्वारा उत्पादित वोल्टेज को गुणा करने के लिए किया जा सकता है। यह कैपेसिटर की सीढ़ी को आवेश 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। ऋणात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट 30 से 50 किलोएम्पियर की धारा वहन करता है, 5 कूलम्ब का आवेश स्थानांतरित करता है, और 500 मेगाजूल ऊर्जा (120 किलो टीएनटी के समकक्ष , या लगभग 2 महीने के लिए 100 वाट प्रकाश बल्ब को जलाने के लिए पर्याप्त) को नष्ट कर देता है। चूंकि, धनात्मक विद्युत का एक औसत बोल्ट (एक गरज के ऊपर से) 300 से 500 किलोएम्पियर का धारा ले सकता है, जो 300 कूलम्ब तक का आवेश 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 ऋणात्मक विद्युत की हड़ताल सामान्यतः केवल दस माइक्रोसेकंड तक चलती है, किन्तु कई हमले सामान्य हैं। एक धनात्मक विद्युत का झटका सामान्यतः एक ही घटना है। चूंकि, बड़ा पीक धारा सैकड़ों मिलीसेकंड तक प्रवाहित हो सकता है, जिससे यह ऋणात्मक विद्युत की तुलना में काफी अधिक ऊर्जावान हो जाता है।
वायु में चिंगारी
गोलाकार इलेक्ट्रोड के मध्य मानक तापमान और दबाव (एसटीपी) पर शुष्क वायु की अचालक टूटने की शक्ति लगभग 33 kV/cm है।[8] यह केवल एक रफ गाइड के रूप में है, क्योंकि वास्तविक ब्रेकडाउन वोल्टेज इलेक्ट्रोड के आकार और आकार पर अत्यधिक निर्भर है। शक्तिशाली विद्युत क्षेत्र (छोटे या नुकीले चालकों पर प्रयुक्त उच्च वोल्टेज से) अधिकांश वायु 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 वायु में चमक उत्पन्न नहीं कर सकते हैं, इसलिए इस नियम से ये वोल्टेज कम हैं। चूंकि, कम वायुमंडलीय दबाव (जैसे उच्च ऊंचाई वाले विमानों में) या आर्गन या नीयन जैसे उत्कृष्ट 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, किन्तु यह एक नियम का अंगूठा है। एसटीपी पर वायु के लिए, न्यूनतम स्पार्कओवर वोल्टेज लगभग 327 वोल्ट है, जैसा कि फ्रेडरिक पासचेन ने उल्लेख किया है।[9]
जबकि कम वोल्टेज, सामान्य रूप पर, वोल्टेज प्रयुक्त होने से पहले उपस्थित अंतराल को नहीं बढ़ाता है, एक वर्तमान प्रवाह को अंतराल के साथ बाधित करने से अधिकांश 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। धारा इन छोटे गर्म स्थानों तक संकुचित हो जाता है, जिससे वे उष्ण हो जाते हैं, जिससे वे इलेक्ट्रॉनों (थर्मियोनिक उत्सर्जन के माध्यम से) का उत्सर्जन करते हैं। यहां तक कि एक छोटी 9 V 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 आर्क बन सकता है। एक बार बनने के बाद, परिपथ को तोड़ने से पहले एक आर्क को एक महत्वपूर्ण लंबाई तक बढ़ाया जा सकता है। एक आगमनात्मक परिपथ को खोलने का प्रयास अधिकांश एक आर्क बनाता है, क्योंकि जब भी धारा बाधित होता है तो इंडक्शन एक उच्च-वोल्टेज पल्स प्रदान करता है। प्रत्यावर्ती धारा पद्धति में निरंतर उत्पन्न होने की संभावना कुछ सीमा तक कम हो जाती है, क्योंकि प्रति चक्र दो बार धारा शून्य पर लौट आता है। प्रत्येक बार जब धारा शून्य से होकर निकलती है तो आर्क बुझ जाता है, और आर्क को बनाए रखने के लिए अगले आधे-चक्र के समय फिर से चालू होना चाहिए।
ओमिक चालक के विपरीत, धारा बढ़ने पर आर्क का प्रतिरोध कम हो जाता है। यह एक विद्युत उपकरण में अनजाने में आर्क को खतरनाक बना देता है क्योंकि एक छोटा आर्क भी उपकरण को हानि पहुंचाने के लिए काफी बड़ा हो सकता है और यदि पर्याप्त धारा उपलब्ध हो तो आग लग सकती है। जानबूझकर उत्पादित आर्क, जैसे कि प्रकाश या वेल्डिंग में उपयोग किए जाने वाले आर्क की वर्तमान/वोल्टेज विशेषताओं को स्थिर करने के लिए परिपथ में कुछ तत्व की आवश्यकता होती है।
उपयोग
वितरण
विद्युत ऊर्जा के लिए विद्युत संचरण और वितरण लाइनें सामान्यतः दसियों और सैकड़ों किलोवोल्ट के बीच वोल्टेज का उपयोग करती हैं। लाइनें ऊपर या भूमिगत हो सकती हैं। लंबी दूरी तक विद्युत का परिवहन करते समय ओमिक हानि को कम करने के लिए विद्युत वितरण में उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है।
औद्योगिक
इसका उपयोग अर्धचालकों के उत्पादन में वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) की सतह पर धातु की फिल्मों की पतली परतों को फैलाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग स्थिरवैद्युत फ्लॉकिंग के लिए भी किया जाता है जिससे छोटे फाइबर के साथ वस्तुओं को कोट किया जा सके जो किनारे पर खड़े हों।
वैज्ञानिक
स्पार्क गैप का उपयोग ऐतिहासिक रूप से रेडियो प्रसारण के प्रारंभिक रूप के रूप में किया गया था। इसी प्रकार, बृहस्पति के वातावरण में विद्युत के निर्वहन को ग्रह के शक्तिशाली रेडियो आवृत्ति उत्सर्जन का स्रोत माना जाता है।[10]
लैंडमार्क रसायन विज्ञान और कण भौतिकी प्रयोगों और खोजों में उच्च वोल्टेज का उपयोग किया गया है। वायुमंडलीय वायु से तत्व आर्गन के अलगाव और खोज में विद्युत आर्क का उपयोग किया गया था। इंडक्शन कॉइल ने प्रारंभिक एक्स-रे ट्यूबों को संचालित किया। मोसले ने एनोड के रूप में उपयोग किए जाने पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम द्वारा धातु तत्वों के चयन के मोस्ले के नियम को निर्धारित करने के लिए एक्स-रे ट्यूब का उपयोग किया। इलेक्ट्रान सूक्ष्मदर्शी के लिए इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न करने के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है। कॉकक्रॉफ्ट और वाल्टन ने हाइड्रोजन परमाणुओं को त्वरित करके लिथियम ऑक्साइड में लिथियम परमाणुओं को हीलियम में परिवर्तित करने के लिए वोल्टेज गुणक का आविष्कार किया।
सुरक्षा
सूखी अखंड मानव त्वचा पर लगाए गए 50 वी से अधिक वोल्टेज हृदय के तंतु का कारण बन सकते हैं यदि वे शरीर के ऊतकों में विद्युत धाराएं उत्पन्न करते हैं जो छाती क्षेत्र से होकर निकलती हैं। जिस वोल्टेज पर विद्युत के झटके का खतरा होता है वह शुष्क मानव त्वचा की विद्युत चालकता पर निर्भर करता है। लगभग 50 वोल्ट तक की शुष्क त्वचा की इन्सुलेट विशेषताओं द्वारा जीवित मानव ऊतक को क्षति से बचाया जा सकता है। यदि वही त्वचा गीली हो जाती है, घाव हो जाते हैं, या यदि त्वचा में प्रवेश करने वाले इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो 40 वी से नीचे के वोल्टेज स्रोत भी घातक हो सकते हैं।
पर्याप्त ऊर्जा की आपूर्ति करने वाले किसी भी उच्च वोल्टेज के आकस्मिक संपर्क के परिणामस्वरूप गंभीर चोट या मृत्यु हो सकती है। यह तब हो सकता है जब किसी व्यक्ति का शरीर वर्तमान प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है, जिससे ऊतक क्षति और हृदय की विफलता होती है। अन्य चोटों में आकस्मिक संपर्क से उत्पन्न आर्क से जलन सम्मिलित हो सकती है। यदि पीड़ित का वायुमार्ग प्रभावित होता है तो ये जलन विशेष रूप से खतरनाक हो सकती है। चोट लगने की घटनाएं उन लोगों द्वारा अनुभव की जाने वाली शारीरिक शक्तियों के परिणामस्वरूप भी हो सकती हैं जो बहुत ऊंचाई से गिरते हैं या काफी दूरी पर फेंके जाते हैं।
उच्च वोल्टेज के लिए कम-ऊर्जा जोखिम हानिरहित हो सकता है, जैसे कि शुष्क जलवायु में उत्पन्न होने वाली चिंगारी जब एक कालीन वाले फर्श पर चलने के बाद दरवाजे के घुंडी को छूती है। वोल्टेज हजार-वोल्ट सीमा में हो सकता है, किन्तु औसत विद्युत प्रवाह कम होता है।
चोट से बचने के लिए मानक सावधानियों में ऐसी परिस्थितियों में काम करना सम्मिलित 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 चालकों के बीच विद्युत प्रवाहित हो सकती है और शरीर परिपथ को पूरा कर सकता है। ऐसा होने से बचने के लिए, वर्कर 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, वर्कर को एक अछूता सतह पर खड़ा होना चाहिए जैसे कि रबर की चटाई पर। सुरक्षा उपकरणों का नियमित रूप से परीक्षण किया जाता है जिससे 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 एलिवेटेड वर्किंग प्लेटफ़ॉर्म (या ईडब्ल्यूपी) परीक्षण तक सेवाएं प्रदान कर सकती हैं।
वितरण
लाइन चालकों के संपर्क में आने या उनके निकट जाने से विद्युत के झटके का खतरा होता है। ऊपर पावर लाइन के संपर्क में आने से चोट लग सकती है या मृत्यु हो सकती है। धातु की सीढ़ी, कृषि उपकरण, नाव के मस्तूल, निर्माण मशीनरी, हवाई एंटीना (रेडियो) , और इसी तरह की वस्तुएं अधिकांश ऊपर तारों के घातक संपर्क में सम्मिलित होती हैं। विद्युत के तोरणों या विद्युत के उपकरणों पर चढ़ने वाले अनधिकृत व्यक्ति भी अधिकांश विद्युत के झटके के शिकार होते हैं।[11] बहुत अधिक ट्रांसमिशन वोल्टेज पर भी एक निकटतम दृष्टिकोण खतरनाक हो सकता है, क्योंकि उच्च वोल्टेज एक महत्वपूर्ण वायु अंतराल के पार हो सकता है।
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। उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइन या सबस्टेशन में एक फॉल्ट (पावर इंजीनियरिंग) के परिणामस्वरूप तार की सतह के साथ बहने वाली उच्च धाराएं हो सकती हैं, जिससे तार 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 विधियों का उपयोग करते हैं। इस स्थिति में वर्कर विद्युत रूप से उच्च वोल्टेज लाइन से जुड़ा होता है, किन्तु पूरी तरह से तार से अछूता रहता है जिससे 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, तार से इन्सुलेशन इस बात की गारंटी नहीं देता है कि कोई भी धारा तार 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।
उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों पर सुरक्षात्मक उपकरण सामान्यतः एक अवांछित आर्क के गठन को रोकता है, या यह सुनिश्चित करता है कि यह दसियों मिलीसेकंड के अंदर बुझ जाए। उच्च-वोल्टेज परिपथ को बाधित करने वाले विद्युत उपकरण को परिणामी आर्क को सुरक्षित रूप से निर्देशित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिससे यह बिना हानि के नष्ट हो जाए। उच्च वोल्टेज परिपथ ब्रेकर अधिकांश उच्च दबाव वायु के विस्फोट, एक विशेष अचालक गैस (जैसे दबाव में एसएफ 6) या उच्च वोल्टेज परिपथ टूटने पर चाप को बुझाने के लिए खनिज तेल में विसर्जन का उपयोग करते हैं।
एक्स-रे मशीन और लेजर जैसे उपकरणों में वायरिंग केलिए देखभाल की आवश्यकता होती है। दोनों के बीच आर्क बनने की संभावना को कम करने के लिए उच्च वोल्टेज अनुभाग को कम वोल्टेज साइड से शारीरिक रूप से दूर रखा जाता है। कोरोनल के हानि से बचने के लिए, चालकों को यथासंभव छोटा और तेज बिंदुओं से मुक्त रखा जाता है। यदि इन्सुलेट किया जाता है, तो प्लास्टिक कोटिंग वायु के बुलबुले से मुक्त होनी चाहिए जिसके परिणामस्वरूप बुलबुले के अंदर कोरोनल डिस्चार्ज होता है।
स्थिरवैद्युत जनित्र
एक उच्च वोल्टेज आवश्यक रूप से खतरनाक नहीं है यदि यह पर्याप्त धारा प्रदान नहीं कर सकता है। वान डी ग्रैफ जेनरेटर और विम्सहर्स्ट मशीनों जैसी इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनें दस लाख वोल्ट तक वोल्टेज उत्पन्न करने के अतिरिक्त, वे एक संक्षिप्त स्टिंग प्रदान करती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि धारा कम है, उदा. केवल अपेक्षाकृत कुछ इलेक्ट्रॉन ही गति करते हैं। इन उपकरणों में सीमित मात्रा में संग्रहित 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 A सीमा में चरम पर होता है।।[12][13]
डिस्चार्ज में बहुत ही कम समय में अत्यधिक उच्च वोल्टेज सम्मिलित हो सकता है, किन्तु दिल के कंपन का उत्पादन करने के लिए, एक विद्युत विद्युत ऊर्जा आपूर्ति को हृदय की मांसपेशियों में कई मिलीसेकंड तक जारी रहने वाली एक महत्वपूर्ण धारा का उत्पादन करना चाहिए, और कुल ऊर्जा को कम से कम मिलीजूल या उच्चतर की सीमा में जमा करना चाहिए। लगभग पचास वोल्ट से अधिक किसी भी चीज़ पर अपेक्षाकृत उच्च धारा इसलिए चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण और संभावित रूप से घातक हो सकती है।
डिस्चार्ज के समय, ये मशीनें एक सेकंड या उससे कम के केवल दस लाखवें भाग के लिए शरीर पर उच्च वोल्टेज प्रयुक्त करती हैं। तो एक कम धारा बहुत कम समय के लिए प्रयुक्त होती है, और इसमें सम्मिलित इलेक्ट्रॉनों की संख्या बहुत कम होती है।
टेस्ला कॉइल्स
टेस्ला कॉइल सतही रूप से वैन डी ग्रैफ जनित्र के समान दिखने के अतिरिक्त, वे स्थिरवैद्युत मशीन नहीं हैं और लगातार महत्वपूर्ण रेडियो 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, स्थिरवैद्युत मशीनों के विपरीत, जो सामान्यतः आवेश 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।
आर्क फ्लैश खतरा
स्विचगियर लाइन-अप पर उपलब्ध संभावित शॉर्ट-परिपथ धारा के आधार पर, उच्च-तीव्रता वाले इलेक्ट्रिक आर्क की संभावना के कारण रखरखाव और संचालन कर्मियों के लिए एक खतरा प्रस्तुत किया जाता है। एक आर्क का अधिकतम तापमान 10,000 केल्विन से अधिक हो सकता है, और तीव्र ऊष्मा, गर्म वायु का विस्तार, और धातु और इन्सुलेशन सामग्री के विस्फोटक वाष्पीकरण से असुरक्षित श्रमिकों को गंभीर चोट लग सकती है। इस तरह के स्विचगियर लाइन-अप और उच्च-ऊर्जा आर्क स्रोत सामान्यतः विद्युत ऊर्जा उपयोगिता सबस्टेशनों और उत्पादन स्टेशनों, औद्योगिक संयंत्रों और बड़े वाणिज्यिक भवनों में उपस्थित होते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, राष्ट्रीय अग्नि संरक्षण संघ ने आर्क फ्लैश खतरे के मूल्यांकन और गणना के लिए एक दिशानिर्देश मानक एनएफपीए 70ई प्रकाशित किया है, और कार्यस्थल में ऐसे खतरों के संपर्क में आने वाले विद्युत श्रमिकों के लिए आवश्यक सुरक्षात्मक कपड़ों के लिए मानक प्रदान करता है।
विस्फोट का खतरा
यहां तक कि वायु को तोड़ने के लिए अपर्याप्त वोल्टेज भी ज्वलनशील गैसों या वाष्प, या निलंबित धूल वाले वातावरण को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा की आपूर्ति कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन गैस, प्राकृतिक गैस , या वायु के साथ मिश्रित पेट्रोल/गैसोलीन वाष्प को विद्युत उपकरण द्वारा उत्पन्न चिंगारी द्वारा प्रज्वलित किया जा सकता है। खतरनाक क्षेत्रों के साथ औद्योगिक सुविधाओं के उदाहरण पेट्रोकेमिकल रिफाइनरी, रासायनिक संयंत्र , अनाज लिफ्ट और कोयले की खदानें हैं।
ऐसे विस्फोटों को रोकने के लिए किए गए उपायों में सम्मिलित हैं:
- एक विस्फोट को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त संग्रहीत विद्युत ऊर्जा जमा नहीं करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण के उपयोग से आंतरिक सुरक्षा
- बढ़ी हुई सुरक्षा, जो चिंगारी को रोकने के लिए तेल से भरे बाड़ों जैसे उपायों का उपयोग करने वाले उपकरणों पर प्रयुक्त होती है
- विस्फोट-रोधी (लौ-रोधी) बाड़े, जो इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि बाड़े के अंदर एक विस्फोट बच नहीं सकता है और आसपास के विस्फोटक वातावरण (इस पदनाम का अर्थ यह नहीं है कि उपकरण आंतरिक या बाहरी विस्फोट से बच सकता है) को प्रज्वलित नहीं कर सकता है
नवीनतम वर्षों में, यूरोपीय और उत्तरी अमेरिकी अभ्यास के बीच विस्फोट के खतरे से सुरक्षा के मानक अधिक समान हो गए हैं। वर्गीकरण की ज़ोन प्रणाली अब यूएस राष्ट्रीय विद्युत कोड (यूएस) और कनाडाई विद्युत कोड में संशोधित रूप में उपयोग की जाती है। आंतरिक सुरक्षा उपकरण अब उत्तरी अमेरिकी अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए स्वीकृत है।
जहरीली गैसें
आंशिक डिस्चार्ज और कोरोना सहित विद्युत डिस्चार्ज, छोटी मात्रा में जहरीली गैसें पैदा कर सकता है, जो एक सीमित स्थान में स्वास्थ्य के लिए खतरा हो सकता है। इन गैसों में ओजोन जैसे ऑक्सीकारक और नाइट्रोजन के विभिन्न ऑक्साइड सम्मिलित हैं। वे अपनी विशिष्ट गंध या रंग से आसानी से पहचाने जाते हैं, और इस प्रकार संपर्क समय को कम किया जा सकता है। नाइट्रिक ऑक्साइड अदृश्य है किन्तु इसमें एक मीठी गंध होती है। यह कुछ ही मिनटों में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसका रंग सांद्रण के आधार पर पीला या लाल-भूरा होता है और इसमें स्विमिंग पूल जैसी क्लोरीन गैस की गंध आती है। ओजोन अदृश्य है लेकिन इसमें बिजली के तूफान के बाद की वायु जैसी तीखी गंध होती है। यह एक अल्पकालिक प्रजाति है और इसका आधा भाग सामान्य तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर एक दिन के अंदर O2 में टूट जाता है।
विद्युत
विद्युत के कारण होने वाले खतरों में स्पष्ट रूप से व्यक्तियों या संपत्ति पर सीधा हमला सम्मिलित है। चूँकि, विद्युत तार में खतरनाक वोल्टेज ग्रेडिएंट्स के साथ-साथ एक विद्युत चुम्बकीय पल्स भी बना सकती है, और विस्तारित धातु की वस्तुओं जैसे टेलीफ़ोन केबल, बाड़ और पाइपलाइनों को खतरनाक वोल्टेज में आवेशित कर सकती है जिसे हड़ताल की साइट से कई मील दूर ले जाया जा सकता है। चूंकि इनमें से कई वस्तुएं सामान्य रूप से प्रवाहकीय नहीं हैं, बहुत अधिक वोल्टेज ऐसे इंसुलेटर के विद्युत टूटने का कारण बन सकता है, जिससे वे चालक के रूप में कार्य कर सकते हैं। ये हस्तांतरित क्षमताएं लोगों, पशुओं और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए खतरनाक हैं। विद्युत गिरने से आग और विस्फोट भी शुरू हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मौतें, चोटें और संपत्ति की क्षति होती है। उदाहरण के लिए, उत्तरी अमेरिका में हर साल हजारों जंगल में विद्युत गिरने से आग लगती है।
विद्युत को नियंत्रित करने के उपाय खतरे को कम कर सकते हैं; इनमें विद्युत की छड़ें, परिरक्षण तार, और भवनो के विद्युत और संरचनात्मक भागों का एक निरंतर घेरा बनाने के लिए बंधन सम्मिलित हैं।
यह भी देखें
- संधारित्र वोल्टेज ट्रांसफार्मर
- चार्जिंग स्टेशन
- विद्युत अभियन्त्रण
- विद्युत ऊर्जा संचरण ('स्वास्थ्य संबंधी चिंता' अनुभाग सम्मिलित है)
- उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष वर्तमान
- कम वोल्टेज
- परिमाण के आदेश (वोल्टेज)
- टेस्ला कॉइल
- चिंगारी का अंतर
संदर्भ
- ↑ "Electrical installation rules, standards". 2010-08-22. Archived from the original on 2010-08-22. Retrieved 2020-07-18.
- ↑ "ANSI C84.1 - Electric Power Systems and Equipment - Voltage Ratings (60 Hertz) | Engineering360". standards.globalspec.com. Retrieved 2020-07-18.
- ↑ "Electrical safety".
- ↑ One such jurisdiction is Manitoba, where the Electrician's Licence Act, CCSM E50 establishes classes of electrician's licences by voltage.
- ↑ UNECE regulation No 100 (revision 2, 12 August 2013), paragraph 2.17 http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2013/R100r2e.pdf
- ↑ Gönen, T. (2014). Electrical Power Transmission System Engineering: Analysis and Design (3 ed.). CRC Press. p. 3,36. ISBN 9781482232233.
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- ↑ A. H. Howatson, "An Introduction to Gas Discharges", Pergamom Press, Oxford, 1965, page 67
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- ↑ K. Rinnert et al., Measurements of radio frequency signals from lightning in Jupiter's atmosphere, J. Geophys. Res., 103(E10)
- ↑ National Institute for Occupational Safety and Health - Fatality Assessment and Control Evaluation: Cases of high-voltage related casualties Archived 28 April 2014 at the Wayback Machine. Retrieved on 24 November 2008.
- ↑ EDN - Understanding and comparing the differences in ESD testing
- ↑ Beaty, William J. (1998). "Van de Graaff Generators Frequently Asked Questions". amasci.com. Retrieved 29 September 2020.
