इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन (Electrical Insulation)

 इन्सुलेशन के कई प्रकार होते हैं जिनका उपयोग अलग-अलग अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि थर्मल (thermal), इलेक्ट्रिकल (electrical) और ध्वनिक (acoustic). यहाँ कुछ सबसे सामान्य प्रकारों का विवरण दिया गया है:

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​थर्मल इन्सुलेशन (Thermal Insulation)

​यह गर्मी के प्रवाह को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसका उपयोग आमतौर पर इमारतों में किया जाता है।

• ​फाइबरग्लास (Fiberglass): यह सबसे आम प्रकार का इन्सुलेशन है, जो महीन कांच के रेशों से बना होता है। यह अक्सर रोल्स या बैट्स (बैट्स और रोल्स) के रूप में आता है और दीवारों, छत और फर्श में उपयोग किया जाता है।
• ​सेलूलोज़ (Cellulose): यह पुनर्नवीनीकरण (recycled) कागज उत्पादों से बना होता है। इसमें आग और कीड़ों से बचाने के लिए बोरेट मिलाया जाता है। यह अक्सर 'लूज़-फिल' (loose-fill) इन्सुलेशन के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसे दीवारों और अटारी में फूंका जाता है।
• ​मिनरल वूल (Mineral Wool): इसे चट्टान या लावा से बनाया जाता है। यह स्वाभाविक रूप से अग्नि-प्रतिरोधी (fire-resistant) होता है।
• ​फोम (Foam): फोम इन्सुलेशन प्लास्टिक जैसे पॉलीस्टाइनिन, पॉलीयूरेथेन से बना होता है। यह स्प्रे फोम या कठोर फोमबोर्ड (rigid foamboards) के रूप में आता है।
• ​रेडिएंट बैरियर (Radiant Barrier): यह इन्सुलेशन की एक पतली, चमकदार शीट होती है जो ऊष्मा विकिरण को रोकती है।

​इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन (Electrical Insulation)

​यह विद्युत प्रवाह को रोकने के लिए होता है और इसका उपयोग तारों और केबलों में किया जाता है।

• ​पीवीसी (PVC): यह एक सामान्य और लागत प्रभावी (cost-effective) सामग्री है, जो तारों और केबलों को इन्सुलेट करने के लिए उपयोग की जाती है।
• ​रबर (Rubber): इसका उपयोग उच्च लचीलेपन (flexibility) की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।
• ​टेफ्लॉन (Teflon): यह उच्च तापमान और रासायनिक प्रतिरोध (chemical resistance) के लिए उपयोग किया जाता है।

इन्सुलेशन एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग गर्मी, बिजली या ध्वनि के प्रवाह को कम करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कई क्षेत्रों में होता है, जिनमें से कुछ प्रमुख उपयोग नीचे दिए गए हैं:

​1. भवन निर्माण (Building Construction)

​इमारतों में थर्मल इन्सुलेशन सबसे आम उपयोग है। यह दीवारों, छत, फर्श और खिड़कियों में लगाया जाता है ताकि गर्मी का अंदर और बाहर आना-जाना कम हो। इससे घर गर्मियों में ठंडा और सर्दियों में गर्म रहता है। इसके मुख्य लाभ हैं:

• ​ऊर्जा की बचत: एयर कंडीशनर और हीटर का उपयोग कम होता है, जिससे बिजली की खपत कम होती है।
• ​आराम: इनडोर तापमान स्थिर रहता है, जिससे रहने का माहौल आरामदायक बना रहता है।
• ​ध्वनि नियंत्रण: यह बाहरी शोर को कम करने में भी मदद करता है, जिससे घर में शांति रहती है।

​2. विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स (Electrical and Electronics)

​इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन का उपयोग बिजली के उपकरणों में शॉर्ट सर्किट और बिजली के झटके से बचाने के लिए होता है।

• ​तार और केबल: तारों पर प्लास्टिक या रबर जैसी इन्सुलेटिंग परतें लगाई जाती हैं ताकि करंट लीक न हो और उपयोगकर्ता सुरक्षित रहें।
• ​ट्रांसफॉर्मर और मोटर: इन उपकरणों के अंदर के घटकों को इन्सुलेट किया जाता है ताकि वे ठीक से काम कर सकें और ज़्यादा गरम न हों।
• ​सुरक्षा उपकरण: इलेक्ट्रीशियन द्वारा उपयोग किए जाने वाले दस्ताने, उपकरण और मैट भी इन्सुलेटिंग सामग्री से बने होते हैं ताकि वे बिजली के झटके से सुरक्षित रहें।

​3. ऑटोमोटिव उद्योग (Automotive Industry)

​गाड़ियों में भी इन्सुलेशन का महत्वपूर्ण उपयोग होता है।

• ​थर्मल इन्सुलेशन: इंजन के गर्म हिस्सों को केबिन से अलग रखने के लिए इन्सुलेशन लगाया जाता है।
• ​ध्वनिक इन्सुलेशन: यह इंजन और सड़क के शोर को कम करने के लिए डैशबोर्ड, दरवाजों और फर्श में उपयोग होता है, जिससे गाड़ी के अंदर का अनुभव शांत होता है।

​4. औद्योगिक अनुप्रयोग (Industrial Applications)

• ​पाइप और बॉयलर: औद्योगिक पाइपों और बॉयलर को इन्सुलेट किया जाता है ताकि गर्मी का नुकसान कम हो और ऊर्जा की बचत हो। यह पाइपों में तरल पदार्थों को उनके वांछित तापमान पर बनाए रखने में भी मदद करता है।
• ​उच्च तापमान भट्ठी: भट्टियों में गर्मी बनाए रखने और ऊर्जा दक्षता बढ़ाने के लिए दुर्दम्य (refractory) इन्सुलेशन का उपयोग किया जाता है।

विद्युत इन्सुलेशन का उपयोग बिजली के उपकरणों में सुरक्षा और कार्यक्षमता बनाए रखने के लिए किया जाता है। इसका मुख्य कार्य विद्युत धारा के प्रवाह को नियंत्रित करना है ताकि वह केवल निर्धारित मार्ग से ही प्रवाहित हो सके। इससे कई तरह के फायदे होते हैं:

• ​शॉक से सुरक्षा: इन्सुलेटेड तार और उपकरण बिजली के झटके लगने से बचाते हैं, क्योंकि इन्सुलेशन एक अवरोधक (barrier) के रूप में काम करता है।
• ​शॉर्ट सर्किट से बचाव: यह सुनिश्चित करता है कि अलग-अलग तारों या घटकों के बीच कोई अनचाहा संपर्क न हो, जिससे शॉर्ट सर्किट और आग लगने का खतरा कम होता है।
• ​ऊर्जा दक्षता: इन्सुलेशन के कारण बिजली का रिसाव (leakage) नहीं होता है, जिससे ऊर्जा की बर्बादी रुकती है और उपकरण अधिक कुशलता से काम करते हैं।

​मुख्य उपयोग क्षेत्र

​विद्युत इन्सुलेशन का उपयोग कई जगहों पर होता है:

• ​बिजली के तार और केबल: तारों पर प्लास्टिक (जैसे PVC) या रबर की एक बाहरी परत होती है। यह इन्सुलेशन तारों के अंदर प्रवाहित होने वाली बिजली को बाहर नहीं आने देता।
• ​ट्रांसफॉर्मर और मोटर: इन उपकरणों के अंदर के कॉइल और वाइंडिंग को इन्सुलेट किया जाता है ताकि वे शॉर्ट सर्किट न हों और कुशलता से काम कर सकें।
• ​इलेक्ट्रॉनिक घटक: छोटे इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों और घटकों में इन्सुलेटिंग सामग्री का उपयोग किया जाता है ताकि वे एक-दूसरे से अलग रहें।
• ​उच्च-वोल्टेज लाइनें: बिजली के खंभों पर लगे चीनी मिट्टी (porcelain) या कांच के इंसुलेटर, तारों को खंभे से अलग रखते हैं ताकि करंट जमीन में न जाए।
• ​सुरक्षा उपकरण: इलेक्ट्रीशियन द्वारा उपयोग किए जाने वाले दस्ताने, मैट और अन्य उपकरण भी विशेष रूप से इन्सुलेटिंग सामग्री से बने होते हैं ताकि वे बिजली के झटके से सुरक्षित रहें।

इंसुलेशन (insulation) का मुख्य काम किसी भी चीज को गर्मी, ठंडक या बिजली के प्रवाह से बचाना है. यह एक ऐसा मटेरियल होता है जो ऊर्जा (energy) को एक जगह से दूसरी जगह जाने से रोकता है.

​इसके कुछ खास काम इस प्रकार हैं:

• ​गर्मी और ठंडक से सुरक्षा: यह घरों, इमारतों और पाइपों में इस्तेमाल होता है ताकि गर्मियों में घर ठंडा रहे और सर्दियों में गर्म. यह हीटिंग और एयर कंडीशनिंग का खर्च कम करता है.
• ​बिजली के झटके से बचाव: बिजली के तारों पर प्लास्टिक या रबर की कोटिंग होती है, जो एक तरह का इंसुलेशन है. यह हमें बिजली के झटके लगने से बचाता है.
• ​आवाज से बचाव: कुछ खास तरह के इंसुलेशन मटेरियल, जैसे फोम और फाइबरग्लास, आवाज को भी कम करते हैं, जिससे घर या कमरा शांत रहता है.

​संक्षेप में, 

इंसुलेशन का काम है ऊर्जा के प्रवाह को धीमा करना या पूरी तरह से रोकना ताकि चीजों को सुरक्षित और आरामदायक रखा जा सके.

इंसुलेशन से बनने वाले कई तरह के इलेक्ट्रिकल सेफ्टी इक्विपमेंट होते हैं, जो बिजली के झटके और अन्य खतरों से बचाने में मदद करते हैं। इन उपकरणों में इस्तेमाल होने वाले मुख्य इंसुलेशन सामग्री में रबर, प्लास्टिक (जैसे PVC), फाइबरग्लास, और सिरेमिक शामिल हैं।

​यहां कुछ प्रमुख उपकरण दिए गए हैं जो इंसुलेशन से बने होते हैं:

​1. इंसुलेटेड ग्लव्स (Insulated Gloves):

• ​सामग्री: प्राकृतिक या सिंथेटिक रबर।
• ​उपयोग: ये ग्लव्स बिजली के काम के दौरान हाथों को सीधे करंट के संपर्क में आने से बचाते हैं। इन्हें वोल्टेज के आधार पर अलग-अलग क्लास (जैसे, क्लास 00, 0, 1, 2, 3, 4) में वर्गीकृत किया जाता है।

​2. इंसुलेटेड मैट (Insulated Mats):

• ​सामग्री: रबर।

• ​उपयोग: इन्हें स्विचबोर्ड, ट्रांसफॉर्मर, और अन्य हाई-वोल्टेज वाले उपकरणों के सामने फर्श पर बिछाया जाता है। ये बिजली के झटके से बचाने के लिए एक अतिरिक्त सुरक्षा परत प्रदान करते हैं।

​3. इंसुलेटेड टूल्स (Insulated Tools):

• ​सामग्री: धातु के ऊपर प्लास्टिक या रबर की मोटी परत।
• ​उपयोग: प्लायर्स, स्क्रूड्राइवर, और रिंच जैसे औजारों पर इंसुलेशन की परत चढ़ाई जाती है, ताकि बिजली के सर्किट पर काम करते समय ऑपरेटर को करंट न लगे। इन पर 1,000 वोल्ट तक के लिए रेट किया गया होता है।

​4. इंसुलेटेड बूट्स (Insulated Boots):

• ​सामग्री: विशेष गैर-प्रवाहकीय (non-conductive) रबर या प्लास्टिक।

• ​उपयोग: इन जूतों के सोल (तले) गैर-प्रवाहकीय होते हैं, जो जमीन के साथ संपर्क के दौरान बिजली के झटके से बचाते हैं।

​5. रेस्क्यू हुक/स्टिक (Rescue Hook/Stick):

• ​सामग्री: फाइबरग्लास (FRP - Fiber Reinforced Plastic)।

• ​उपयोग: यह एक लंबी, इंसुलेटेड छड़ी होती है जिसका उपयोग बिजली के झटके से पीड़ित व्यक्ति को सुरक्षित दूरी से हटाने के लिए किया जाता है। इसका हुक धातु का होता है, लेकिन छड़ी पूरी तरह से इंसुलेटेड होती है।

​6. हेलमेट (Hard Hats):

• ​सामग्री: कठोर प्लास्टिक (जैसे पॉलीइथाइलीन)।
• ​उपयोग: ये हेलमेट सिर को गिरने वाली वस्तुओं और बिजली के झटके से बचाते हैं। कुछ हेलमेट विशेष रूप से इलेक्ट्रिकल खतरों के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।

​7. आर्क फ्लैश सूट (Arc Flash Suit):

• ​सामग्री: आग प्रतिरोधी (flame-resistant) सिंथेटिक फाइबर।
• ​उपयोग: यह एक पूर्ण शरीर सुरक्षा सूट है जो इलेक्ट्रिकल आर्क फ्लैश से उत्पन्न होने वाली तीव्र गर्मी और आग से बचाता है।

​इंसुलेशन सामग्री के गुण:

• ​उच्च विद्युत प्रतिरोध (High Electrical Resistance): ये सामग्री इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को रोकती हैं, जिससे बिजली का करंट पास नहीं हो पाता।

• ​डाईइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ (Dielectric Strength): यह सामग्री की वह क्षमता है जिससे वह बिना टूटे (यानी प्रवाहकीय बने) हाई वोल्टेज का सामना कर सकती है।

• ​स्थायित्व (Durability): सुरक्षा उपकरणों को मजबूत और टिकाऊ होना चाहिए ताकि वे कठोर परिस्थितियों में भी प्रभावी रहें।

इंसुलेशन से कई तरह के फायदे होते हैं, जिनमें से सबसे बड़ा फायदा आर्थिक होता है। यहाँ कुछ प्रमुख फायदों के बारे में बताया गया है:

​1. ऊर्जा लागत में बचत:

• ​इंसुलेशन आपके घर या बिल्डिंग को गर्मी में ठंडा और सर्दी में गर्म रखता है।
• ​यह गर्मी को बाहर निकलने से रोकता है और अंदर आने से भी रोकता है।
• ​इससे आपको हीटिंग और कूलिंग सिस्टम (जैसे AC और हीटर) का इस्तेमाल कम करना पड़ता है।
• ​इसका सीधा असर आपके बिजली और गैस के बिल पर पड़ता है, जो काफी हद तक कम हो जाते हैं। कुछ रिसर्च के अनुसार, सही इंसुलेशन से ऊर्जा लागत में 10% से 50% तक की बचत हो सकती है।

​2. निवेश पर अच्छा रिटर्न (Return on Investment - ROI):

• ​इंसुलेशन लगवाने में शुरू में कुछ खर्च आता है, लेकिन ऊर्जा लागत में होने वाली बचत से यह खर्च 2 से 7 साल में निकल जाता है।
• ​एक बार खर्च निकल जाने के बाद, हर साल होने वाली बचत आपका सीधा मुनाफा बन जाती है।
• ​यह एक तरह का लॉन्ग-टर्म निवेश है जो लगातार मुनाफा देता है।

​3. संपत्ति का मूल्य बढ़ना:

• ​एक अच्छी तरह से इंसुलेटेड घर या बिल्डिंग की मार्केट वैल्यू बढ़ जाती है।
• ​खरीदार ऐसे घरों को पसंद करते हैं जहाँ ऊर्जा लागत कम हो और रहने में ज्यादा आराम हो।
• ​इंसुलेशन आपके घर को "ऊर्जा-कुशल" (energy-efficient) बनाता है, जो बेचने के समय एक बड़ा प्लस पॉइंट होता है।

​4. हीटिंग और कूलिंग सिस्टम का जीवनकाल बढ़ना:

• ​जब हीटिंग और कूलिंग सिस्टम को कम काम करना पड़ता है, तो उन पर कम दबाव पड़ता है।
• ​इससे इन सिस्टम्स की लाइफ बढ़ जाती है और उनके रखरखाव (maintenance) पर होने वाला खर्च भी कम हो जाता है।

​5. अन्य फायदे:

• ​आरामदायक वातावरण: इंसुलेशन से घर के अंदर का तापमान साल भर स्थिर और आरामदायक रहता है।
• ​शोर में कमी: इंसुलेशन बाहरी शोर को अंदर आने से रोकता है, जिससे घर में शांति रहती है।
• ​नमी और फफूंदी से बचाव: इंसुलेशन दीवारों में नमी (condensation) को बनने से रोकता है, जिससे फफूंदी (mould) लगने का खतरा कम हो जाता है और घर स्वस्थ रहता है।

​संक्षेप में, 

इंसुलेशन एक स्मार्ट और फायदेमंद निवेश है जो न केवल आपकी जेब पर बोझ कम करता है, बल्कि आपके रहने की जगह को भी बेहतर बनाता है और आपकी संपत्ति की वैल्यू को बढ़ाता है।

इंसुलेशन के कई फायदे हैं, लेकिन इसके कुछ संभावित नुकसान भी हो सकते हैं, जिन पर ध्यान देना ज़रूरी है। ये नुकसान अक्सर गलत तरीके से इंसुलेशन लगाने, खराब क्वालिटी का मटेरियल इस्तेमाल करने, या कुछ विशेष परिस्थितियों में सामने आते हैं।

​यहाँ इंसुलेशन के कुछ संभावित नुकसान दिए गए हैं:

​1. गलत इंस्टॉलेशन से समस्याएं

• ​नमी और फफूंदी (Moisture and Mold): अगर इंसुलेशन ठीक से न लगाया जाए, तो यह नमी को फंसा सकता है। नमी दीवारों के अंदर जमा हो सकती है, जिससे फफूंदी (mold) और दीमक जैसी समस्याएं पैदा हो सकती हैं, जो सेहत के लिए हानिकारक हैं और संरचना को नुकसान पहुंचा सकती हैं।
• ​हवा का प्रवाह रुकना (Poor Ventilation): बहुत ज़्यादा एयरटाइट (airtight) इंसुलेशन घर के अंदर हवा के प्रवाह को कम कर सकता है। इससे ताज़ी हवा का आना-जाना रुक जाता है, जिससे घर के अंदर प्रदूषक (pollutants) और कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर बढ़ सकता है।

​2. लागत और निवेश

• ​शुरुआती लागत (Initial Cost): इंसुलेशन लगवाने में शुरुआती लागत ज़्यादा हो सकती है, खासकर अगर आप अच्छी क्वालिटी का मटेरियल और पेशेवर इंस्टॉलेशन चुनते हैं।
• ​गलत निवेश (Bad Investment): अगर आप ग़लत तरह का इंसुलेशन चुनते हैं या इसे ऐसे जगह लगाते हैं जहाँ इसकी ज़्यादा ज़रूरत नहीं है, तो आपका निवेश बर्बाद हो सकता है।

​3. सुरक्षा संबंधी जोखिम

• ​आग का खतरा (Fire Hazard): कुछ पुराने या कम क्वालिटी वाले इंसुलेशन मटेरियल ज्वलनशील (flammable) हो सकते हैं। हालांकि, आजकल के ज़्यादातर इंसुलेशन मटेरियल आग प्रतिरोधी (fire-resistant) होते हैं, लेकिन इसकी क्वालिटी की जांच करना ज़रूरी है।
• ​स्वास्थ्य संबंधी जोखिम (Health Risks): कुछ प्रकार के इंसुलेशन (जैसे कि पुराने ग्लास वूल या एस्बेस्टस) में छोटे-छोटे कण होते हैं जो सांस लेने पर फेफड़ों को नुकसान पहुंचा सकते हैं। इंस्टॉलेशन के दौरान और बाद में भी, अगर यह ठीक से सील न हो, तो यह कण हवा में मिल सकते हैं।

​4. चूहे और कीड़े

• ​चूहे और कीड़े का घर (Pest Infestation): कुछ प्रकार के इंसुलेशन मटेरियल, जैसे कि ढीले भरे हुए (loose-fill) या कुछ फोम, चूहों, गिलहरियों और कीड़ों के लिए एक आरामदायक घर बन सकते हैं। वे इसमें घोंसला बना सकते हैं, तारें काट सकते हैं, और इंसुलेशन को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

​इन संभावित नुकसानों से बचने के लिए, यह ज़रूरी है कि आप किसी पेशेवर और अनुभवी व्यक्ति से ही इंसुलेशन लगवाएं। सही मटेरियल का चुनाव करें और यह सुनिश्चित करें कि आपका घर सही तरीके से हवादार (well-ventilated) है।

इंसुलेशन कई तरह के पदार्थों से बनता है, इसलिए इसे बनाने का तरीका भी अलग-अलग होता है। यहाँ कुछ सबसे आम तरह के इंसुलेशन और उन्हें बनाने की प्रक्रिया के बारे में बताया गया है:

​1. फाइबरग्लास इंसुलेशन (Fiberglass Insulation)

​यह सबसे ज़्यादा इस्तेमाल होने वाला इंसुलेशन है और इसे कांच से बनाया जाता है।

• ​कच्चा माल: इसे बनाने के लिए मुख्य रूप से रेत, चूना पत्थर, सोडा ऐश और रीसाइकल किए हुए कांच (लगभग 40% से 60%) का इस्तेमाल होता है।
• ​प्रक्रिया:
  • ​सबसे पहले, इन सभी कच्चे मालों को एक भट्टी (furnace) में 2,500°F (1,371°C) तक गर्म किया जाता है, जिससे वे पिघलकर तरल कांच बन जाते हैं।
  • ​इस तरल कांच को एक तेजी से घूमते हुए मशीन (spinner) से गुज़ारा जाता है, जो इसे बहुत महीन रेशों (fibers) में बदल देती है। यह प्रक्रिया बिल्कुल रुई कैंडी (cotton candy) बनाने जैसी होती है।
  • ​फिर, इन रेशों को एक साथ जोड़ने के लिए एक बाइंडर (binder) मिलाया जाता है और उन्हें एक चटाई जैसी परत (mat-like structure) में जमा किया जाता है।
  • ​आखिर में, इस परत को सुखाकर और ठंडा करके रोल, शीट या बैट्स (batts) के रूप में काटा जाता है।

​2. मिनरल वूल इंसुलेशन (Mineral Wool Insulation)

​इसमें दो मुख्य प्रकार होते हैं: रॉक वूल (Rock Wool) और स्लैग वूल (Slag Wool)।

• ​कच्चा माल:
  • ​रॉक वूल: इसे बनाने के लिए मुख्य रूप से बेसाल्ट (basalt) जैसे चट्टानों का इस्तेमाल होता है।
  • ​स्लैग वूल: यह स्टील प्लांट के कचरे (slag) से बनाया जाता है।
• ​प्रक्रिया:
  • ​इन पत्थरों या कचरे को बहुत ऊँचे तापमान (लगभग 2,900°F या 1,600°C) पर पिघलाया जाता है।
  • ​पिघले हुए पदार्थ को एक तेजी से घूमने वाले व्हील पर गिराया जाता है, जिससे वे महीन रेशों में बदल जाते हैं।
  • ​इन रेशों को एक साथ चिपकाने के लिए एक बाइंडर मिलाया जाता है और फिर उन्हें कंप्रेस करके रोल या बोर्ड के रूप में बनाया जाता है।

​3. सेलूलोज़ इंसुलेशन (Cellulose Insulation)

​यह पर्यावरण के अनुकूल माना जाता है क्योंकि इसे रीसाइकल किए गए पदार्थों से बनाया जाता है।

• ​कच्चा माल: इसे मुख्य रूप से रीसाइकल किए गए अख़बारों और कागज़ के उत्पादों से बनाया जाता है। इसमें लगभग 82% से 85% तक रीसाइकल सामग्री होती है।
• ​प्रक्रिया:
  • ​रीसाइकल किए गए कागज़ को छोटे-छोटे टुकड़ों में काट कर एक फाइबरराइज़िंग मशीन (fiberizing machine) में डाला जाता है।
  • ​यह मशीन कागज़ को छोटे, मुलायम रेशों में बदल देती है।
  • ​फाइबर को आग प्रतिरोधी (fire-retardant) बनाने के लिए बोरिक एसिड जैसे रसायन मिलाए जाते हैं।
  • ​तैयार किए गए सेलूलोज़ को बोरों में पैक किया जाता है, जिसे फिर बिल्डिंग की दीवारों या अटारी (attic) में ब्लोअर मशीन (blower machine) से भरा जाता है।

​4. फोम इंसुलेशन (Foam Insulation)

​फोम इंसुलेशन अलग-अलग तरह के प्लास्टिक से बनता है।

• ​कच्चा माल: इसे मुख्य रूप से पॉलीस्टाइनिन (polystyrene) या पॉलीयूरेथेन (polyurethane) जैसे प्लास्टिक पॉलीमर से बनाया जाता है।
• ​प्रक्रिया:
  • ​पॉलीमर को पिघलाया जाता है और उसमें कुछ केमिकल मिलाए जाते हैं।
  • ​इस मिश्रण को एक सांचे (mold) में डाला जाता है जहाँ यह फूलकर फोम का रूप ले लेता है।
  • ​फोम को सख्त होने के बाद, इसे बोर्ड या शीट के रूप में काट दिया जाता है। कुछ फोम को तरल रूप में स्प्रे भी किया जाता है, जो हवा के संपर्क में आने पर फूलकर सख्त हो जाता है।

​इन सभी प्रक्रियाओं का मुख्य लक्ष्य होता है, सामग्री के अंदर हवा की छोटी-छोटी जेबें (air pockets) बनाना। यही हवा की जेबें गर्मी के प्रवाह को रोकती हैं और इंसुलेशन को प्रभावी बनाती हैं।

इन्सुलेशन वर्ग, विद्युत उपकरणों (जैसे मोटर, ट्रांसफॉर्मर) में उपयोग होने वाली इन्सुलेशन सामग्री के अधिकतम तापमान सहन करने की क्षमता को दर्शाता है। यह एक महत्वपूर्ण रेटिंग है जो बताती है कि एक उपकरण किस तापमान सीमा में सुरक्षित रूप से काम कर सकता है। इन्सुलेशन का वर्गीकरण आमतौर पर अक्षरों (जैसे A, B, F, H, C) से किया जाता है, और प्रत्येक अक्षर एक विशिष्ट तापमान रेटिंग से मेल खाता है।

​इन्सुलेशन वर्ग और उनकी तापमान रेटिंग

​इन्सुलेशन के मुख्य वर्ग और उनके संबंधित तापमान रेटिंग (अधिकतम स्वीकार्य तापमान) नीचे दिए गए हैं:

• ​वर्ग Y: यह वर्ग 90°C तक के तापमान को सहन कर सकता है। इसमें आमतौर पर कपास, रेशम, कागज और सेल्युलोज जैसी सामग्री का उपयोग किया जाता है।
• ​वर्ग A: इस वर्ग की सामग्री 105°C तक के तापमान को झेल सकती है। इसमें प्राकृतिक रेजिन और सेल्यूलोज एस्टर के साथ वर्ग Y की सामग्री को गर्भवती किया जाता है।
• ​वर्ग E: यह 120°C तक के तापमान को सहन कर सकता है। इसमें सिंथेटिक रेजिन, इनेमल और लैमिनेटेड सामग्री का उपयोग होता है।
• ​वर्ग B: यह 130°C तक के तापमान के लिए उपयुक्त है। इसमें माइका (अभ्रक), कांच और एस्बेस्टस जैसी अकार्बनिक सामग्री का उपयोग किया जाता है।
• ​वर्ग F: इस वर्ग की इन्सुलेशन सामग्री 155°C तक के तापमान को सहन कर सकती है। इसमें उच्च तापीय स्थिरता के साथ वर्ग B की सामग्री का उपयोग किया जाता है।
• ​वर्ग H: यह वर्ग 180°C तक के तापमान को झेलने में सक्षम है। इसमें सिलिकॉन रेजिन के साथ कांच, फाइबर और माइका जैसी सामग्री शामिल होती है।
• ​वर्ग C: यह सभी इन्सुलेशन वर्गों में उच्चतम है, और यह 180°C से ऊपर के तापमान को सहन कर सकता है। इसमें बिना किसी कार्बनिक पदार्थ के सिरेमिक, क्वार्ट्ज और माइका जैसी सामग्री का उपयोग किया जाता है।

​इन्सुलेशन विफलता के कारण

​इन्सुलेशन के खराब होने से उपकरण की कार्यक्षमता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है और यह अंततः विफलता का कारण बन सकता है। इसके कुछ सामान्य कारण हैं:

• ​अत्यधिक गर्मी (Overheating): यह इन्सुलेशन विफलता का सबसे आम कारण है। जब उपकरण अपनी निर्धारित तापमान सीमा से अधिक गरम होता है, तो इन्सुलेशन सामग्री में रासायनिक परिवर्तन होते हैं, जिससे वह कमजोर हो जाती है और अंततः करंट को रोक नहीं पाती है।
• ​नमी और संदूषण: नमी और धूल जैसे बाहरी तत्व इन्सुलेशन में प्रवेश कर सकते हैं, जिससे इसकी ढांकता हुआ शक्ति (dielectric strength) कम हो जाती है और शॉर्ट सर्किट का खतरा बढ़ जाता है।
• ​अत्यधिक विद्युत धारा (Excessive Current): जब उपकरण में बहुत अधिक करंट प्रवाहित होता है, तो यह अत्यधिक गर्मी उत्पन्न करता है, जिससे इन्सुलेशन को नुकसान होता है।

विद्युत इंजीनियरिंग में, इन्सुलेशन (जिसे डाइइलेक्ट्रिक भी कहते हैं) एक ऐसा पदार्थ है जो विद्युत धारा के प्रवाह को रोकता है। इसका मुख्य उद्देश्य करंट को अनचाही जगहों पर जाने से रोकना है।

​इन्सुलेशन के कार्य

​इन्सुलेशन के मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं:

• ​सुरक्षा: यह विद्युत तारों, केबलों और उपकरणों को छूने से होने वाले बिजली के झटके (electric shock) और आग से बचाता है।
• ​धारा नियंत्रण: यह सुनिश्चित करता है कि विद्युत धारा केवल सही चालक (conductor) से ही प्रवाहित हो। उदाहरण के लिए, यह एक मोटर के वाइंडिंग (winding) में शॉर्ट सर्किट होने से बचाता है।
• ​ऊष्मा प्रतिरोध: इन्सुलेशन सामग्री को इस तरह से बनाया जाता है कि वह उपकरण द्वारा उत्पन्न होने वाली गर्मी को सह सके। विभिन्न इन्सुलेशन वर्ग (जैसे A, B, F, H) अलग-अलग तापमान सहन कर सकते हैं।
• ​यांत्रिक सहारा: कुछ इन्सुलेटर, जैसे कि ट्रांसमिशन लाइनों पर लगे सिरेमिक इंसुलेटर, तारों को सहारा देते हैं और उन्हें खंभों या टावरों से अलग रखते हैं।

​इन्सुलेशन सामग्री के प्रकार

​इन्सुलेशन सामग्री को उनके रासायनिक गुणों के आधार पर तीन मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• ​ठोस इन्सुलेशन: ये सबसे आम प्रकार के इन्सुलेशन हैं। इनमें प्लास्टिक, रबर, सिरेमिक, कांच, माइका (अभ्रक), पॉलिएस्टर, और इन्सुलेटिंग पेपर शामिल हैं। इनका उपयोग तारों और केबलों पर कोटिंग, मोटर वाइंडिंग, ट्रांसफार्मर, और उच्च-वोल्टेज लाइनों के इंसुलेटर बनाने में होता है।
• ​तरल इन्सुलेशन: ये मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर तेल और कुछ विशेष प्रकार के सिंथेटिक तेल होते हैं। ये न केवल इन्सुलेटर के रूप में कार्य करते हैं, बल्कि ट्रांसफार्मर को ठंडा करने में भी मदद करते हैं।
• ​गैसीय इन्सुलेशन: सबसे आम गैसीय इन्सुलेटर वायु है। उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में, सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) गैस का उपयोग किया जाता है क्योंकि इसका इन्सुलेशन गुण हवा से बेहतर होता है।

विद्युत प्रणालियों पर इन्सुलेशन के मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं:

​1. सुरक्षा (Safety)

​इन्सुलेशन का सबसे महत्वपूर्ण कार्य विद्युत प्रणालियों को बिजली के झटके से सुरक्षित रखना है। यह सुनिश्चित करता है कि विद्युत धारा केवल चालक (conductor) से ही प्रवाहित हो, जिससे मनुष्यों और जानवरों को गलती से छूने पर झटका लगने से बचाया जा सके। यह विद्युत उपकरणों में शॉर्ट सर्किट और आग के जोखिम को भी कम करता है।

​2. विद्युत प्रवाह को सीमित करना (Current Containment)

​इन्सुलेशन का उपयोग विद्युत धारा को एक विशिष्ट मार्ग में रखने के लिए किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि विभिन्न चालक या वाइंडिंग (जैसे मोटर में) एक-दूसरे के संपर्क में न आएं, जिससे शॉर्ट सर्किट और उपकरण की क्षति को रोका जा सके। उदाहरण के लिए, केबलों पर प्लास्टिक कोटिंग और ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग के बीच इन्सुलेटिंग पेपर का उपयोग इसी उद्देश्य के लिए किया जाता है।

​3. यांत्रिक सहारा और स्थिरता (Mechanical Support and Stability)

​कुछ मामलों में, इन्सुलेशन सामग्री चालक को यांत्रिक सहायता प्रदान करती है। ट्रांसमिशन लाइनों पर लगे सिरेमिक और कांच के इन्सुलेटर तारों को टावरों से अलग रखते हैं और उन्हें हवा या अन्य यांत्रिक तनाव से टूटने से बचाते हैं। 

सामग्री के प्रकार के आधार पर, इन्सुलेशन को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: ठोस, तरल और गैसीय। प्रत्येक प्रकार की इन्सुलेशन सामग्री के अपने विशिष्ट गुण होते हैं और इसका उपयोग विद्युत प्रणालियों के विभिन्न हिस्सों में किया जाता है।

​1. ठोस इन्सुलेशन

​ठोस इन्सुलेशन सबसे आम प्रकार है और इसका उपयोग व्यापक रूप से किया जाता है। ये सामग्री उच्च यांत्रिक शक्ति प्रदान करती हैं और विद्युत धारा के प्रवाह को प्रभावी ढंग से रोकती हैं।

वोल्टेज के स्तर के आधार पर इन्सुलेशन को मुख्य रूप से चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

​1. लो-टेंशन (L.T.) केबल

• ​ये केबल 1 kV तक के वोल्टेज स्तर के लिए उपयोग की जाती हैं।
• ​इनका इस्तेमाल आमतौर पर घरेलू और छोटे व्यावसायिक अनुप्रयोगों में होता है, जैसे घरेलू वायरिंग।

​2. हाई-टेंशन (H.T.) केबल

• ​ये केबल 1 kV से 11 kV तक के वोल्टेज के लिए उपयुक्त होती हैं।
• ​इनका उपयोग मध्यम आकार के वितरण नेटवर्क और छोटे औद्योगिक क्षेत्रों में होता है।

​3. सुपर-टेंशन (S.T.) केबल

• ​ये केबल 11 kV से 33 kV तक के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन की जाती हैं।
• ​ये शहरी वितरण प्रणालियों और उप-ट्रांसमिशन लाइनों के लिए उपयोग की जाती हैं।

​4. एक्स्ट्रा हाई-टेंशन (E.H.T.) केबल

• ​इन केबलों का उपयोग 33 kV से 66 kV या उससे अधिक के वोल्टेज के लिए होता है।
• ​इनका उपयोग बड़े ट्रांसमिशन लाइनों और बड़े पैमाने पर बिजली वितरण के लिए किया जाता है।

विद्युत इन्सुलेशन और थर्मल इन्सुलेशन दोनों ही ऊर्जा के प्रवाह को रोकने का काम करते हैं, लेकिन उनके लक्ष्य और कार्यप्रणाली में एक बड़ा अंतर है। 

​विद्युत इन्सुलेशन

• ​उद्देश्य: इसका मुख्य उद्देश्य विद्युत धारा के प्रवाह को रोकना है। यह सुनिश्चित करता है कि बिजली केवल निर्दिष्ट मार्ग (जैसे तार के अंदर) से ही प्रवाहित हो।
• ​सामग्री: इसमें ऐसी सामग्री का उपयोग होता है जो बिजली की खराब चालक होती है (high electrical resistance), जैसे रबर, प्लास्टिक, सिरेमिक और कांच।
• ​कार्य: यह हमें बिजली के झटकों से बचाता है और शॉर्ट सर्किट को रोकता है, जिससे विद्युत उपकरण और प्रणालियों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
• ​उदाहरण: बिजली के तार के ऊपर लगी प्लास्टिक या रबर की परत, ट्रांसफॉर्मर में उपयोग होने वाले सिरेमिक बुशिंग।

​थर्मल इन्सुलेशन

• ​उद्देश्य: इसका मुख्य उद्देश्य ऊष्मा (गर्मी) के प्रवाह को रोकना है। यह गर्म या ठंडी वस्तुओं को उनके तापमान को बनाए रखने में मदद करता है।
• ​सामग्री: इसमें ऐसी सामग्री का उपयोग होता है जो ऊष्मा की खराब चालक होती है (low thermal conductivity), जैसे फाइबरग्लास, ऊन, थर्माकोल और हवा।
• ​कार्य: यह ऊर्जा की बचत करता है, जैसे इमारतों को सर्दियों में गर्म और गर्मियों में ठंडा रखने में मदद करता है। यह उपकरणों को अत्यधिक गर्म होने से भी बचाता है।
• ​उदाहरण: घरों की दीवारों में उपयोग होने वाली फाइबरग्लास शीट, एक थर्मस बोतल की दोहरी दीवारें, सर्दियों में पहने जाने वाले गर्म कपड़े।

​संक्षेप में, 

विद्युत इन्सुलेशन बिजली को रोकता है, जबकि थर्मल इन्सुलेशन गर्मी को रोकता है।

​

मशीनों में उपयोग किए जाने वाले विद्युत इन्सुलेशन को उनके उपयोग और तापमान प्रतिरोध के आधार पर कई श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है। कुछ प्रमुख प्रकार इस प्रकार हैं:

​पदार्थ के आधार पर

• ​प्लास्टिक/पॉलिमर: इनमें पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC), पॉलीइथाइलीन (PE) और पॉलीइमाइड जैसे पदार्थ शामिल हैं। ये तार और केबल की बाहरी परत के रूप में बहुत आम हैं। पॉलीइमाइड, जिसे Kapton के नाम से भी जाना जाता है, उच्च तापमान और कठोर वातावरण में उपयोग होता है।
• ​रबर: प्राकृतिक और सिंथेटिक रबर, जैसे सिलिकॉन रबर, अपनी लचीलेपन और उच्च तापमान प्रतिरोध के लिए जाने जाते हैं। ये विमानन और मोटर वाहन जैसे उद्योगों में उपयोग होते हैं।
• ​सेरेमिक और ग्लास: ये उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों, जैसे ट्रांसमिशन लाइनों के इंसुलेटर, में उपयोग होते हैं। ये बहुत मजबूत होते हैं और नमी और प्रदूषण का प्रतिरोध करते हैं।
• ​पेपर और फाइबरग्लास: इन्सुलेशन पेपर का उपयोग ट्रांसफॉर्मर और मोटर वाइंडिंग में होता है। फाइबरग्लास का उपयोग यांत्रिक शक्ति और विद्युत इन्सुलेशन दोनों प्रदान करने के लिए किया जाता है।
• ​माइका (अभ्रक): माइका एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है जो बहुत उच्च तापमान का सामना कर सकता है। इसका उपयोग अक्सर जनरेटर और मोटर्स में किया जाता है, खासकर जहां तापमान बहुत अधिक हो।

​इन्सुलेशन क्लास के आधार पर (IEC 60085)

​मशीनों में इन्सुलेशन को उनके अधिकतम अनुमेय तापमान के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है ताकि उनके जीवनकाल को सुनिश्चित किया जा सके। 

• ​क्लास Y: अधिकतम 90^\circC तापमान। इसमें कपास, रेशम, और बिना उपचारित कागज जैसे पदार्थ शामिल हैं।
• ​क्लास A: अधिकतम 105^\circC तापमान। इसमें तेल या वार्निश से उपचारित कागज, कपास, और रेशम शामिल हैं।
• ​क्लास E: अधिकतम 120^\circC तापमान। इसमें सिंथेटिक रेजिन और एनामेल तार शामिल हैं।
• ​क्लास B: अधिकतम 130^\circC तापमान। इसमें माइका, फाइबरग्लास, और एस्बेस्टस जैसे अकार्बनिक पदार्थ शामिल हैं।
• ​क्लास F: अधिकतम 155^\circC तापमान। इसमें भी माइका और फाइबरग्लास जैसे पदार्थ शामिल हैं, लेकिन बेहतर बॉन्डिंग सामग्री के साथ।
• ​क्लास H: अधिकतम 180^\circC तापमान। इसमें सिलिकॉन इलास्टोमर और सिलिकॉन रेजिन से बंधे हुए माइका और फाइबरग्लास शामिल हैं।
• ​क्लास C: अधिकतम 180^\circC से अधिक तापमान। इसमें सिरेमिक, क्वार्ट्ज, और पोर्सिलेन जैसे पदार्थ शामिल हैं।

​

विद्युत उपकरणों में इन्सुलेशन कई महत्वपूर्ण कारणों से आवश्यक है। इसका मुख्य कार्य विद्युत धारा के अनियंत्रित प्रवाह को रोकना और सुरक्षा सुनिश्चित करना है।

​1. सुरक्षा (Safety)

​इन्सुलेशन लोगों को बिजली के झटकों से बचाता है। जब कोई व्यक्ति किसी उपकरण या तार को छूता है, तो इन्सुलेशन की परत विद्युत धारा को शरीर में प्रवाहित होने से रोकती है, जिससे गंभीर चोट या मृत्यु का खतरा टल जाता है।

​2. शॉर्ट सर्किट से बचाव (Prevention of Short Circuits)

​इन्सुलेशन यह सुनिश्चित करता है कि विद्युत धारा केवल सही मार्ग (जैसे तार के अंदर) से ही प्रवाहित हो। यह दो या अधिक चालकों के बीच सीधे संपर्क को रोकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट नहीं होता। शॉर्ट सर्किट से उपकरण को नुकसान हो सकता है और आग लगने का खतरा भी बढ़ जाता है।

​3. उपकरणों का सही संचालन (Proper Functioning of Equipment)

​इन्सुलेशन विद्युत घटकों को एक दूसरे से अलग रखता है। उदाहरण के लिए, एक मोटर या ट्रांसफॉर्मर की वाइंडिंग में, प्रत्येक तार को इन्सुलेट किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि धारा सही दिशा में प्रवाहित हो और उपकरण अपनी दक्षता के साथ काम करे।

​4. ऊर्जा की बचत और दक्षता (Energy Saving and Efficiency)

​एक अच्छी तरह से इन्सुलेटेड प्रणाली में, विद्युत ऊर्जा का नुकसान कम होता है, जिससे उपकरण अधिक कुशल होते हैं। यदि इन्सुलेशन खराब हो, तो धारा का रिसाव (leakage) हो सकता है, जिससे ऊर्जा बर्बाद होती है और उपकरण की कार्यक्षमता घटती है।

​संक्षेप में, 

इन्सुलेशन सिर्फ एक अतिरिक्त परत नहीं है, बल्कि यह विद्युत उपकरणों की सुरक्षा, विश्वसनीयता और दक्षता के लिए एक मूलभूत आवश्यकता है।

इन्सुलेट सामग्री को उनकी रासायनिक संरचना और भौतिक अवस्था के आधार पर कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है।

​रासायनिक वर्गीकरण

​1. अकार्बनिक सामग्री (Inorganic Materials)

​ये ऐसी सामग्री हैं जो कार्बनिक यौगिकों से नहीं बनी होती हैं। ये आमतौर पर उच्च तापमान का सामना कर सकती हैं और यांत्रिक रूप से मजबूत होती हैं।

• ​उदाहरण: अभ्रक (mica), कांच, सिरेमिक, पोर्सिलेन, और क्वार्ट्ज।

​2. कार्बनिक सामग्री (Organic Materials)

​ये कार्बन-आधारित यौगिकों से बनी होती हैं और आमतौर पर अकार्बनिक सामग्रियों की तुलना में कम तापमान पर उपयोग की जाती हैं।

• ​उदाहरण: रबर, कागज, कपास, रेशम, पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC), पॉलीथीन, बैकेलाइट, और एपॉक्सी राल।

​3. संकर या मिश्रित सामग्री (Hybrid or Composite Materials)

​ये अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों सामग्रियों को मिलाकर बनाई जाती हैं ताकि दोनों के सर्वोत्तम गुणों का लाभ उठाया जा सके।

• ​उदाहरण: फाइबरग्लास (कांच और रेजिन का मिश्रण), तेल या वार्निश से लेपित कागज।

​भौतिक अवस्था के अनुसार वर्गीकरण

​1. ठोस इन्सुलेट सामग्री (Solid Insulating Materials)

​ये सबसे आम प्रकार की इन्सुलेट सामग्री हैं, जिनका उपयोग तारों, केबलों, और विद्युत उपकरणों में होता है।

• ​उदाहरण: प्लास्टिक (PVC, Teflon), रबर, चीनी मिट्टी (Porcelain), कांच, अभ्रक, कागज और लकड़ी।

​2. तरल इन्सुलेट सामग्री (Liquid Insulating Materials)

​ये मुख्य रूप से शीतलन और इन्सुलेशन दोनों उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाती हैं।

• ​उदाहरण: ट्रांसफॉर्मर में उपयोग किया जाने वाला खनिज तेल। यह ट्रांसफॉर्मर के कोर और वाइंडिंग को इन्सुलेट करता है और साथ ही उत्पन्न गर्मी को अवशोषित करता है।

​3. गैसीय इन्सुलेट सामग्री (Gaseous Insulating Materials)

​ये हवा और अन्य विशेष गैसें हैं जिनका उपयोग उच्च वोल्टेज उपकरणों में किया जाता है।

• ​उदाहरण: हवा, जो सबसे सस्ता और सबसे आसानी से उपलब्ध इन्सुलेटर है, और सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF_6), जिसका उपयोग उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकर और स्विचगियर में किया जाता है क्योंकि इसकी इन्सुलेशन क्षमता हवा से कहीं अधिक होती है।

​

ठोस इन्सुलेट सामग्री वे पदार्थ हैं जो विद्युत धारा का प्रवाह नहीं होने देते। इन सामग्रियों का उपयोग तारों, केबलों, और विद्युत उपकरणों में सुरक्षा सुनिश्चित करने और ऊर्जा के नुकसान को कम करने के लिए किया जाता है। इनकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषता इनका उच्च विद्युत प्रतिरोध (high electrical resistance) और उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति (high dielectric strength) है।

​इन्सुलेट सामग्री के कुछ प्रमुख प्रकार इस प्रकार हैं:

​1. रबर और प्लास्टिक

​ये सबसे आम और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ठोस इन्सुलेटर हैं, खासकर निम्न और मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोगों में।

• ​पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC): यह एक सस्ता और लचीला इन्सुलेटर है, जो घरेलू वायरिंग और केबलों में सबसे अधिक उपयोग होता है।
• ​रबर: प्राकृतिक और सिंथेटिक रबर, जैसे सिलिकॉन रबर, अपनी लचीलेपन और नमी प्रतिरोध के लिए जाने जाते हैं। इनका उपयोग अक्सर बिजली के दस्ताने और विशेष केबलों में होता है।
• ​पॉलीथीन: यह अपनी अच्छी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और कम लागत के कारण उच्च आवृत्ति केबलों के लिए उपयुक्त है।

​2. सिरेमिक और कांच

​ये अकार्बनिक सामग्री हैं जिनका उपयोग उच्च वोल्टेज और यांत्रिक रूप से मजबूत अनुप्रयोगों में किया जाता है।

• ​पोर्सिलेन: यह एक सिरेमिक सामग्री है, जो अपनी उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति, यांत्रिक शक्ति, और मौसम प्रतिरोध के लिए जानी जाती है। इसका व्यापक उपयोग ट्रांसमिशन लाइनों के लिए इंसुलेटर बनाने में होता है।
• ​कांच: यह पारदर्शी होता है, जिससे दोषों का पता लगाना आसान होता है। इसका उपयोग भी उच्च वोल्टेज लाइनों पर इंसुलेटर के रूप में होता है।

​3. अभ्रक (Mica)

​अभ्रक एक प्राकृतिक खनिज है जो अपने उत्कृष्ट उच्च-तापमान प्रतिरोध और डाइइलेक्ट्रिक गुणों के लिए जाना जाता है।

• ​यह 200°C से अधिक तापमान पर भी स्थिर रहता है, जिससे यह उच्च-तापमान वाली मशीनों, जैसे कि मोटर्स और जनरेटर, में वाइंडिंग के लिए आदर्श है।

​4. कागज और फाइबरग्लास

• ​इन्सुलेशन पेपर: यह विशेष रूप से ट्रांसफॉर्मर और कैपेसिटर में वाइंडिंग के बीच इन्सुलेशन के लिए उपयोग होता है। अक्सर इसे डाइइलेक्ट्रिक तेल में डुबोकर इसकी इन्सुलेशन क्षमता को बढ़ाया जाता है।
• ​फाइबरग्लास (Fiberglass): यह ग्लास फाइबर से बना एक समग्र पदार्थ है। इसे राल (resin) के साथ मिलाकर मोटर वाइंडिंग और सर्किट बोर्ड में मजबूत और इन्सुलेटिंग परत बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

​

तरल इन्सुलेट सामग्री वे पदार्थ हैं जो विद्युत धारा का प्रवाह नहीं होने देते और आमतौर पर शीतलन (cooling) के लिए भी उपयोग होते हैं। इन सामग्रियों का उपयोग मुख्य रूप से उन विद्युत उपकरणों में किया जाता है, जहाँ गर्मी का उत्पादन अधिक होता है और जिसे इन्सुलेट करने के साथ-साथ ठंडा करना भी आवश्यक होता है।

​प्रमुख तरल इन्सुलेट सामग्री

​1. खनिज तेल (Mineral Oil)

​यह सबसे आम और व्यापक रूप से उपयोग होने वाला तरल इन्सुलेटर है।

• ​उपयोग: ट्रांसफॉर्मर और सर्किट ब्रेकर में।
• ​कार्य: यह दोहरी भूमिका निभाता है। यह न केवल विद्युत वाइंडिंग और घटकों को इन्सुलेट करता है, बल्कि उपकरण द्वारा उत्पन्न गर्मी को भी अवशोषित करके उसे ठंडा करता है।
• ​विशेषता: इसकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति (dielectric strength) बहुत अच्छी होती है और यह अपेक्षाकृत सस्ता भी होता है।

​2. सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन (Synthetic Hydrocarbons)

​ये खनिज तेल के विकल्प के रूप में उपयोग किए जाते हैं, विशेषकर जब बेहतर अग्नि प्रतिरोध (fire resistance) की आवश्यकता हो।

• ​उदाहरण: पॉलीब्यूटेन (polybutene) और सिलिकॉन तेल (silicon oil)।
• ​विशेषता: ये खनिज तेल की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं और उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं, जिससे ये विशेष अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं।

​3. पॉलीक्लोरीनेटेड बाइफेनिल (PCBs)

​पीसीबी (PCBs) एक समय बहुत लोकप्रिय थे क्योंकि वे गैर-ज्वलनशील (non-flammable) थे और उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति रखते थे।

• ​उपयोग: पहले ट्रांसफॉर्मर, कैपेसिटर और अन्य विद्युत उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते थे।
• ​समस्या: ये पर्यावरण के लिए बहुत हानिकारक पाए गए और अब इनका उपयोग अधिकांश देशों में प्रतिबंधित है।

​तरल इन्सुलेट सामग्री के कार्य

​तरल इन्सुलेट सामग्री सिर्फ एक ही काम नहीं करतीं, बल्कि वे कई महत्वपूर्ण कार्य करती हैं:

1. ​इन्सुलेशन: वे विद्युत चालकों को एक-दूसरे से अलग करती हैं, जिससे शॉर्ट सर्किट और धारा के रिसाव को रोका जा सके।
2. ​शीतलन: ये अपने अंदरूनी हिस्से में उत्पन्न गर्मी को सोखकर उसे बाहर निकालती हैं, जिससे उपकरण का तापमान नियंत्रित रहता है।
3. ​आर्क बुझाना: सर्किट ब्रेकर में, ये स्विच के खुलने पर उत्पन्न होने वाले आर्क (आग की लपट) को बुझाने में मदद करती हैं, जिससे स्विच सुरक्षित रूप से कार्य कर सके।

​इस चित्र में आप देख सकते हैं कि ट्रांसफॉर्मर में तेल का उपयोग कैसे किया जाता है।

गैसीय इन्सुलेट सामग्री वे गैसें हैं जो विद्युत धारा का प्रवाह नहीं होने देतीं। इन सामग्रियों का उपयोग अक्सर उच्च-वोल्टेज उपकरणों में किया जाता है, जहाँ इन्सुलेशन के साथ-साथ शीतलन भी आवश्यक होता है। ये सामग्री ठोस और तरल इन्सुलेटर्स की तुलना में कम डाइइलेक्ट्रिक शक्ति रखती हैं, लेकिन इनका एक बड़ा फायदा यह है कि जब इनका डाइइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन होता है (जब वे इन्सुलेशन खो देती हैं), तो वे अपनी मूल इन्सुलेशन क्षमता को जल्दी से बहाल कर लेती हैं।

​प्रमुख गैसीय इन्सुलेट सामग्री

​1. हवा (Air)

• ​विशेषताएं: हवा सबसे आम, सस्ती और आसानी से उपलब्ध गैसीय इन्सुलेट सामग्री है।
• ​उपयोग: यह ओपन-एयर सबस्टेशन (open-air substations), ट्रांसमिशन लाइनों और कुछ स्विचगियर में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। हालांकि, हवा की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति कम होती है, और यह नमी, धूल या उच्च तापमान से प्रभावित हो सकती है।

​2. सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF_6)

• ​विशेषताएं: यह एक रंगहीन, गंधहीन और गैर-ज्वलनशील गैस है जिसमें हवा की तुलना में 2-3 गुना अधिक डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और उत्कृष्ट आर्क बुझाने की क्षमता होती है।
• ​उपयोग: SF_6 का उपयोग गैस-इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS), सर्किट ब्रेकर और उच्च-वोल्टेज स्विचगियर में किया जाता है। इसकी उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति के कारण, SF_6 का उपयोग करने वाले उपकरण बहुत छोटे और अधिक कॉम्पैक्ट बनाए जा सकते हैं।
• ​पर्यावरणीय चिंता: SF_6 एक बहुत शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जिसका ग्लोबल वार्मिंग पोटेंशियल (GWP) कार्बन डाइऑक्साइड (CO_2) से 23,500 गुना अधिक है। इस कारण, इसके उपयोग को कम करने और इसके पर्यावरण-अनुकूल विकल्पों की खोज करने के प्रयास किए जा रहे हैं।

​3. नाइट्रोजन (N_2) और अन्य गैस मिश्रण

• ​विशेषताएं: नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड (CO_2) जैसी गैसों को कभी-कभी इन्सुलेशन उद्देश्यों के लिए मिश्रित किया जाता है। ये SF_6 की तुलना में कम डाइइलेक्ट्रिक शक्ति रखते हैं, लेकिन ये पर्यावरण के लिए बहुत कम हानिकारक होते हैं।
• ​उपयोग: इनका उपयोग कुछ मध्यम-वोल्टेज और उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में SF_6 के विकल्प के रूप में किया जा रहा है।

​गैसीय इन्सुलेशन के लाभ

• ​पुनः स्व-क्षमता: ब्रेकडाउन होने पर गैसें अपनी इन्सुलेशन क्षमता को तुरंत बहाल कर लेती हैं, जिससे उपकरणों का जीवनकाल बढ़ता है।
• ​शीतलन: गैसें हवा के संचलन (convection) के माध्यम से उपकरणों को ठंडा करने में भी मदद करती हैं।
• ​सुरक्षा: गैसीय इन्सुलेशन के कारण उपकरण को सील किया जा सकता है, जिससे धूल, नमी और अन्य बाहरी कारकों से सुरक्षा मिलती है।

इस प्रकार, 

गैसीय इन्सुलेट सामग्री, विशेषकर SF_6, आधुनिक विद्युत प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, खासकर जहां सुरक्षा, कॉम्पैक्टनेस और उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

कार्बनिक इन्सुलेट सामग्री वे पदार्थ हैं जो कार्बन-आधारित यौगिकों से बनी होती हैं और विद्युत प्रवाह का विरोध करती हैं। इन सामग्रियों का उपयोग उनके लचीलेपन, कम लागत और प्रसंस्करण में आसानी के कारण विद्युत उपकरणों और तारों में व्यापक रूप से किया जाता है। हालांकि, वे आम तौर पर अकार्बनिक इन्सुलेटर की तुलना में कम तापमान पर काम करती हैं।

​प्रमुख कार्बनिक इन्सुलेट सामग्री

​1. प्लास्टिक और पॉलिमर

​ये सबसे आम कार्बनिक इन्सुलेटर हैं। उनकी बहुमुखी प्रतिभा के कारण वे विभिन्न रूपों में उपयोग किए जाते हैं, जैसे फिल्म, टेप और कोटिंग।

• ​पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC): यह एक कठोर और बहुमुखी प्लास्टिक है। यह नमी, घर्षण और रसायनों के प्रति प्रतिरोधी है, जो इसे कम-वोल्टेज केबलों के लिए सबसे लोकप्रिय इन्सुलेटर बनाता है।
• ​पॉलीइथिलीन (PE): इसमें उत्कृष्ट डाइइलेक्ट्रिक गुण और नमी प्रतिरोध होता है। यह अक्सर उच्च-आवृत्ति वाले केबलों और कुछ पावर केबलों में उपयोग किया जाता है।
• ​पॉलीइमाइड (Polyimide): यह एक उच्च-प्रदर्शन वाला प्लास्टिक है जो अत्यधिक उच्च तापमान का सामना कर सकता है। इसका उपयोग विमानन और एयरोस्पेस जैसे उद्योगों में किया जाता है, जहाँ तापमान एक महत्वपूर्ण कारक होता है।
• ​टेफ्लॉन (PTFE): इसमें असाधारण रासायनिक और उच्च-तापमान प्रतिरोध होता है। यह अक्सर विशेष तारों और केबलों में उपयोग किया जाता है जहाँ कठोर वातावरण का सामना करना पड़ता है।

​2. प्राकृतिक सामग्री

​ये पौधों और जानवरों से प्राप्त होती हैं।

• ​कागज: यह एक प्राकृतिक सेलूलोज़ फाइबर से बना है। इसे अक्सर तेल या वार्निश से भिगोकर इसकी इन्सुलेशन क्षमता को बढ़ाया जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर, कैपेसिटर और मोटर वाइंडिंग में किया जाता है।
• ​कपास और रेशम: इन सामग्रियों का उपयोग अक्सर पुराने विद्युत उपकरणों में किया जाता था। हालांकि, उनकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति कम होती है और वे नमी के प्रति संवेदनशील होते हैं।

​3. रबर

​प्राकृतिक और सिंथेटिक रबर अपने लचीलेपन और नमी प्रतिरोध के कारण इन्सुलेटर के रूप में उपयोगी होते हैं।

• ​सिलिकॉन रबर: इसमें बहुत अच्छा तापमान प्रतिरोध होता है और यह −50°C से +200°C तक के तापमान पर काम कर सकता है। इसका उपयोग अक्सर औद्योगिक हीटिंग तत्वों और अन्य उच्च-तापमान वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।

​इन सामग्रियों का चयन उनके विशिष्ट अनुप्रयोग, परिचालन तापमान और वांछित यांत्रिक गुणों के आधार पर किया जाता है।

अकार्बनिक इन्सुलेट सामग्री वे पदार्थ हैं जो कार्बन-आधारित यौगिकों से नहीं बनी होती हैं। ये सामग्रियां अपने उच्च तापमान प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और पर्यावरणीय स्थिरता के लिए जानी जाती हैं। इसी वजह से इनका उपयोग अक्सर उन विद्युत उपकरणों में होता है, जिन्हें कठोर वातावरण और उच्च तापमान का सामना करना पड़ता है।

​प्रमुख अकार्बनिक इन्सुलेट सामग्री

​1. सिरेमिक (Ceramics)

स्टीएटाइट (Steatite): यह एक और प्रकार का सिरेमिक है, जिसका उपयोग छोटे और अधिक जटिल विद्युत घटकों के लिए किया जाता है, जैसे कि स्विच और थर्मोस्टैट्स में।

2. कांच (Glass)

• ​विशेषताएं: कांच में बहुत उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और पारदर्शिता होती है, जिससे इसमें किसी भी आंतरिक दोष का पता लगाना आसान होता है। यह नमी और प्रदूषण के प्रति भी प्रतिरोधी है।
• ​उपयोग: इसका उपयोग भी पोर्सिलेन की तरह उच्च-वोल्टेज लाइनों के लिए इंसुलेटर के रूप में किया जाता है।

​3. अभ्रक (Mica)

• ​विशेषताएं: अभ्रक एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला खनिज है जिसमें उत्कृष्ट इन्सुलेशन गुण और बहुत उच्च तापमान प्रतिरोध होता है। यह 200°C से अधिक तापमान पर भी स्थिर रहता है।
• ​उपयोग: इसका उपयोग अक्सर उच्च-तापमान वाले विद्युत उपकरणों, जैसे कि हीटर और मोटर्स, में इन्सुलेट शीट और वाशर बनाने के लिए किया जाता है।

​4. एस्बेस्टस (Asbestos)

• ​विशेषताएं: एस्बेस्टस में उच्च तापमान प्रतिरोध और अच्छा इन्सुलेशन होता है।
• ​पर्यावरणीय चिंता: हालांकि, इसके रेशे श्वसन संबंधी गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं पैदा कर सकते हैं, यही कारण है कि अब इसका उपयोग प्रतिबंधित कर दिया गया है।

​ये सामग्रियां विद्युत प्रणाली के कई महत्वपूर्ण हिस्सों में एक आवश्यक भूमिका निभाती हैं, जहाँ सुरक्षा और विश्वसनीयता सबसे महत्वपूर्ण होती है।

कार्बनिक और अकार्बनिक इन्सुलेशन के बीच मुख्य अंतर उनकी रासायनिक संरचना, तापमान प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और पर्यावरण पर पड़ने वाले प्रभाव में निहित है। दोनों के अपने फायदे और नुकसान हैं, जो उन्हें अलग-अलग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।

​कार्बनिक इन्सुलेशन

​कार्बनिक इन्सुलेशन सामग्री कार्बन-आधारित यौगिकों से बनती है।

• ​विशेषताएं: ये आमतौर पर लचीली और हल्की होती हैं। इनका उत्पादन अक्सर कम ऊर्जा खपत के साथ किया जा सकता है।
• ​तापमान प्रतिरोध: ये आमतौर पर कम तापमान पर काम करती हैं और उच्च तापमान पर अपनी इन्सुलेशन क्षमता खो सकती हैं या पिघल सकती हैं।
• ​उदाहरण: प्लास्टिक (जैसे PVC), रबर, कागज, कपास और रेशम।
• ​फायदे:
  • ​लागत-प्रभावी: ये आमतौर पर अकार्बनिक सामग्रियों की तुलना में अधिक सस्ती होती हैं।
  • ​लचीलापन: ये आसानी से मोड़ी जा सकती हैं, जिससे जटिल आकृतियों वाले उपकरणों में इनका उपयोग आसान हो जाता है।
  • ​कम वजन: ये हल्के होते हैं, जो पोर्टेबल उपकरणों के लिए आदर्श होते हैं।
• ​नुकसान:
  • ​कम तापमान प्रतिरोध: उच्च तापमान पर इनका प्रदर्शन खराब होता है।
  • ​आग का खतरा: इनमें से कई सामग्रियां ज्वलनशील होती हैं, जिससे आग लगने का खतरा बढ़ जाता है।
  • ​पर्यावरणीय प्रभाव: कुछ सिंथेटिक कार्बनिक इन्सुलेटर, जैसे पॉलीयूरेथेन फोम, पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकते हैं।

​अकार्बनिक इन्सुलेशन

​अकार्बनिक इन्सुलेशन सामग्री कार्बन-आधारित नहीं होती, बल्कि प्राकृतिक खनिजों से बनती है।

• ​विशेषताएं: ये बहुत मजबूत और कठोर होती हैं।
• ​तापमान प्रतिरोध: ये बहुत उच्च तापमान का सामना कर सकती हैं और गैर-ज्वलनशील होती हैं।
• ​उदाहरण: अभ्रक (mica), कांच, सिरेमिक (पोर्सिलेन), और हवा।
• ​फायदे:
  • ​उच्च तापमान प्रतिरोध: ये उच्च-तापमान वाले वातावरण में उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदान करती हैं।
  • ​अग्नि प्रतिरोध: ये गैर-ज्वलनशील होती हैं, जिससे आग का खतरा काफी कम हो जाता है।
  • ​यांत्रिक शक्ति: ये बहुत मजबूत होती हैं और यांत्रिक तनाव का सामना कर सकती हैं।
• ​नुकसान:
  • ​कम लचीलापन: ये आम तौर पर कठोर होती हैं और आसानी से मोड़ी या आकार में नहीं लाई जा सकतीं।
  • ​अधिक वजन: ये कार्बनिक इन्सुलेटर की तुलना में भारी होती हैं।
  • ​उच्च लागत: कुछ अकार्बनिक इन्सुलेटर, जैसे सिरेमिक और अभ्रक, कार्बनिक विकल्पों की तुलना में अधिक महंगे हो सकते हैं।

बहुलक आधारित इन्सुलेशन वे इन्सुलेशन सामग्री हैं जो पॉलिमर से बनी होती हैं। पॉलिमर, जिन्हें आम भाषा में प्लास्टिक भी कहा जाता है, कार्बनिक यौगिकों के बड़े अणु होते हैं। विद्युत क्षेत्र में इनका उपयोग इनके उत्कृष्ट इन्सुलेटिंग गुणों, लचीलेपन, कम वजन और नमी प्रतिरोध के कारण बहुत व्यापक है।

​प्रमुख बहुलक आधारित इन्सुलेशन सामग्री

​1. पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC)

• ​विशेषताएं: PVC सबसे आम और लागत-प्रभावी बहुलक इन्सुलेटर है। यह कठोर और टिकाऊ होता है, और यह नमी, घर्षण, और रसायनों का अच्छा प्रतिरोध करता है।
• ​उपयोग: यह घरेलू वायरिंग और कम-वोल्टेज केबलों के लिए सबसे अधिक उपयोग होता है। इसका उपयोग कई उपकरणों में बाहरी जैकेट और इन्सुलेशन परत के रूप में भी किया जाता है।

​2. पॉलीइथिलीन (PE)

• ​विशेषताएं: PE की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति बहुत अच्छी होती है और यह नमी को अवशोषित नहीं करता। यह उच्च आवृत्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प है।
• ​उपयोग: इसका उपयोग उच्च-आवृत्ति केबलों, जैसे कोएक्सियल केबल, और कुछ पावर केबलों में किया जाता है।

​3. क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE)

• ​विशेषताएं: XLPE, PE का एक संशोधित रूप है। क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रिया इसके अणुओं को अधिक मजबूती से जोड़ती है, जिससे इसकी यांत्रिक और थर्मल गुण बेहतर हो जाते हैं। XLPE उच्च तापमान पर भी स्थिर रहता है।
• ​उपयोग: इसका उपयोग मध्यम और उच्च-वोल्टेज पावर केबलों में किया जाता है, जहाँ अधिक गर्मी और यांत्रिक तनाव का सामना करना पड़ता है।

​4. पॉलीइमाइड

• ​विशेषताएं: पॉलीइमाइड एक उच्च-प्रदर्शन वाला बहुलक है जो बहुत उच्च तापमान (200°C से ऊपर) का सामना कर सकता है। यह अपनी उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति और रासायनिक प्रतिरोध के लिए भी जाना जाता है।
• ​उपयोग: इसका उपयोग विमानन, मोटर वाइंडिंग और विशेष इलेक्ट्रॉनिक घटकों में किया जाता है, जहाँ कठोर वातावरण और उच्च तापमान का सामना करना पड़ता है।

​5. टेफ्लॉन (PTFE)

• ​विशेषताएं: टेफ्लॉन एक और उच्च-प्रदर्शन बहुलक है जो अपनी असाधारण रासायनिक निष्क्रियता, बहुत कम घर्षण गुणांक और उच्च तापमान प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध है।
• ​उपयोग: इसका उपयोग विशेष प्रकार के तारों और केबलों में किया जाता है, जैसे कि चिकित्सा उपकरणों और प्रयोगशाला उपकरणों में।

​इन सामग्रियों का लचीलापन और बहुमुखी प्रतिभा उन्हें आधुनिक विद्युत प्रणालियों के लिए आवश्यक बनाती है, जो सुरक्षा, दक्षता और प्रदर्शन सुनिश्चित करती हैं।

तापमान रेटिंग के अनुसार, इन्सुलेशन को विभिन्न वर्गों में वर्गीकृत किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि विद्युत उपकरण सुरक्षित रूप से और लंबे समय तक काम कर सकें। यह वर्गीकरण IEC 60085 जैसे अंतरराष्ट्रीय मानकों पर आधारित है।

​यहाँ कुछ प्रमुख इन्सुलेशन वर्ग और उनका अधिकतम अनुमेय तापमान दिया गया है:

​इन्सुलेशन वर्ग और उनका तापमान

• ​क्लास Y: इस वर्ग की इन्सुलेशन सामग्री 90°C तक के तापमान का सामना कर सकती है। इसमें बिना उपचारित कागज, कपास, और रेशम जैसी सामग्री शामिल होती है।
• ​क्लास A: यह 105°C तक के तापमान के लिए उपयुक्त है। इसमें तेल या वार्निश से उपचारित कागज, कपास और रेशम जैसी सामग्री शामिल होती है।
• ​क्लास E: यह वर्ग 120°C तक के तापमान के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें आमतौर पर सिंथेटिक रेजिन और एनामेल जैसे पदार्थ शामिल होते हैं।
• ​क्लास B: इस वर्ग का इन्सुलेशन 130°C तक के तापमान को सह सकता है। इसमें अभ्रक (mica), फाइबरग्लास, और एस्बेस्टस जैसी अकार्बनिक सामग्री शामिल होती है, जिन्हें बॉन्डिंग सामग्री से जोड़ा जाता है।
• ​क्लास F: यह 155°C तक के तापमान के लिए उपयुक्त है। इसमें क्लास B जैसी ही सामग्री का उपयोग होता है, लेकिन बेहतर बॉन्डिंग सामग्री के साथ।
• ​क्लास H: यह 180°C तक के तापमान का सामना कर सकता है। इस वर्ग में आमतौर पर सिलिकॉन इलास्टोमर से बंधे हुए अभ्रक और फाइबरग्लास शामिल होते हैं।
• ​क्लास C: यह सबसे उच्च तापमान वर्ग है, जो 180°C से ऊपर के तापमान के लिए उपयुक्त है। इसमें सिरेमिक, क्वार्ट्ज और पोर्सिलेन जैसी सामग्री शामिल होती है।

​इन वर्गों का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि विद्युत उपकरण, जैसे मोटर और ट्रांसफॉर्मर, अपने अपेक्षित जीवनकाल तक सुरक्षित रूप से काम करें। यदि इन्सुलेशन अपनी तापमान सीमा से अधिक गर्म हो जाता है, तो यह तेजी से खराब हो सकता है, जिससे उपकरण में खराबी या आग लग सकती है।

यहां तापमान सीमाओं के साथ इन्सुलेशन वर्गों की एक सूची दी गई है, जो IEC 60085 मानक पर आधारित है:

​इन्सुलेशन वर्ग और तापमान सीमाएँ

• ​क्लास Y: अधिकतम 90°C
  • ​सामग्री: बिना उपचारित सूती, रेशम, या कागज।
• ​क्लास A: अधिकतम 105°C
  • ​सामग्री: तेल, वार्निश, या अन्य तरल डाइइलेक्ट्रिक से उपचारित सूती, रेशम, या कागज।
• ​क्लास E: अधिकतम 120°C
  • ​सामग्री: सिंथेटिक एनामेल और रेजिन।
• ​क्लास B: अधिकतम 130°C
  • ​सामग्री: अभ्रक (mica), फाइबरग्लास, या एस्बेस्टस जैसी अकार्बनिक सामग्री, जिसमें कार्बनिक बॉन्डिंग सामग्री का उपयोग किया गया हो।
• ​क्लास F: अधिकतम 155°C
  • ​सामग्री: क्लास B जैसी ही सामग्री, लेकिन अधिक तापमान-प्रतिरोधी बॉन्डिंग सामग्री के साथ।
• ​क्लास H: अधिकतम 180°C
  • ​सामग्री: सिलिकॉन बॉन्डिंग सामग्री के साथ अभ्रक, फाइबरग्लास, या अन्य अकार्बनिक सामग्री।
• ​क्लास C: 180°C से ऊपर
  • ​सामग्री: सिरेमिक, क्वार्ट्ज, और पोर्सिलेन।

​यह वर्गीकरण यह निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि किसी विशेष विद्युत उपकरण में किस प्रकार के इन्सुलेशन का उपयोग किया जाना चाहिए ताकि वह अपने परिचालन तापमान पर सुरक्षित और प्रभावी ढंग से काम कर सके।

उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए, इन्सुलेशन के कुछ विशेष वर्ग हैं जो अत्यधिक गर्मी का सामना कर सकते हैं। इन वर्गों को IEC 60085 मानक के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।

​इन्सुलेशन वर्ग और तापमान सीमाएँ

• ​क्लास C: यह विद्युत इन्सुलेशन का सबसे उच्च तापमान वर्ग है, जो 180°C से ऊपर के तापमान का सामना कर सकता है। इसमें सिरेमिक, पोर्सिलेन और क्वार्ट्ज जैसी अकार्बनिक सामग्री शामिल होती है।
  • ​उपयोग: इसका उपयोग विशेष भट्टियों, उच्च तापमान वाले हीटर और ऐसे उपकरणों में होता है, जहाँ बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होती है।
• ​क्लास H: यह इन्सुलेशन वर्ग 180°C तक के तापमान को सुरक्षित रूप से झेल सकता है। इसमें सिलिकॉन इलास्टोमर से बंधे हुए अभ्रक (mica) और फाइबरग्लास जैसे पदार्थ शामिल होते हैं।
  • ​उपयोग: इसका उपयोग उच्च-शक्ति वाली मोटर्स और जनरेटर में होता है, जहाँ निरंतर उच्च तापमान एक सामान्य स्थिति होती है।
• ​क्लास F: यह 155°C तक के तापमान के लिए उपयुक्त है। इस वर्ग में अभ्रक और फाइबरग्लास का उपयोग किया जाता है, लेकिन क्लास H की तुलना में अलग बॉन्डिंग सामग्री के साथ।

​इसके अलावा, कुछ विशेष इन्सुलेट सामग्री बहुत अधिक तापमान का सामना कर सकती हैं:

• ​मफल फर्नेस (Muffle Furnace): उच्च तापमान वाली मफल फर्नेस में, तापमान 1800°C तक जा सकता है। इन भट्टियों में मोलिब्डेनम डिसिलिसाइड जैसे हीटिंग तत्वों का उपयोग किया जाता है।
• ​कार्बन ब्लैक: कुछ विशेष प्रकार के कार्बन ब्लैक, जैसे कि Thermax® carbon black, 3000°C से अधिक के तापमान पर भी उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदान करते हैं। इनका उपयोग अत्यधिक उच्च-तापमान वाली भट्टियों में किया जाता है।

​

इन्सुलेशन वर्ग सीधे तौर पर मशीन के जीवनकाल को प्रभावित करता है क्योंकि यह निर्धारित करता है कि मशीन का इन्सुलेशन बिना खराब हुए कितने अधिकतम तापमान का सामना कर सकता है।

​इन्सुलेशन और मशीन का जीवनकाल

1. ​तापमान और इन्सुलेशन की उम्र: विद्युत मशीनों में, जैसे कि मोटर और ट्रांसफॉर्मर, इन्सुलेशन सबसे महत्वपूर्ण घटक है। जब मशीन चलती है, तो उसमें उत्पन्न होने वाली गर्मी इन्सुलेशन को गर्म करती है। यदि तापमान इन्सुलेशन वर्ग की निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो इन्सुलेशन सामग्री तेजी से अपनी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति (इलेक्ट्रिक करंट को रोकने की क्षमता) खो देती है। यह प्रक्रिया थर्मल एजिंग (thermal aging) कहलाती है।
2. ​थर्मल एजिंग का प्रभाव: एक सामान्य नियम के अनुसार, यदि इन्सुलेशन का ऑपरेटिंग तापमान उसके अधिकतम निर्धारित तापमान से हर 10°C बढ़ जाता है, तो उसका अपेक्षित जीवनकाल लगभग आधा हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि एक क्लास F (155°C) मोटर को 165°C पर चलाया जाता है, तो इसका जीवनकाल काफी कम हो जाएगा।
3. ​ओवरहीटिंग से नुकसान:
   • ​शॉर्ट सर्किट: इन्सुलेशन के खराब होने से वाइंडिंग में शॉर्ट सर्किट हो सकता है, जिससे मशीन को गंभीर नुकसान पहुँच सकता है।
   • ​आग का खतरा: अत्यधिक गर्मी से इन्सुलेशन सामग्री जल सकती है, जिससे आग लगने का खतरा बढ़ जाता है।
   • ​कम दक्षता: खराब इन्सुलेशन के कारण मशीन की दक्षता कम हो जाती है और उसे मरम्मत या बदलने की आवश्यकता पड़ती है।

​इस प्रकार, 

सही इन्सुलेशन वर्ग का चयन यह सुनिश्चित करता है कि मशीन अपने सामान्य परिचालन तापमान पर लंबे समय तक और सुरक्षित रूप से काम कर सके।

इन्सुलेशन सामग्री में कई महत्वपूर्ण गुण होते हैं, जो यह निर्धारित करते हैं कि वे किसी विशेष विद्युत अनुप्रयोग के लिए कितने उपयुक्त हैं। ये गुण सामग्री की सुरक्षा, प्रदर्शन और स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक होते हैं।

​प्रमुख गुण

​1. डाइइलेक्ट्रिक शक्ति (Dielectric Strength)

​यह इन्सुलेशन सामग्री का सबसे महत्वपूर्ण गुण है। यह उस अधिकतम वोल्टेज को संदर्भित करता है जिसे एक इन्सुलेटर बिना टूटे या खराब हुए सह सकता है। डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को आमतौर पर किलोवोल्ट प्रति मिलीमीटर (kV/mm) में मापा जाता है। डाइइलेक्ट्रिक शक्ति जितनी अधिक होती है, इन्सुलेशन उतना ही बेहतर माना जाता है।

​2. इन्सुलेशन प्रतिरोध (Insulation Resistance)

​यह इन्सुलेटर की विद्युत प्रवाह के प्रवाह का विरोध करने की क्षमता है। एक अच्छे इन्सुलेटर में बहुत उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध होता है, जिसे आमतौर पर मेगाओहम (MΩ) या गीगाओहम (GΩ) में मापा जाता है। यह गुण सुनिश्चित करता है कि धारा केवल इच्छित मार्ग से ही प्रवाहित हो।

​3. तापीय चालकता (Thermal Conductivity)

​यह गुण बताता है कि इन्सुलेशन सामग्री कितनी आसानी से ऊष्मा का संचालन कर सकती है। एक अच्छे विद्युत इन्सुलेटर में कम तापीय चालकता होनी चाहिए ताकि यह ऊष्मा को रोके और उपकरण को ठंडा रख सके। हालांकि, कुछ अनुप्रयोगों (जैसे ट्रांसफॉर्मर तेल) में, ऊष्मा को बाहर निकालने के लिए अच्छी तापीय चालकता वांछनीय होती है।

​4. यांत्रिक शक्ति (Mechanical Strength)

​इन्सुलेशन सामग्री को तनाव, खिंचाव और घर्षण जैसी यांत्रिक शक्तियों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए। उदाहरण के लिए, केबल इन्सुलेशन को झुकने, खींचने और बाहरी दबाव का सामना करने के लिए मजबूत होना चाहिए।

​5. नमी प्रतिरोध (Moisture Resistance)

​नमी की उपस्थिति इन्सुलेशन के डाइइलेक्ट्रिक गुणों को गंभीर रूप से कम कर सकती है, जिससे रिसाव या ब्रेकडाउन हो सकता है। इसलिए, इन्सुलेशन सामग्री में नमी को अवशोषित करने का बहुत कम गुण होना चाहिए।

​6. तापमान प्रतिरोध (Temperature Resistance)

​इन्सुलेशन को उस तापमान का सामना करना चाहिए जिस पर वह काम करता है। तापमान प्रतिरोध को इन्सुलेशन वर्ग (जैसे क्लास Y, A, B, F, H, C) द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। यदि तापमान निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है, तो इन्सुलेशन तेजी से खराब हो जाता है, जिससे उपकरण का जीवनकाल कम हो जाता है।

​अन्य महत्वपूर्ण गुण

• ​रासायनिक स्थिरता: इन्सुलेशन को उन रसायनों, तेलों, या गैसों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करनी चाहिए जिनके संपर्क में यह आ सकता है।
• ​गैर-ज्वलनशीलता: कुछ अनुप्रयोगों में, यह आवश्यक है कि इन्सुलेशन सामग्री गैर-ज्वलनशील हो ताकि आग लगने का खतरा कम हो सके।

​ये गुण मिलकर यह सुनिश्चित करते हैं कि इन्सुलेशन सामग्री विद्युत उपकरणों को सुरक्षित और विश्वसनीय तरीके से संचालित होने में मदद करे।

ढांकता हुआ ताकत (Dielectric Strength) किसी इन्सुलेटिंग सामग्री की वह अधिकतम क्षमता है जो विद्युत विखंडन (electrical breakdown) के बिना एक मजबूत विद्युत क्षेत्र का सामना कर सकती है। इसे अक्सर वोल्ट प्रति इकाई मोटाई (जैसे कि kV/mm) में मापा जाता है। जब लगाया गया वोल्टेज इस सीमा से अधिक हो जाता है, तो सामग्री अपनी इन्सुलेटिंग क्षमता खो देती है और एक चालक (conductor) बन जाती है, जिससे शॉर्ट सर्किट और उपकरण को नुकसान हो सकता है।

​ढांकता हुआ ताकत को प्रभावित करने वाले कारक

​कई कारक एक सामग्री की ढांकता हुआ ताकत को प्रभावित कर सकते हैं:

• ​मोटाई: इन्सुलेशन की मोटाई बढ़ने पर ढांकता हुआ ताकत बढ़ती है। हालांकि, यह हमेशा रैखिक नहीं होती; बहुत मोटी सामग्री में आंतरिक दोष होने की संभावना अधिक होती है।
• ​तापमान: जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अधिकांश सामग्रियों की ढांकता हुआ ताकत कम होती जाती है।
• ​आर्द्रता (Moisture): नमी की उपस्थिति, विशेष रूप से तरल और गैसीय इन्सुलेटर में, ढांकता हुआ ताकत को काफी कम कर देती है। पानी के अणु विद्युत प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान कर सकते हैं।
• ​आवृत्ति: लगाया गया वोल्टेज की आवृत्ति बढ़ने पर भी ढांकता हुआ ताकत अक्सर कम होती जाती है।
• ​सामग्री की शुद्धता: अशुद्धियाँ, बुलबुले, या कणों की उपस्थिति इन्सुलेशन के अंदर कमजोर बिंदुओं का निर्माण कर सकती है, जिससे डाइइलेक्ट्रिक ब्रेकडाउन जल्दी हो सकता है।

​महत्व

​उच्च ढांकता हुआ ताकत वाले पदार्थ विद्युत उपकरणों के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि वे सुनिश्चित करते हैं कि उपकरण सुरक्षित रूप से उच्च वोल्टेज पर काम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक ट्रांसफॉर्मर में उपयोग किए जाने वाले तेल की ढांकता हुआ ताकत नियमित रूप से जाँची जाती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह सुरक्षित है।

इन्सुलेशन प्रतिरोध (Insulation Resistance) किसी इन्सुलेटिंग सामग्री की वह क्षमता है जो विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करती है। यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण गुण है जो यह दर्शाता है कि कोई सामग्री कितनी अच्छी तरह से इन्सुलेट कर रही है। इन्सुलेशन प्रतिरोध को आमतौर पर बहुत उच्च मानों में मापा जाता है, जैसे मेगाओह्म (MΩ) या गीगाओह्म (GΩ)।

​इन्सुलेशन प्रतिरोध का महत्व

​इन्सुलेशन प्रतिरोध का मुख्य उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि विद्युत धारा केवल उस मार्ग से प्रवाहित हो जिसके लिए वह डिज़ाइन की गई है, और किसी भी अन्य अप्रत्याशित मार्ग (जैसे उपकरण के शरीर से) से नहीं।

• ​सुरक्षा: उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध हमें बिजली के झटके से बचाता है, क्योंकि यह गलती से होने वाले विद्युत रिसाव (leakage current) को कम करता है।
• ​दक्षता: यह सुनिश्चित करता है कि उपकरण द्वारा उपयोग की जाने वाली अधिकांश ऊर्जा उपयोगी कार्य में परिवर्तित हो, न कि इन्सुलेशन के माध्यम से व्यर्थ हो।
• ​उपकरण का जीवनकाल: समय के साथ, नमी, गर्मी और यांत्रिक तनाव के कारण इन्सुलेशन का प्रतिरोध कम हो सकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट और उपकरण का समय से पहले खराब होना हो सकता है।

​जांच और मापन

​इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापने के लिए एक विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है जिसे मेगर (Megger) या मेगाओह्ममीटर (Megaohm meter) कहते हैं। यह उपकरण उच्च DC वोल्टेज (500V से 5000V) उत्पन्न करता है और इन्सुलेशन के माध्यम से प्रवाहित होने वाली बहुत कम रिसाव धारा को मापता है। इस माप से इन्सुलेशन प्रतिरोध की गणना की जाती है। कम इन्सुलेशन प्रतिरोध का मान दर्शाता है कि इन्सुलेशन की स्थिति खराब है और उसे मरम्मत या बदलने की आवश्यकता है।

मात्रा प्रतिरोधकता (Volume Resistivity), जिसे विद्युत प्रतिरोधकता या विशिष्ट प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है, किसी सामग्री का एक मूलभूत गुण है जो यह मापता है कि वह विद्युत प्रवाह के प्रवाह का कितनी दृढ़ता से विरोध करती है। इसे ओम-मीटर (Ω·m) की SI इकाई में मापा जाता है।

​एक सामग्री में कम मात्रा प्रतिरोधकता का मतलब है कि वह विद्युत का एक अच्छा चालक (conductor) है (उदाहरण के लिए, तांबा, एल्यूमीनियम)।

इसके विपरीत, उच्च मात्रा प्रतिरोधकता का मतलब है कि सामग्री विद्युत का एक अच्छा अवरोधक (insulator) है (उदाहरण के लिए, रबर, कांच, प्लास्टिक)।

​सूत्र (Formula)

​मात्रा प्रतिरोधकता को निम्न सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

​ρ = \frac{R \cdot A}{L}

​जहाँ:

• ​ρ (rho) मात्रा प्रतिरोधकता है।
• ​R सामग्री का विद्युत प्रतिरोध है (ओम में)।
• ​A सामग्री का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (cross-sectional area) है (m^2 में)।
• ​L सामग्री की लंबाई है (मीटर में)।

​यह सूत्र दर्शाता है कि एक चालक का प्रतिरोध उसकी लंबाई के सीधे आनुपातिक होता है और उसके अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल के व्युत्क्रमानुपाती होता है। मात्रा प्रतिरोधकता (ρ) इस संबंध में आनुपातिकता का स्थिरांक है, और यह सामग्री के ज्यामितीय गुणों पर निर्भर नहीं करता है।

विद्युत पारगम्यता (Permittivity), जिसे विद्युतशीलता (Electrical Permittivity) भी कहते हैं, किसी पदार्थ का वह गुण है जो यह निर्धारित करता है कि वह अपने अंदर विद्युत क्षेत्र (electric field) को कैसे प्रभावित करता है। यह उस सीमा को मापता है जिस तक कोई सामग्री अपने अंदर से विद्युत क्षेत्र रेखाओं को गुजरने देती है।

​विद्युत पारगम्यता का महत्व

1. ​कैपेसिटर में: विद्युत पारगम्यता का उपयोग कैपेसिटर की क्षमता (capacitance) की गणना करने के लिए किया जाता है। उच्च पारगम्यता वाली सामग्री का उपयोग करके, एक ही आकार के कैपेसिटर की क्षमता बढ़ाई जा सकती है।
2. ​इन्सुलेशन में: उच्च विद्युत पारगम्यता वाली सामग्री को अक्सर इन्सुलेटर (जैसे डाइइलेक्ट्रिक) के रूप में उपयोग किया जाता है। ये सामग्रियाँ ऊर्जा को संग्रहित कर सकती हैं और विद्युत क्षेत्र को सीमित करने में मदद करती हैं, जिससे शॉर्ट सर्किट और रिसाव (leakage) रोका जा सकता है।

​सापेक्ष विद्युत पारगम्यता (Relative Permittivity)

​किसी पदार्थ की विद्युत पारगम्यता की तुलना निर्वात (vacuum) की विद्युत पारगम्यता (जिसे ε_0 से दर्शाया जाता है) से की जाती है। इस अनुपात को सापेक्ष विद्युत पारगम्यता या परावैद्युतांक (dielectric constant) कहते हैं।

​ε_r = \frac{ε}{ε_0}

​जहाँ:

• ​ε_r सापेक्ष विद्युत पारगम्यता है।
• ​ε माध्यम की विद्युत पारगम्यता है।
• ​ε_0 निर्वात की विद्युत पारगम्यता है, जिसका मान 8.854 × 10^{-12} फैराड प्रति मीटर (F/m) होता है।

​विद्युत पारगम्यता का उपयोग करके, 

किसी माध्यम में दो आवेशों के बीच लगने वाले विद्युत बल की गणना भी की जा सकती है। यह बल माध्यम की पारगम्यता के व्युत्क्रमानुपाती होता है, जिसका अर्थ है कि उच्च पारगम्यता वाले माध्यम में बल कम हो जाता है।

​

नमी प्रतिरोध (Moisture Resistance) किसी इन्सुलेटिंग सामग्री की वह क्षमता है जो नमी या पानी के संपर्क में आने पर भी अपने इन्सुलेटिंग गुणों को बनाए रखती है। यह विद्युत इन्सुलेशन का एक महत्वपूर्ण गुण है क्योंकि पानी में अशुद्धियां हो सकती हैं और यह विद्युत का एक अच्छा चालक होता है।

​नमी प्रतिरोध का महत्व

1. ​इन्सुलेशन का टूटना (Breakdown): यदि एक इन्सुलेटर नमी को अवशोषित करता है, तो पानी के अणु इन्सुलेशन के अंदर विद्युत प्रवाह के लिए एक मार्ग बना सकते हैं। यह इन्सुलेटर की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को बहुत कम कर देता है, जिससे बिजली का रिसाव (leakage) हो सकता है या शॉर्ट सर्किट हो सकता है।
2. ​धातु का क्षरण (Corrosion): नमी की उपस्थिति से धातु के हिस्सों में जंग लग सकती है, जिससे उपकरण का प्रदर्शन खराब हो सकता है और उसका जीवनकाल कम हो सकता है।
3. ​सुरक्षा: नमी युक्त इन्सुलेशन बिजली के झटके का खतरा बढ़ा सकता है, खासकर गीले या नमी वाले वातावरण में काम करने वाले उपकरणों के लिए।

​परीक्षण और अनुप्रयोग

​इन्सुलेशन की नमी प्रतिरोध को मापने के लिए विशेष परीक्षण किए जाते हैं, जिसमें सामग्री को नियंत्रित आर्द्रता और तापमान वाले वातावरण में रखा जाता है।

• ​जल-प्रतिरोधी सामग्री: कुछ इन्सुलेटिंग सामग्री, जैसे सिलिकॉन रबर, PVC, और पॉलीइथिलीन, स्वाभाविक रूप से नमी-प्रतिरोधी होती हैं और पानी के संपर्क में आने पर भी अपने गुण बनाए रखती हैं।
• ​नमी-संवेदनशील सामग्री: कागज और कपास जैसी सामग्री बहुत नमी-संवेदनशील होती हैं और इनका उपयोग अक्सर तेल या वार्निश से उपचारित करके किया जाता है, ताकि नमी के संपर्क से बचा जा सके।

​यह चित्र एक जल-प्रतिरोधी विद्युत कनेक्टर को दिखाता है, जो नमी के प्रतिरोध के महत्व पर जोर देता है।

ऊष्मीय चालकता (Thermal Conductivity) किसी सामग्री का एक भौतिक गुण है जो यह मापता है कि वह कितनी कुशलता से ऊष्मा (गर्मी) का संचालन करती है। यह इस बात का माप है कि ऊष्मा कितनी तेजी से एक गर्म क्षेत्र से एक ठंडे क्षेत्र में प्रवाहित होती है।

​इकाइयाँ और सिद्धांत

​ऊष्मीय चालकता को वाट प्रति मीटर केल्विन (W/(m·K)) में मापा जाता है। एक सामग्री में उच्च ऊष्मीय चालकता का मतलब है कि यह ऊष्मा को तेजी से संचालित करती है (जैसे धातुएं), जबकि कम ऊष्मीय चालकता का मतलब है कि यह ऊष्मा का खराब चालक है (जैसे इन्सुलेटर)।

​यह गुण फूरियर के ऊष्मा चालन के नियम द्वारा नियंत्रित होता है, जो बताता है कि ऊष्मा प्रवाह की दर तापमान प्रवणता (temperature gradient) और सामग्री के संपर्क क्षेत्र के सीधे आनुपातिक होती है।

​विद्युत और तापीय इन्सुलेशन में भूमिका

• ​तापीय इन्सुलेशन (Thermal Insulation): थर्मल इन्सुलेटर, जैसे कि फाइबरग्लास और ऊन, में कम ऊष्मीय चालकता होती है। इनका उपयोग इमारतों में, रेफ्रिजरेटर में, और गर्म कपड़ों में ऊष्मा के प्रवाह को कम करने के लिए किया जाता है।
• ​विद्युत इन्सुलेशन (Electrical Insulation): विद्युत इन्सुलेटर का मुख्य उद्देश्य विद्युत प्रवाह को रोकना होता है। हालांकि, कुछ विद्युत उपकरण, जैसे ट्रांसफार्मर, गर्मी उत्पन्न करते हैं, और उन्हें ठंडा रखना आवश्यक होता है। ऐसे मामलों में, एक इन्सुलेटिंग तरल (जैसे ट्रांसफॉर्मर तेल) की उच्च ऊष्मीय चालकता की आवश्यकता होती है ताकि यह गर्मी को उपकरण से दूर ले जा सके।

​मुख्य बातें

• ​उच्च चालकता: धातुएँ (जैसे तांबा, एल्यूमीनियम)।
• ​कम चालकता: गैसें (जैसे हवा), फोम, और गैर-धातु ठोस पदार्थ (जैसे लकड़ी, प्लास्टिक)।

यांत्रिक शक्ति (Mechanical Strength) किसी सामग्री की वह क्षमता है जो बिना टूटे, विकृत हुए या खराब हुए बाहरी बलों जैसे तनाव, दबाव, घर्षण या प्रभाव का सामना कर सकती है। विद्युत इन्सुलेटिंग सामग्रियों के लिए यह एक महत्वपूर्ण गुण है, क्योंकि उन्हें अक्सर यांत्रिक तनाव के अधीन काम करना पड़ता है।

​यांत्रिक शक्ति का महत्व

1. ​स्थापना और रखरखाव: विद्युत तारों और केबलों को खींचने, मोड़ने या दबाने की आवश्यकता होती है। यदि इन्सुलेशन में पर्याप्त यांत्रिक शक्ति नहीं है, तो यह स्थापना के दौरान क्षतिग्रस्त हो सकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट का खतरा बढ़ जाता है।
2. ​दबाव का सामना: इन्सुलेटिंग सामग्री को अक्सर भारी वस्तुओं के नीचे दबाया जाता है या उन्हें सख्त जगहों से गुजरना पड़ता है। अच्छी यांत्रिक शक्ति यह सुनिश्चित करती है कि इन्सुलेशन इन दबावों को झेल सके।
3. ​घर्षण और कटाव: इन्सुलेशन को बाहरी तत्वों, जैसे हवा, धूल, या अन्य केबलों के साथ घर्षण से खुद को बचाना पड़ता है। पर्याप्त यांत्रिक शक्ति इन्सुलेशन के जीवनकाल को बढ़ाती है।

​यांत्रिक शक्ति के कुछ प्रकार

• ​तन्यता शक्ति (Tensile Strength): यह सामग्री की खिंचाव या तनाव को झेलने की क्षमता है।
• ​संपीड़न शक्ति (Compressive Strength): यह सामग्री की दबाव को झेलने की क्षमता है।
• ​कठोरता (Hardness): यह सामग्री की खरोंच या घर्षण को झेलने की क्षमता है।
• ​प्रभाव शक्ति (Impact Strength): यह अचानक लगने वाले झटके या बल को झेलने की क्षमता है।

​कुछ उदाहरण

पोर्सिलेन इंसुलेटर:

पोर्सिलेन (चीनी मिट्टी) में उच्च यांत्रिक शक्ति होती है, यही कारण है कि इसका उपयोग उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों पर किया जाता है, जहाँ इंसुलेटर को तारों के भारी वजन और हवा के दबाव का सामना करना पड़ता है।

केबल इन्सुलेशन: केबलों में उपयोग किए जाने वाले पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC) और रबर में पर्याप्त यांत्रिक शक्ति होती है ताकि वे स्थापना और दैनिक उपयोग के दौरान होने वाले घर्षण और तनाव को झेल सकें।

माइका (अभ्रक): माइका का उपयोग मशीनों में इन्सुलेशन के रूप में किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च यांत्रिक शक्ति के साथ-साथ उत्कृष्ट विद्युत गुण होते हैं।

संक्षेप में, 

यांत्रिक शक्ति विद्युत इन्सुलेशन का एक महत्वपूर्ण पहलू है जो इसकी विश्वसनीयता और दीर्घकालिक प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

इन्सुलेशन का परीक्षण और रखरखाव विद्युत उपकरणों की सुरक्षा, विश्वसनीयता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। नियमित परीक्षण से इन्सुलेशन की स्थिति का पता चलता है, जिससे संभावित विफलताओं और दुर्घटनाओं को रोका जा सकता है।

​इन्सुलेशन परीक्षण

​विद्युत उपकरणों की इन्सुलेशन स्थिति का आकलन करने के लिए कई प्रकार के परीक्षण किए जाते हैं:

1. ​इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण (Insulation Resistance Test): यह सबसे आम और सरल परीक्षण है। एक मेगर (Megger) नामक उपकरण का उपयोग करके, इन्सुलेशन पर उच्च DC वोल्टेज लगाया जाता है, और इन्सुलेशन के माध्यम से बहने वाली बहुत कम लीकेज धारा को मापा जाता है। इससे इन्सुलेशन का प्रतिरोध (मेगाओह्म में) निर्धारित होता है। कम इन्सुलेशन प्रतिरोध दर्शाता है कि इन्सुलेशन खराब हो गया है, संभवतः नमी, गंदगी या अधिक गर्मी के कारण।
2. ​ध्रुवीकरण सूचकांक परीक्षण (Polarization Index Test): यह परीक्षण इन्सुलेशन की दीर्घकालिक स्थिति का मूल्यांकन करता है। इसमें दो रीडिंग ली जाती हैं: एक 1 मिनट के बाद और दूसरी 10 मिनट के बाद। इन दोनों के अनुपात को ध्रुवीकरण सूचकांक (PI) कहा जाता है। एक उच्च PI मान (आमतौर पर 2 से अधिक) एक अच्छी और सूखी इन्सुलेशन स्थिति को इंगित करता है, जबकि एक कम मान खराब या नमी-ग्रस्त इन्सुलेशन को दर्शाता है।
3. ​डाइइलेक्ट्रिक अवशोषण अनुपात (Dielectric Absorption Ratio Test): यह परीक्षण भी इन्सुलेशन की नमी की स्थिति का आकलन करता है, लेकिन ध्रुवीकरण सूचकांक की तुलना में कम समय में (आमतौर पर 30 सेकंड और 60 सेकंड के बाद)।
4. ​डाइइलेक्ट्रिक शक्ति परीक्षण (Dielectric Strength Test): इस परीक्षण में, इन्सुलेशन पर धीरे-धीरे बढ़ते हुए वोल्टेज को तब तक लगाया जाता है जब तक कि यह विफल न हो जाए (ब्रेकडाउन)। इससे इन्सुलेशन की अधिकतम वोल्टेज झेलने की क्षमता का पता चलता है। यह एक विनाशकारी परीक्षण हो सकता है, इसलिए इसे अक्सर केवल निर्माता द्वारा या विशेष परिस्थितियों में ही किया जाता है।

​इन्सुलेशन रखरखाव

​नियमित रखरखाव इन्सुलेशन के जीवनकाल को बढ़ाने में मदद करता है।

1. ​सफाई: धूल, तेल और अन्य संदूषक इन्सुलेशन की सतह पर जमा होकर लीकेज धाराओं को बढ़ा सकते हैं। इन्सुलेशन की नियमित सफाई आवश्यक है, खासकर उच्च-वोल्टेज उपकरणों में।
2. ​तापमान नियंत्रण: अत्यधिक तापमान इन्सुलेशन के थर्मल एजिंग का मुख्य कारण है। सुनिश्चित करें कि उपकरण अपने डिज़ाइन किए गए तापमान सीमा के भीतर काम कर रहा है।
3. ​नमी और पर्यावरण नियंत्रण: इन्सुलेशन को नमी से बचाना महत्वपूर्ण है। नमी-संवेदनशील इन्सुलेटर वाले उपकरणों को सूखे और हवादार वातावरण में रखा जाना चाहिए।
4. ​तेल का परीक्षण: ट्रांसफार्मर जैसे तरल-इंसुलेटेड उपकरणों में, तेल की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और नमी सामग्री का नियमित रूप से परीक्षण किया जाना चाहिए। खराब गुणवत्ता वाला तेल इन्सुलेशन को विफल कर सकता है।

​नियमित परीक्षण और उचित रखरखाव के माध्यम से, उपकरण की सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सकती है, और महंगे ब्रेकडाउन को रोका जा सकता है।

इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण विद्युत उपकरणों और केबलों की इन्सुलेशन गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। इस परीक्षण का उद्देश्य इन्सुलेशन के माध्यम से होने वाली लीकेज धारा को मापना और यह सुनिश्चित करना है कि इन्सुलेशन में कोई दोष या गिरावट नहीं है।

​परीक्षण कैसे किया जाता है

​इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण एक विशेष उपकरण का उपयोग करके किया जाता है जिसे मेगर (Megger) या मेगाओह्ममीटर कहते हैं। परीक्षण की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:

1. ​उपकरण को बंद करें: सबसे पहले, जिस उपकरण का परीक्षण करना है उसे पूरी तरह से बिजली की आपूर्ति से अलग (isolated) किया जाता है। यह सुरक्षा के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
2. ​मेगर कनेक्ट करें: मेगर की दो प्रमुख लीड होती हैं:
   • ​लाइन (Line): इस लीड को उस कंडक्टर से जोड़ा जाता है जिसका इन्सुलेशन मापा जाना है (जैसे कि मोटर की वाइंडिंग)।
   • ​अर्थ (Earth): इस लीड को उपकरण के धातु के शरीर या फ्रेम से जोड़ा जाता है।
3. ​वोल्टेज लगाएं: मेगर एक उच्च DC वोल्टेज (आमतौर पर 500V, 1000V, या 5000V) उत्पन्न करता है और इसे लाइन और अर्थ के बीच लगाता है।
4. ​प्रतिरोध मापें: मेगर इस वोल्टेज के कारण प्रवाहित होने वाली बहुत कम लीकेज धारा को मापता है और ओम के नियम (R = V/I) का उपयोग करके इन्सुलेशन प्रतिरोध की गणना करता है।
5. ​रीडिंग दर्ज करें: मेगर डिस्प्ले पर इन्सुलेशन प्रतिरोध का मान मेगाओह्म (MΩ) या गीगाओह्म (GΩ) में दिखाता है।

​परीक्षण के परिणाम

• ​उच्च प्रतिरोध: एक उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध मान (आमतौर पर 1 MΩ से अधिक) यह इंगित करता है कि इन्सुलेशन अच्छी स्थिति में है और उसमें लीकेज धारा बहुत कम है।
• ​कम प्रतिरोध: एक कम प्रतिरोध मान यह दर्शाता है कि इन्सुलेशन खराब हो गया है। ऐसा नमी, गंदगी, या इन्सुलेशन के थर्मल एजिंग (overheating) के कारण हो सकता है। कम प्रतिरोध के कारण शॉर्ट सर्किट और बिजली के झटके का खतरा बढ़ जाता है।

​यह परीक्षण एक महत्वपूर्ण निवारक रखरखाव उपाय है जो संभावित विफलताओं को समय से पहले पहचानने और उन्हें ठीक करने में मदद करता है।

​

मेगर परीक्षण, जिसे इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण भी कहते हैं, एक ऐसा परीक्षण है जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों, जैसे मोटर, जनरेटर, केबल और ट्रांसफॉर्मर, के इन्सुलेशन की गुणवत्ता को मापने के लिए किया जाता है। इसका मुख्य उद्देश्य इन्सुलेशन के माध्यम से होने वाली लीकेज करंट को मापना और यह सुनिश्चित करना है कि इन्सुलेशन में कोई खराबी नहीं है।

​मेगर क्या है?

​मेगर (Megger) एक पोर्टेबल उपकरण है जो उच्च DC वोल्टेज (आमतौर पर 500V, 1000V, 2500V, या 5000V) उत्पन्न करता है और इन्सुलेशन प्रतिरोध को मेगाओह्म (MΩ) या गीगाओह्म (GΩ) में मापता है।  यह वोल्टेज इन्सुलेशन के माध्यम से प्रवाहित होने वाली बहुत कम लीकेज धारा को मापने के लिए पर्याप्त होता है।

​मेगर परीक्षण के चरण

1. ​उपकरण को बंद करें और आइसोलेट करें: परीक्षण शुरू करने से पहले, जिस उपकरण का परीक्षण करना है उसे पूरी तरह से बिजली की आपूर्ति से अलग कर दें। यह सुरक्षा के लिए सबसे महत्वपूर्ण कदम है।
2. ​मेगर कनेक्ट करें: मेगर की दो प्रमुख लीड होती हैं:
   • ​लाइन (L) लीड: इसे उस कंडक्टर से जोड़ा जाता है जिसका इन्सुलेशन मापा जाना है (जैसे कि मोटर की वाइंडिंग)।
   • ​अर्थ (E) लीड: इसे उपकरण के धातु के शरीर या फ्रेम से जोड़ा जाता है।
3. ​वोल्टेज लगाएं: मेगर का हैंडल घुमाकर या बटन दबाकर उच्च DC वोल्टेज उत्पन्न किया जाता है।
4. ​प्रतिरोध मापें: मेगर इस वोल्टेज के कारण प्रवाहित होने वाली लीकेज करंट को मापता है और ओम के नियम (R = V/I) का उपयोग करके इन्सुलेशन प्रतिरोध की गणना करता है।

​परीक्षण के परिणाम

• ​उच्च प्रतिरोध (High Resistance): एक उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध मान (आमतौर पर 1 MΩ से अधिक) यह इंगित करता है कि इन्सुलेशन अच्छी स्थिति में है और उसमें लीकेज करंट बहुत कम है। यह एक स्वस्थ इन्सुलेशन को दर्शाता है।
• ​कम प्रतिरोध (Low Resistance): एक कम प्रतिरोध मान यह दर्शाता है कि इन्सुलेशन खराब हो गया है। ऐसा नमी, गंदगी, या इन्सुलेशन के अधिक गर्म होने (overheating) के कारण हो सकता है। कम प्रतिरोध के कारण शॉर्ट सर्किट और बिजली के झटके का खतरा बढ़ जाता है।

​मेगर परीक्षण एक निवारक रखरखाव (preventive maintenance) प्रक्रिया का हिस्सा है। नियमित परीक्षण से इन्सुलेशन की स्थिति में आने वाले बदलावों का पता चलता है, जिससे संभावित विफलताओं को समय से पहले पहचाना और ठीक किया जा सकता है।

परावैद्युत अवशोषण अनुपात (Dielectric Absorption Ratio), जिसे संक्षेप में DAR भी कहा जाता है, इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। यह इन्सुलेशन की स्थिति का आकलन करने के लिए एक नैदानिक परीक्षण है, जो यह निर्धारित करता है कि इन्सुलेशन नमी-युक्त या खराब तो नहीं हो गया है।

​गणना

​DAR की गणना दो अलग-अलग समय पर लिए गए इन्सुलेशन प्रतिरोध मापों के अनुपात (ratio) के रूप में की जाती है। सबसे आम अनुपात 60 सेकंड (1 मिनट) पर मापे गए इन्सुलेशन प्रतिरोध को 30 सेकंड पर मापे गए प्रतिरोध से विभाजित करके प्राप्त किया जाता है:

​DAR = \frac{R_{60s}}{R_{30s}}

​यह परीक्षण मेगर नामक उपकरण का उपयोग करके किया जाता है, जो एक उच्च DC वोल्टेज लगाकर इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापता है।

​DAR का महत्व

1. ​नमी का पता लगाना: जब किसी उपकरण का इन्सुलेशन नमी से ग्रस्त होता है, तो उसका इन्सुलेशन प्रतिरोध जल्दी से एक स्थिर मान पर पहुँच जाता है। इसका मतलब है कि 60 सेकंड और 30 सेकंड की रीडिंग के बीच कोई खास अंतर नहीं होता, जिससे DAR का मान 1 के करीब होता है। एक उच्च DAR मान यह दर्शाता है कि इन्सुलेशन सूखा और अच्छी स्थिति में है।
2. ​दोषों की पहचान: DAR परीक्षण, ध्रुवीकरण सूचकांक (Polarization Index) के समान ही काम करता है, लेकिन कम समय में। यह इन्सुलेशन में स्थानीय दोषों या समग्र नमी की स्थिति को दर्शाता है।
3. ​इन्सुलेशन की स्थिति का मूल्यांकन:
   • ​1.0 से कम: यह आमतौर पर खराब इन्सुलेशन स्थिति को इंगित करता है।
   • ​1.0 से 1.25: इन्सुलेशन की स्थिति संदिग्ध मानी जाती है।
   • ​1.25 से 1.6: इन्सुलेशन की स्थिति अच्छी मानी जाती है।
   • ​1.6 से अधिक: यह उत्कृष्ट इन्सुलेशन स्थिति को दर्शाता है।

​संक्षेप में, DAR परीक्षण एक त्वरित और प्रभावी तरीका है जो यह जांचने के लिए उपयोग किया जाता है कि क्या विद्युत उपकरण का इन्सुलेशन सुरक्षित और विश्वसनीय है।

​इस वीडियो में परावैद्युत पदार्थों और ध्रुवण के बारे में विस्तार से समझाया गया है, जो इस विषय को और समझने में मदद करता है।

ध्रुवीकरण सूचकांक (Polarization Index), जिसे संक्षेप में PI कहते हैं, एक नैदानिक परीक्षण है जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों जैसे मोटर, जनरेटर, और केबल के इन्सुलेशन की दीर्घकालिक स्थिति और गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।

​यह परीक्षण बताता है कि क्या इन्सुलेशन स्वस्थ और सूखा है, या नमी और गंदगी से खराब हो गया है।

​ध्रुवीकरण सूचकांक की गणना

​ध्रुवीकरण सूचकांक की गणना एक विशेष उपकरण मेगर (Megger) का उपयोग करके की जाती है। मेगर से इन्सुलेशन पर एक उच्च DC वोल्टेज लगाया जाता है, और दो अलग-अलग समय पर इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापा जाता है।

​PI का मान 10 मिनट पर मापे गए इन्सुलेशन प्रतिरोध (R₁₀मिनट) और 1 मिनट पर मापे गए इन्सुलेशन प्रतिरोध (R₁मिनट) के अनुपात (ratio) द्वारा निर्धारित किया जाता है।

​PI = \frac{R_{10 मिनट}}{R_{1 मिनट}}

​इसका महत्व

​यह परीक्षण एक महत्वपूर्ण निवारक रखरखाव उपाय है क्योंकि:

1. ​इन्सुलेशन की स्थिति: स्वस्थ, सूखे और साफ इन्सुलेशन में, 10 मिनट के बाद प्रतिरोध का मान 1 मिनट के मान की तुलना में काफी बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप PI मान अधिक होता है।
2. ​नमी और गंदगी की पहचान: जब इन्सुलेशन में नमी या गंदगी होती है, तो लीकेज धारा बढ़ जाती है और इन्सुलेशन प्रतिरोध जल्दी से एक स्थिर, कम मान पर पहुँच जाता है। इससे 10 मिनट और 1 मिनट की रीडिंग के बीच का अंतर कम हो जाता है, और PI मान भी कम होता है।

​PI मानों की व्याख्या

​PI मानों की व्याख्या इन्सुलेशन की स्थिति के बारे में बताती है:

ध्रुवीकरण सूचकांक (Polarization Index), जिसे संक्षेप में PI कहते हैं, एक नैदानिक परीक्षण है जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों जैसे मोटर, जनरेटर, और केबल के इन्सुलेशन की दीर्घकालिक स्थिति और गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।

​यह परीक्षण बताता है कि क्या इन्सुलेशन स्वस्थ और सूखा है, या नमी और गंदगी से खराब हो गया है।

​ध्रुवीकरण सूचकांक की गणना

​ध्रुवीकरण सूचकांक की गणना एक विशेष उपकरण मेगर (Megger) का उपयोग करके की जाती है। मेगर से इन्सुलेशन पर एक उच्च DC वोल्टेज लगाया जाता है, और दो अलग-अलग समय पर इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापा जाता है।

​PI का मान 10 मिनट पर मापे गए इन्सुलेशन प्रतिरोध (R₁₀मिनट) और 1 मिनट पर मापे गए इन्सुलेशन प्रतिरोध (R₁मिनट) के अनुपात (ratio) द्वारा निर्धारित किया जाता है।

​PI = \frac{R_{10 मिनट}}{R_{1 मिनट}}

​इसका महत्व

​यह परीक्षण एक महत्वपूर्ण निवारक रखरखाव उपाय है क्योंकि:

1. ​इन्सुलेशन की स्थिति: स्वस्थ, सूखे और साफ इन्सुलेशन में, 10 मिनट के बाद प्रतिरोध का मान 1 मिनट के मान की तुलना में काफी बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप PI मान अधिक होता है।
2. ​नमी और गंदगी की पहचान: जब इन्सुलेशन में नमी या गंदगी होती है, तो लीकेज धारा बढ़ जाती है और इन्सुलेशन प्रतिरोध जल्दी से एक स्थिर, कम मान पर पहुँच जाता है। इससे 10 मिनट और 1 मिनट की रीडिंग के बीच का अंतर कम हो जाता है, और PI मान भी कम होता है।

​PI मानों की व्याख्या

​PI मानों की व्याख्या इन्सुलेशन की स्थिति के बारे में बताती है:

एक कम PI मान मरम्मत या बदलने की आवश्यकता का संकेत दे सकता है। यह परीक्षण एक सरल लेकिन प्रभावी तरीका है जिससे विद्युत उपकरणों की सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित की जाती है।

उच्च वोल्टेज (High Voltage) इन्सुलेशन परीक्षण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जिसका उपयोग विद्युत उपकरणों और प्रणालियों जैसे कि ट्रांसफार्मर, केबल, मोटर, और स्विचगियर की इन्सुलेशन अखंडता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। इसका मुख्य उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि उपकरण सुरक्षित रूप से और बिना किसी विद्युत रिसाव के उच्च वोल्टेज पर काम कर सकें।

​प्रमुख परीक्षण के तरीके

परावैद्युत प्रतिरोध परीक्षण (Dielectric Withstand Test)

• ​इसे हाईपोट (HiPot) परीक्षण के रूप में भी जाना जाता है।
• ​इस परीक्षण में, उपकरण के चालक भागों और उसके बाहरी इन्सुलेशन के बीच एक उच्च वोल्टेज (आमतौर पर सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज से अधिक) लगाया जाता है।
• ​इसका उद्देश्य यह सत्यापित करना है कि इन्सुलेशन बिना किसी ब्रेकडाउन या अत्यधिक रिसाव धारा के इस तनाव को झेल सकता है। यह एक विनाशकारी (destructive) परीक्षण हो सकता है, इसलिए इसे सावधानी से किया जाता है।

• आंशिक डिस्चार्ज (Partial Discharge) परीक्षण

• ​इस परीक्षण का उपयोग उच्च वोल्टेज उपकरणों के इन्सुलेशन सिस्टम के भीतर छोटे, स्थानीयकृत विद्युत निर्वहन (discharges) का पता लगाने और मापने के लिए किया जाता है।
• ​ये निर्वहन अक्सर इन्सुलेशन के अंदर छोटे दोषों या हवा के बुलबुले के कारण होते हैं।
• ​समय रहते इन निर्वहनों का पता लगाने से गंभीर इन्सुलेशन टूटने को रोका जा सकता है।

• आवेग परीक्षण (Impulse Test)

• ​यह परीक्षण बिजली गिरने या स्विचिंग के कारण होने वाले क्षणिक वोल्टेज उछाल (transient voltage surges) का अनुकरण करता है।
• ​उपकरण पर एक बहुत ही कम अवधि का, उच्च वोल्टेज आवेग लगाया जाता है ताकि यह मूल्यांकन किया जा सके कि वह क्षणिक ओवरवोल्टेज को कितनी अच्छी तरह से संभाल सकता है।

• ढांकता हुआ हानि परीक्षण (Dielectric Loss Test)

• इस परीक्षण में टैन डेल्टा (\tan δ) और धारिता (capacitance) मापी जाती है।

• यह इन्सुलेशन सामग्री में होने वाली ऊर्जा की हानि को मापता है और इन्सुलेशन की स्थिति, जैसे नमी या उम्र बढ़ने, से संबंधित समस्याओं की पहचान करने में मदद करता है।

  यह वीडियो बताता है कि कैसे मेगर का उपयोग करके उच्च वोल्टेज उपकरणों का इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण किया जाता है।

हाईपोट परीक्षण (Hipot Test), जिसे डाइइलेक्ट्रिक विथस्टैंड टेस्ट भी कहते हैं, एक गैर-विनाशकारी परीक्षण है जिसका उपयोग यह सत्यापित करने के लिए किया जाता है कि किसी विद्युत उपकरण का इन्सुलेशन बिना टूटे सामान्य से अधिक वोल्टेज का सामना कर सकता है। यह परीक्षण सुनिश्चित करता है कि इन्सुलेशन पर्याप्त रूप से मजबूत है ताकि बिजली के झटके और शॉर्ट सर्किट को रोका जा सके।

​उद्देश्य

• ​सुरक्षा सुनिश्चित करना: यह परीक्षण यह सुनिश्चित करता है कि विद्युत उपकरण सुरक्षित हैं और उनमें बिजली के झटके या आग लगने का जोखिम नहीं है।
• ​दोषों का पता लगाना: हाईपोट परीक्षण इन्सुलेशन में छिपे हुए दोषों, जैसे कटे हुए तार, पिनहोल, या अपर्याप्त क्रीपेज दूरी का पता लगाने में मदद करता है।
• ​विनिर्माण गुणवत्ता की जाँच करना: यह जांचता है कि उत्पादन इकाई का निर्माण उस इकाई के समान है जिसका प्रकार परीक्षण किया गया था, और विनिर्माण प्रक्रिया में दोषों को उजागर करता है।

​परीक्षण की प्रक्रिया

1. ​वोल्टेज का अनुप्रयोग: परीक्षण के दौरान, उपकरण के चालक भागों (जैसे तार) और उसके गैर-चालक बाहरी भाग (जैसे चेसिस) के बीच एक उच्च वोल्टेज लगाया जाता है।
2. ​वोल्टेज स्तर: परीक्षण के लिए उपयोग किया जाने वाला वोल्टेज आमतौर पर उपकरण के सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज से काफी अधिक होता है। एक सामान्य नियम के अनुसार, परीक्षण वोल्टेज (2 \\times ऑपरेटिंग वोल्टेज) + 1000 V होता है।
3. ​अवधि: वोल्टेज को एक निर्धारित अवधि (आमतौर पर 1 मिनट) के लिए लगाया जाता है।
4. ​परिणाम: यदि इन्सुलेशन इस उच्च वोल्टेज को बिना किसी टूटने या अत्यधिक रिसाव धारा के झेल लेता है, तो परीक्षण सफल माना जाता है। यदि कोई ब्रेकडाउन होता है, तो परीक्षण विफल हो जाता है, जिसका अर्थ है कि इन्सुलेशन में कोई दोष है।

​

इन्सुलेशन कई कारणों से ख़राब हो सकता है, जो समय के साथ इसकी इन्सुलेटिंग क्षमता को कम करते हैं। ये कारण अक्सर एक साथ काम करते हैं, जिससे इन्सुलेशन की विफलता की प्रक्रिया तेज हो जाती है।

​प्रमुख कारण

1. ​गर्मी और तापमान (Heat and Temperature)
   • ​उच्च तापमान इन्सुलेशन के ख़राब होने का सबसे आम कारण है। जब उपकरण अपने निर्धारित तापमान से अधिक गर्म होता है, तो इन्सुलेशन सामग्री की आणविक संरचना बदल जाती है, जिससे वह भंगुर (brittle) हो जाती है और अपनी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति खो देती है।
   • ​एक सामान्य नियम के अनुसार, यदि इन्सुलेशन का तापमान उसकी अधिकतम रेटेड सीमा से हर 10°C बढ़ जाता है, तो उसका जीवनकाल आधा हो जाता है।
2. ​नमी (Moisture)
   • ​नमी एक और प्रमुख कारण है जो इन्सुलेशन को खराब करता है। पानी विद्युत का एक अच्छा चालक होता है। जब इन्सुलेशन नमी को अवशोषित करता है, तो यह विद्युत रिसाव के लिए एक मार्ग बना देता है, जिससे इन्सुलेशन का प्रतिरोध और डाइइलेक्ट्रिक शक्ति कम हो जाती है।
   • ​नमी धातु के हिस्सों में जंग (corrosion) भी पैदा कर सकती है, जो इन्सुलेशन को और नुकसान पहुंचाती है।
3. ​यांत्रिक क्षति (Mechanical Damage)
   • ​बाहरी बल, जैसे कि केबल को खींचना, मोड़ना, या उस पर भारी वस्तु गिराना, इन्सुलेशन की बाहरी परत को नुकसान पहुंचा सकता है।
   • ​स्थापना के दौरान होने वाली क्षति, जैसे अनुचित तरीके से मोड़ना या काटना, भी इन्सुलेशन को कमजोर कर सकती है।
4. ​रासायनिक प्रदूषण (Chemical Contamination)
   • ​विद्युत उपकरणों के आसपास मौजूद तेल, सॉल्वैंट्स, धूल और अन्य रसायन इन्सुलेशन सामग्री के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिससे वह कमजोर हो जाती है और उसकी इन्सुलेटिंग क्षमता कम हो जाती है।
5. ​वोल्टेज तनाव (Voltage Stress)
   • ​बार-बार वोल्टेज का उतार-चढ़ाव (overvoltage) या बिजली गिरने से इन्सुलेशन पर अत्यधिक दबाव पड़ सकता है। यह तनाव समय के साथ इन्सुलेशन में छोटे छेद (pinholes) या दरारें पैदा कर सकता है, जिससे धीरे-धीरे विफलता होती है।

​इन सभी कारणों को रोकने के लिए, विद्युत उपकरणों का नियमित परीक्षण और रखरखाव आवश्यक है, जिसमें इन्सुलेशन प्रतिरोध और अन्य डाइइलेक्ट्रिक परीक्षण शामिल हैं।

​

रखरखाव, जिसे आम भाषा में मेंटेनेंस भी कहते हैं, किसी भी उपकरण, मशीन, या प्रणाली को उसकी सर्वोत्तम स्थिति में रखने और उसके जीवनकाल को बढ़ाने की प्रक्रिया है। इसका मुख्य उद्देश्य अप्रत्याशित विफलताओं को रोकना, प्रदर्शन को बेहतर बनाना, और सुरक्षा सुनिश्चित करना है।

​रखरखाव के प्रकार

​रखरखाव को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में बांटा जाता है:

1. ​निवारक रखरखाव (Preventive Maintenance)
   • ​यह सबसे आम प्रकार का रखरखाव है। इसमें किसी भी खराबी से पहले ही नियमित जांच, सफाई और छोटे-मोटे सुधार शामिल होते हैं।
   • ​उद्देश्य: अचानक होने वाली विफलता को रोकना और उपकरण के जीवनकाल को बढ़ाना।
   • ​उदाहरण: किसी कार के तेल को नियमित अंतराल पर बदलना, एयर कंडीशनर के फिल्टर को साफ करना, या मशीन की समय-समय पर चिकनाई करना।
2. ​सुधारात्मक रखरखाव (Corrective Maintenance)
   • ​इसे ब्रेकडाउन रखरखाव भी कहते हैं। इसमें किसी उपकरण के खराब हो जाने के बाद उसे ठीक किया जाता है।
   • ​उद्देश्य: उपकरण को उसकी पिछली कामकाजी स्थिति में वापस लाना।
   • ​उदाहरण: जब कोई मशीन खराब हो जाती है, तो उसके टूटे हुए हिस्से को बदलना या उसकी मरम्मत करना। यह तरीका आमतौर पर तब अपनाया जाता है जब निवारक रखरखाव लागत-प्रभावी न हो।
3. ​भविष्यसूचक रखरखाव (Predictive Maintenance)
   • ​यह सबसे उन्नत प्रकार का रखरखाव है। इसमें सेंसर और डेटा विश्लेषण का उपयोग करके यह अनुमान लगाया जाता है कि कोई खराबी कब हो सकती है।
   • ​उद्देश्य: ठीक उसी समय रखरखाव करना जब उसकी आवश्यकता हो, जिससे अनावश्यक ब्रेकडाउन और निवारक रखरखाव पर होने वाले खर्च दोनों को कम किया जा सके।
   • ​उदाहरण: वाइब्रेशन सेंसर का उपयोग करके मोटर के बियरिंग में होने वाले घर्षण का पता लगाना और उनके खराब होने से पहले ही उन्हें बदल देना।

​इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन में रखरखाव का महत्व

​विद्युत उपकरणों में, रखरखाव का सीधा संबंध इन्सुलेशन के जीवनकाल और सुरक्षा से होता है। नियमित परीक्षण, जैसे कि मेगर परीक्षण, से इन्सुलेशन की स्थिति का पता चलता है। यदि इन्सुलेशन में कोई कमी पाई जाती है, तो उसे समय रहते ठीक किया जा सकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट, बिजली के झटके और आग लगने जैसी दुर्घटनाओं से बचा जा सकता है।

​संक्षेप में, सही रखरखाव रणनीति से उपकरण की विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित होती है, और यह दीर्घकालिक लागत में भी बचत करता है।

विद्युत उपकरणों के इन्सुलेशन का रखरखाव उनकी सुरक्षा और दीर्घायु के लिए महत्वपूर्ण है। इस रखरखाव में कई प्रक्रियाएँ शामिल हैं, जैसे सुखाना, सफाई, और तेल निस्पंदन (oil filtration)।

​1. इन्सुलेशन सुखाना (Insulation Drying)

​इन्सुलेशन में नमी उसकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को कम कर सकती है, जिससे विद्युत विफलता का खतरा बढ़ जाता है। इन्सुलेशन को सुखाने के लिए कई तरीके अपनाए जाते हैं:

• ​वैक्यूम सुखाने (Vacuum Drying): यह सबसे प्रभावी तरीका है, खासकर ट्रांसफॉर्मर जैसे बड़े उपकरणों के लिए। उपकरण को एक निर्वात कक्ष (vacuum chamber) में रखा जाता है जहाँ इसे गर्म किया जाता है। कम दबाव (vacuum) में, नमी का क्वथनांक (boiling point) कम हो जाता है, जिससे यह आसानी से वाष्पित हो जाती है और बाहर निकल जाती है।
• ​गर्म तेल संचलन (Hot Oil Circulation): इस विधि में, गर्म तेल को उपकरण के माध्यम से प्रवाहित किया जाता है। तेल गर्मी को अवशोषित करता है और नमी को वाष्पित करने में मदद करता है। इस प्रक्रिया में अक्सर वैक्यूम पंप का भी उपयोग किया जाता है।

​2. इन्सुलेशन सफाई (Insulation Cleaning)

​समय के साथ, इन्सुलेशन की सतह पर धूल, गंदगी, तेल और अन्य प्रदूषक जमा हो सकते हैं। ये जमाव लीकेज धाराओं को बढ़ा सकते हैं और फ्लैशओवर (flashover) का कारण बन सकते हैं।

• ​प्रक्रिया: सफाई के लिए, अक्सर बिजली बंद करके इन्सुलेटरों को कपड़े से पोंछा जाता है या विशेष सफाई एजेंटों का उपयोग किया जाता है।
• ​सुरक्षा: जीवित हिस्सों की सफाई के लिए विशेष उपकरण और प्रशिक्षित कर्मियों की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह अत्यंत जोखिम भरा हो सकता है।

​3. तेल निस्पंदन (Oil Filtration)

​ट्रांसफॉर्मर और सर्किट ब्रेकर जैसे उपकरणों में, इन्सुलेटिंग तेल का उपयोग इन्सुलेशन और शीतलन दोनों के लिए होता है। समय के साथ, इस तेल में नमी, गैसें, और ठोस कण मिल सकते हैं, जिससे इसकी गुणवत्ता खराब हो जाती है।

• ​प्रक्रिया: तेल निस्पंदन प्रक्रिया में, एक विशेष मशीन का उपयोग करके तेल से इन अशुद्धियों को हटाया जाता है।
  • ​हीटिंग: तेल को लगभग 60-70°C तक गर्म किया जाता है ताकि नमी और गैसों को अलग किया जा सके।
  • ​वैक्यूम: तेल को वैक्यूम चैंबर से गुजारा जाता है ताकि घुली हुई गैसों और नमी को बाहर निकाला जा सके।
  • ​फिल्टरिंग: ठोस कणों को हटाने के लिए फिल्टर का उपयोग किया जाता है।
• ​उद्देश्य: तेल को फ़िल्टर करके उसकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति (dielectric strength) और शीतलन क्षमता को बहाल किया जाता है, जिससे उपकरण का जीवनकाल बढ़ता है।

​इन सभी प्रक्रियाओं का उद्देश्य इन्सुलेशन को उसकी सर्वोत्तम स्थिति में बनाए रखना और विद्युत उपकरणों की विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित करना  केबल के अंदर के कंडक्टरों को बाहरी वातावरण से और एक-दूसरे से अलग करती है। यह विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने और शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है।

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केबल इन्सुलेशन, या केबल का आवरण, वह बाहरी परत है जो केबल के अंदर के कंडक्टरों को बाहरी वातावरण से और एक-दूसरे से अलग करती है। यह विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित करने और शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण घटक है।
​केबल इन्सुलेशन के प्रकार

​केबल इन्सुलेशन को विभिन्न सामग्रियों के आधार पर कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक सामग्री के अपने विशिष्ट गुण होते हैं जो इसे कुछ खास अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं:

1. ​पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC): यह सबसे आम और लागत-प्रभावी इन्सुलेशन है। यह नमी, घर्षण और रसायनों के प्रति प्रतिरोधी है, जो इसे कम-वोल्टेज केबलों, घरेलू वायरिंग और बिजली के तारों में उपयोग के लिए आदर्श बनाता है।
2. ​क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE): XLPE एक उच्च-प्रदर्शन वाला इन्सुलेटर है जो बेहतर तापीय प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और पर्यावरणीय तनाव का प्रतिरोध प्रदान करता है। इसका उपयोग अक्सर मध्यम और उच्च-वोल्टेज पावर केबलों में किया जाता है, जहाँ अधिक गर्मी और तनाव का सामना करना पड़ता है।
3. ​रबर: प्राकृतिक और सिंथेटिक रबर, जैसे सिलिकॉन रबर, अपनी उत्कृष्ट लचीलेपन, स्थायित्व और नमी प्रतिरोध के लिए जाने जाते हैं। इनका उपयोग उन केबलों में होता है जिन्हें बार-बार मोड़ने या कठोर वातावरण में उपयोग करने की आवश्यकता होती है।
4. ​फ्लोरोपॉलीमर (Fluoropolymers): PTFE (Teflon) जैसे फ्लोरोपॉलीमर अत्यधिक उच्च तापमान, रसायनों और नमी के प्रति असाधारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं। इनका उपयोग विमानन, सैन्य और उच्च-आवृत्ति वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।
5. ​पेपर: पेपर का उपयोग मुख्य रूप से उच्च वोल्टेज केबलों में इन्सुलेटर के रूप में होता है। इसकी इन्सुलेटिंग क्षमता को बढ़ाने के लिए इसे विशेष तेल में भिगोया जाता है।

​केबल इन्सुलेशन के गुण

​एक अच्छे केबल इन्सुलेशन में निम्नलिखित गुण होने चाहिए:

​उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति: यह इन्सुलेशन की वोल्टेज तनाव को बिना टूटे सहने की क्षमता है।

उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध: यह विद्युत धारा के रिसाव को रोकने की क्षमता है।

नमी प्रतिरोध: यह नमी को अवशोषित करने और डाइइलेक्ट्रिक गुणों को बनाए रखने की क्षमता है।

यांत्रिक शक्ति: यह बाहरी दबाव और घर्षण को झेलने की क्षमता है।

तापमान प्रतिरोध: यह उच्च तापमान पर अपनी इन्सुलेटिंग क्षमता को बनाए रखने की क्षमता है।

ट्रांसफार्मर में इन्सुलेशन का मुख्य उद्देश्य विद्युत प्रवाह को वाइंडिंग और कोर के बीच अलग रखना और साथ ही अत्यधिक गर्मी को कम करना है। ट्रांसफार्मर के सुरक्षित संचालन और लंबी उम्र के लिए इन्सुलेशन अत्यंत महत्वपूर्ण है।

​इन्सुलेशन के प्रकार

​ट्रांसफार्मर में मुख्य रूप से दो प्रकार के इन्सुलेशन का उपयोग किया जाता है:

तरल इन्सुलेशन (Liquid Insulation):

यह सबसे आम प्रकार है और इसमें ट्रांसफार्मर तेल का उपयोग किया जाता है।

कार्य:

विद्युत इन्सुलेशन: यह ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग और अन्य भागों को एक-दूसरे से और टैंक से अलग रखता है, जिससे शॉर्ट सर्किट और विद्युत दोषों को रोका जा सके।

 विद्युत इन्सुलेशन: यह ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग और अन्य भागों को एक-दूसरे से और टैंक से अलग रखता है, जिससे शॉर्ट सर्किट और विद्युत दोषों को रोका जा सके।

ठोस इन्सुलेशन (Solid Insulation):

• ​इस प्रकार में विभिन्न ठोस पदार्थों का उपयोग किया जाता है।
• ​उदाहरण:
• ​इन्सुलेटिंग पेपर: इसे वाइंडिंग के बीच और कोर के चारों ओर लपेटा जाता है।
• ​प्रेसबोर्ड: इसका उपयोग वाइंडिंग को सहारा देने और इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है।
• ​वुड (Wood): लकड़ी के कुछ विशेष प्रकार का उपयोग स्पेसर और सपोर्ट के लिए किया जाता है।

इन्सुलेशन का रखरखाव

​ट्रांसफार्मर इन्सुलेशन का नियमित रखरखाव उसकी सुरक्षा और दक्षता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

• ​तेल का विश्लेषण: ट्रांसफार्मर तेल की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति, नमी और अशुद्धियों के लिए नियमित रूप से जाँच की जाती है।
• ​इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण: मेगर (Megger) जैसे उपकरणों का उपयोग करके इन्सुलेशन की स्थिति का मूल्यांकन किया जाता है।
• ​सफाई: इन्सुलेटरों की सतहों पर जमा धूल और गंदगी को साफ किया जाता है ताकि फ्लैशओवर को रोका जा सके।

मोटर इन्सुलेशन एक महत्वपूर्ण घटक है जो मोटर वाइंडिंग (तारों के कॉइल) को एक दूसरे से और मोटर के धातु फ्रेम से अलग करता है। इसका मुख्य कार्य विद्युत धारा को सही रास्ते पर रखना, शॉर्ट सर्किट को रोकना और मोटर की सुरक्षा सुनिश्चित करना है।

​मोटर इन्सुलेशन क्यों महत्वपूर्ण है

• ​सुरक्षा: इन्सुलेशन बिजली के झटके और शॉर्ट सर्किट से बचाता है। यदि इन्सुलेशन विफल हो जाता है, तो धारा मोटर के धातु के हिस्सों में प्रवाहित हो सकती है, जिससे इसे छूने वाले व्यक्ति को खतरा हो सकता है।
• ​प्रदर्शन: इन्सुलेशन यह सुनिश्चित करता है कि मोटर कुशलता से काम करे। खराब इन्सुलेशन से ऊर्जा का रिसाव होता है, जिससे मोटर की दक्षता कम हो जाती है।
• ​जीवनकाल: इन्सुलेशन मोटर का जीवनकाल निर्धारित करता है। अत्यधिक गर्मी, नमी या यांत्रिक तनाव से इन्सुलेशन खराब हो सकता है, जिससे मोटर जल्दी खराब हो सकती है।

​इन्सुलेशन के प्रकार और वर्ग

​मोटरों में उपयोग किए जाने वाले इन्सुलेशन को उनके अधिकतम तापमान प्रतिरोध के आधार पर विभिन्न वर्गों में वर्गीकृत किया जाता है।

• ​क्लास B: अधिकतम 130°C तक। इसमें आमतौर पर अभ्रक (mica) और फाइबरग्लास जैसी सामग्री होती है।
• ​क्लास F: अधिकतम 155°C तक। यह औद्योगिक मोटरों में सबसे आम है और उच्च तापमान का सामना कर सकता है।
• ​क्लास H: अधिकतम 180°C तक। इस वर्ग में सिलिकॉन जैसे अधिक गर्मी प्रतिरोधी पदार्थ शामिल होते हैं।

​अगर मोटर अपनी इन्सुलेशन रेटिंग से अधिक तापमान पर चलती है, तो उसका जीवनकाल तेजी से घट जाता है। उदाहरण के लिए, यदि एक क्लास F मोटर को 165°C पर चलाया जाता है, तो उसका जीवनकाल लगभग आधा हो जाता है।

सर्किट ब्रेकर में इन्सुलेशन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि यह न केवल सुरक्षा सुनिश्चित करता है, बल्कि सर्किट ब्रेकर के भीतर उत्पन्न होने वाले आर्क (विद्युत चाप) को बुझाने में भी मदद करता है। यह एक दोहरा कार्य करता है: विद्युत प्रवाह को सही रास्ते पर रखना और सर्किट को सुरक्षित रूप से खोलना।

​इन्सुलेशन के प्रकार

​सर्किट ब्रेकर में इन्सुलेशन के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, जो सर्किट ब्रेकर के प्रकार और वोल्टेज स्तर पर निर्भर करता है:

एयर सर्किट ब्रेकर (ACB): ये निम्न और मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए उपयोग होते हैं। इनमें हवा (air) का उपयोग इन्सुलेटिंग और आर्क-बुझाने वाले माध्यम के रूप में किया जाता है। हवा सबसे सस्ता और सबसे आसानी से उपलब्ध इन्सुलेटर है, लेकिन इसकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति कम होती है।

वैक्यूम सर्किट ब्रेकर (VCB): ये 36 kV तक के मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। इन सर्किट ब्रेकर में निर्वात (vacuum) का उपयोग किया जाता है, जो एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है।  निर्वात में आर्क जल्दी और कुशलता से बुझ जाता है, जिससे यह उच्च विश्वसनीयता वाला विकल्प बन जाता है।

सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF₆) सर्किट ब्रेकर: ये उच्च और बहुत उच्च वोल्टेज (HV/EHV) अनुप्रयोगों के लिए उपयोग होते हैं। SF₆ गैस हवा की तुलना में कई गुना अधिक इन्सुलेशन और आर्क-बुझाने की क्षमता रखती है। यह गैस गैर-ज्वलनशील होती है और बहुत उच्च वोल्टेज का सामना कर सकती है, जिससे सर्किट ब्रेकर को अधिक कॉम्पैक्ट बनाया जा सकता है।

ऑयल सर्किट ब्रेकर (OCB): ये पुराने सर्किट ब्रेकर में उपयोग होते थे। इनमें इन्सुलेटिंग तेल का उपयोग किया जाता था जो इन्सुलेशन प्रदान करता था और आर्क बुझाने में मदद करता था। हालांकि, तेल ज्वलनशील होता है और रखरखाव की आवश्यकता होती है, इसलिए अब इनका उपयोग कम हो गया है।

इन्सुलेशन का महत्व

• ​आर्क बुझाना: जब सर्किट ब्रेकर सर्किट को तोड़ता है, तो संपर्कों के बीच एक शक्तिशाली विद्युत चाप (आर्क) बनता है। इन्सुलेटिंग माध्यम इस आर्क को बुझाता है, जिससे सर्किट सुरक्षित रूप से खुल सके।
• ​शॉर्ट सर्किट से बचाव: इन्सुलेशन सर्किट ब्रेकर के विभिन्न भागों को एक-दूसरे से और ग्राउंड से अलग रखता है, जिससे शॉर्ट सर्किट नहीं होता।
• ​सुरक्षा: सही इन्सुलेशन सुनिश्चित करता है कि सर्किट ब्रेकर सुरक्षित रूप से काम करे और कर्मियों को बिजली के झटके से बचाए।

SF₆ (सल्फर हेक्साफ्लोराइड) गैस का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत इंजीनियरिंग में उच्च-वोल्टेज उपकरणों के लिए एक इन्सुलेटर (अवरोधक) और चाप शमन (arc quenching) माध्यम के रूप में किया जाता है। इसके कुछ विशेष गुण हैं जो इसे इस उद्देश्य के लिए आदर्श बनाते हैं।

​SF₆ का उपयोग क्यों किया जाता है?

1. ​उत्कृष्ट परावैद्युत शक्ति (Dielectric Strength): SF₆ गैस में हवा की तुलना में 2.5 गुना और नाइट्रोजन की तुलना में कई गुना अधिक इन्सुलेटिंग क्षमता होती है। यह उच्च वोल्टेज पर भी विद्युत प्रवाह का विरोध करती है, जिससे उपकरण छोटे और अधिक कॉम्पैक्ट बन पाते हैं।
2. ​उत्कृष्ट चाप शमन गुण (Arc Quenching): जब एक सर्किट ब्रेकर सर्किट को तोड़ता है, तो संपर्कों के बीच एक विद्युत चाप (आर्क) बनता है। SF₆ गैस इस चाप की ऊर्जा को प्रभावी ढंग से अवशोषित कर लेती है, जिससे यह बहुत जल्दी बुझ जाता है। यह गुण सर्किट ब्रेकर की विश्वसनीयता और सुरक्षा को बढ़ाता है।
3. ​रासायनिक स्थिरता (Chemical Stability): SF₆ गैस बहुत स्थिर और निष्क्रिय होती है। यह सामान्य परिचालन स्थितियों में अन्य पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया नहीं करती है, जिससे उपकरण का जीवनकाल लंबा होता है।
4. ​गैर-ज्वलनशील और गैर-विषाक्त: SF₆ गैर-ज्वलनशील है, जिससे आग या विस्फोट का कोई खतरा नहीं होता। यह शुद्ध अवस्था में गैर-विषाक्त भी होती है।

​उपयोग के क्षेत्र

सर्किट ब्रेकर: SF₆ का उपयोग उच्च और अति-उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकरों में चाप को बुझाने के लिए किया जाता है।

गैस-इंसुलेटेड सबस्टेशन (GIS): ये सबस्टेशन SF₆ गैस का उपयोग करते हैं, जिससे वे पारंपरिक सबस्टेशनों की तुलना में बहुत छोटे और अधिक कॉम्पैक्ट बन जाते हैं।

 स्विचगियर: इसका उपयोग स्विचगियर और अन्य उच्च वोल्टेज उपकरणों में इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है।

हालाँकि, SF₆ एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है, जिसकी ग्लोबल वार्मिंग क्षमता कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में कई हजार गुना अधिक है। इसलिए, इसके रिसाव को रोकने और इसके पर्यावरण-अनुकूल विकल्पों की खोज के लिए बहुत प्रयास किए जा रहे हैं।

ट्रांसफार्मर में तेल के उपयोग के दो मुख्य कारण हैं:

1. ​इन्सुलेशन (विद्युत अवरोधन): ट्रांसफार्मर में तेल एक उत्कृष्ट विद्युत अवरोधक के रूप में कार्य करता है। यह ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग और कोर को एक-दूसरे से और ट्रांसफार्मर के टैंक से अलग रखता है, जिससे शॉर्ट सर्किट और विद्युत दोषों को रोका जा सके। तेल की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति हवा से कहीं अधिक होती है, जो इसे इन्सुलेशन के लिए आदर्श बनाती है।
2. ​शीतलन (Cooling): जब ट्रांसफार्मर काम करता है, तो उसमें वाइंडिंग और कोर में विद्युत प्रवाह के कारण गर्मी उत्पन्न होती है। ट्रांसफार्मर तेल इस गर्मी को अवशोषित करता है और संवहन (convection) के माध्यम से इसे ट्रांसफार्मर के बाहरी टैंक की ओर ले जाता है। बाहरी टैंक पर लगे फिन्स (fins) या रेडिएटर के माध्यम से यह गर्मी वातावरण में फैल जाती है, जिससे ट्रांसफार्मर ठंडा रहता है।

​तेल के अन्य फायदे

• ​नमी का अवशोषण: तेल नमी को अवशोषित करने में मदद करता है, जो इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकती है।
• ​आर्क बुझाना: यदि ट्रांसफार्मर में कोई आंतरिक दोष होता है, तो तेल उत्पन्न होने वाले आर्क (विद्युत चाप) को बुझाने में मदद करता है।

​इन कारणों से, ट्रांसफार्मर तेल न केवल सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि ट्रांसफार्मर के कुशल और लंबे समय तक चलने के लिए भी आवश्यक है।

कम्यूटेटर में अभ्रक (mica) का उपयोग एक महत्वपूर्ण इन्सुलेटिंग सामग्री के रूप में किया जाता है क्योंकि इसमें कुछ अनूठे गुण होते हैं। अभ्रक का मुख्य कार्य कम्यूटेटर के तांबे के खंडों को एक-दूसरे से विद्युत रूप से अलग करना है ताकि शॉर्ट सर्किट को रोका जा सके।

​अभ्रक का उपयोग क्यों किया जाता है?

1. ​उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन: अभ्रक एक बहुत ही उत्कृष्ट विद्युत अवरोधक है। इसमें उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति होती है, जिसका अर्थ है कि यह उच्च वोल्टेज को बिना टूटे रोक सकता है।
2. ​उच्च तापमान प्रतिरोध: कम्यूटेटर में ब्रश और खंडों के बीच घर्षण के कारण काफी गर्मी उत्पन्न होती है। अभ्रक इस उच्च तापमान का सामना कर सकता है और अपनी इन्सुलेटिंग क्षमता को बनाए रखता है, जबकि अन्य इन्सुलेटर पिघल सकते हैं या खराब हो सकते हैं।
3. ​यांत्रिक शक्ति और घिसाव प्रतिरोध: अभ्रक यांत्रिक रूप से मजबूत होता है और घिसाव का प्रतिरोध करता है। यह कम्यूटेटर खंडों और कार्बन ब्रश के बीच घर्षण को झेल सकता है, जिससे कम्यूटेटर की सतह चिकनी बनी रहती है और उसका जीवनकाल बढ़ता है।
4. ​समान घिसाव: अभ्रक की कठोरता लगभग तांबे के बराबर होती है। यह गुण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सुनिश्चित करता है कि अभ्रक और तांबे के खंड समान दर से घिसें। यदि अभ्रक तांबे की तुलना में अधिक कठोर होता, तो यह ब्रश को नुकसान पहुँचा सकता था और स्पार्किंग को बढ़ा सकता था।

​कम्यूटेटर में अभ्रक का उपयोग करके, एक स्थिर और विश्वसनीय इन्सुलेशन सुनिश्चित किया जाता है, जो डीसी मोटर और जनरेटर के कुशल और सुरक्षित संचालन के लिए आवश्यक है।

इन्सुलेशन की विफलता और उम्र बढ़ना दो संबंधित अवधारणाएँ हैं जो विद्युत उपकरणों के जीवनकाल और सुरक्षा को सीधे तौर पर प्रभावित करती हैं। समय के साथ, इन्सुलेशन की क्षमता कई कारणों से कम होती जाती है, जिससे अंततः यह विफल हो जाता है।

​इन्सुलेशन की विफलता के प्रमुख कारण

1. ​गर्मी (Heat): यह इन्सुलेशन की विफलता का सबसे आम कारण है। जब कोई उपकरण अपनी निर्धारित तापमान सीमा से अधिक गर्म होता है, तो इन्सुलेशन सामग्री की रासायनिक संरचना बदल जाती है, जिससे वह भंगुर (brittle) हो जाती है और उसकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति कम हो जाती है।
2. ​यांत्रिक तनाव (Mechanical Stress): बाहरी बल जैसे खींचना, घर्षण, या कंपन इन्सुलेशन में दरार या छेद पैदा कर सकते हैं। यह या तो स्थापना के दौरान हो सकता है या उपकरण के चलने के दौरान।
3. ​नमी और रासायनिक प्रदूषण (Moisture & Chemical Contamination): पानी, तेल, धूल और अन्य रसायन इन्सुलेशन में प्रवेश करके उसके इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम कर सकते हैं। नमी की उपस्थिति से लीकेज धाराएं बढ़ती हैं और धातु के हिस्सों में जंग लग सकती है।
4. ​वोल्टेज तनाव (Voltage Stress): बार-बार होने वाले वोल्टेज में उतार-चढ़ाव या बिजली गिरने से इन्सुलेशन पर अत्यधिक दबाव पड़ सकता है। यह तनाव समय के साथ इन्सुलेशन में छोटे छेद (pinholes) पैदा कर सकता है।

​इन्सुलेशन की उम्र बढ़ना (Aging)

​इन्सुलेशन का उम्र बढ़ना एक धीमी प्रक्रिया है जो समय के साथ ऊपर बताए गए कारकों के संपर्क में आने से होती है। यह एक प्राकृतिक प्रक्रिया है, लेकिन इसे उचित रखरखाव और सही इन्सुलेशन वर्ग का उपयोग करके धीमा किया जा सकता है।

• ​थर्मल एजिंग: यह इन्सुलेशन के धीरे-धीरे खराब होने की प्रक्रिया है, जो लगातार उच्च तापमान के कारण होती है। एक सामान्य नियम के अनुसार, यदि इन्सुलेशन का तापमान उसकी अधिकतम सीमा से हर 10°C बढ़ जाता है, तो उसका जीवनकाल लगभग आधा हो जाता है।
• ​रासायनिक और पर्यावरणीय एजिंग: इन्सुलेशन अपने आसपास के वातावरण (जैसे वायुमंडलीय प्रदूषण, यूवी किरणें, आदि) के कारण भी खराब होता है।

​जब इन्सुलेशन अपनी उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के अंतिम चरण में होता है, तो वह किसी भी छोटे तनाव (जैसे एक छोटा वोल्टेज उछाल) के कारण भी विफल हो सकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट और उपकरण का खराब होना हो सकता है। इसीलिए, उपकरणों का जीवनकाल बढ़ाने के लिए इन्सुलेशन का नियमित परीक्षण और रखरखाव आवश्यक है।

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विफलता के कई कारण होते हैं, जो यह निर्धारित करते हैं कि कोई वस्तु या प्रणाली अपनी अपेक्षित कार्यक्षमता को कब खो देगी। ये कारण अक्सर एक-दूसरे से संबंधित होते हैं और एक साथ काम कर सकते हैं, जिससे विफलता की प्रक्रिया तेज हो जाती है।

​1. यांत्रिक विफलता

​यांत्रिक विफलता तब होती है जब कोई वस्तु या प्रणाली तनाव, खिंचाव, यांत्रिक दबाव, घर्षण, या कंपन जैसे भौतिक बलों के कारण टूट जाती है या खराब हो जाती है।

• ​उदाहरण: किसी मशीन के पुर्जे का अत्यधिक घिसाव, एक पुल की संरचना में थकान के कारण दरारें, या एक वाहन के टायर का फटना।

​2. विद्युत विफलता

​विद्युत विफलता तब होती है जब विद्युत घटक अपनी इन्सुलेटिंग क्षमता खो देते हैं, जिससे विद्युत प्रवाह अनियंत्रित रूप से बहता है।

• ​उदाहरण: इन्सुलेशन का खराब होना, शॉर्ट सर्किट, या वोल्टेज के उतार-चढ़ाव के कारण घटकों का जलना।

​3. तापीय विफलता

​तापीय विफलता तब होती है जब अत्यधिक गर्मी या तापमान में अचानक बदलाव के कारण कोई सामग्री कमजोर हो जाती है या पिघल जाती है।

• ​उदाहरण: किसी इंजन का अत्यधिक गर्म होना, अत्यधिक गर्मी के कारण प्लास्टिक का पिघलना, या अत्यधिक ठंड के कारण सामग्री का भंगुर होना।

​4. रासायनिक विफलता

​रासायनिक विफलता तब होती है जब सामग्री रसायनों के संपर्क में आती है, जिससे जंग (corrosion) या क्षरण (degradation) होता है।

• ​उदाहरण: धातु में जंग लगना, रसायनों के संपर्क में आने से प्लास्टिक का रंग बदलना या कमजोर होना।

​इन सभी विफलताओं को रोकने के लिए, किसी भी प्रणाली का नियमित रखरखाव, निरीक्षण और उचित परिचालन आवश्यक है।

इन्सुलेशन का उम्र बढ़ना एक प्राकृतिक प्रक्रिया है, जिसमें विद्युत उपकरणों में उपयोग होने वाली इन्सुलेशन सामग्री समय के साथ अपनी मूल विद्युत और यांत्रिक शक्ति खो देती है। यह एक धीमी और क्रमिक प्रक्रिया है जो कई कारकों के कारण होती है, जिससे अंततः इन्सुलेशन विफल हो जाता है और उपकरण खराब हो जाता है।

​इन्सुलेशन उम्र बढ़ने के मुख्य कारण

1. ​गर्मी: यह इन्सुलेशन के उम्र बढ़ने का सबसे महत्वपूर्ण कारक है। जब कोई उपकरण अपने निर्धारित तापमान से अधिक गर्म होता है, तो इन्सुलेशन सामग्री की आणविक संरचना कमजोर हो जाती है। यह प्रक्रिया थर्मल एजिंग कहलाती है। एक सामान्य नियम के अनुसार, यदि इन्सुलेशन का ऑपरेटिंग तापमान उसकी अधिकतम निर्धारित सीमा से हर 10°C बढ़ता है, तो उसका अपेक्षित जीवनकाल आधा हो जाता है।
2. ​नमी: नमी की उपस्थिति इन्सुलेशन के लिए बहुत हानिकारक होती है। पानी इन्सुलेशन में प्रवेश करके उसकी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और प्रतिरोध को कम कर देता है। नमी की वजह से लीकेज धाराएँ बढ़ जाती हैं और धातु के हिस्सों में जंग भी लग सकती है, जिससे इन्सुलेशन की स्थिति और भी खराब हो जाती है।
3. ​यांत्रिक तनाव: स्थापना के दौरान या उपकरण के चलने के दौरान लगने वाले यांत्रिक बल, जैसे खिंचाव, घर्षण, कंपन, या दबाव, इन्सुलेशन में दरारें या छेद पैदा कर सकते हैं। ये छोटे दोष समय के साथ बढ़ते जाते हैं और इन्सुलेशन की विफलता का कारण बनते हैं।
4. ​रासायनिक प्रदूषण: तेल, ग्रीस, सॉल्वैंट्स, धूल और वायु प्रदूषण जैसे रसायन इन्सुलेशन सामग्री पर हमला कर सकते हैं, जिससे वह भंगुर या नरम हो जाती है। यह रासायनिक प्रतिक्रिया इन्सुलेशन के गुणों को धीरे-धीरे खराब कर देती है।
5. ​वोल्टेज तनाव: लगातार या बार-बार होने वाले वोल्टेज के उतार-चढ़ाव (overvoltage) इन्सुलेशन पर विद्युत दबाव डालते हैं। यह तनाव इन्सुलेशन के भीतर छोटे-छोटे निर्वहन (partial discharges) को जन्म दे सकता है, जो धीरे-धीरे सामग्री को नष्ट कर देते हैं।

​उम्र बढ़ने का पता कैसे लगाएं

​इन्सुलेशन के उम्र बढ़ने का पता लगाने के लिए नियमित परीक्षण बहुत जरूरी है। कुछ मुख्य परीक्षण इस प्रकार हैं:

• ​इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण (मेगर परीक्षण): इन्सुलेशन के प्रतिरोध को मापकर उसकी वर्तमान स्थिति का पता लगाया जाता है। कम प्रतिरोध का मतलब है कि इन्सुलेशन कमजोर हो गया है।
• ​ध्रुवीकरण सूचकांक (PI) और परावैद्युत अवशोषण अनुपात (DAR): ये परीक्षण इन्सुलेशन में नमी या गंदगी की उपस्थिति का पता लगाने में मदद करते हैं।
• ​तेल विश्लेषण: ट्रांसफॉर्मर में, तेल का विश्लेषण करके इन्सुलेटिंग पेपर (जिसमें सेल्यूलोज होता है) के टूटने से बनने वाले रसायनों का पता लगाया जाता है, जो इन्सुलेशन के उम्र बढ़ने का संकेत देते हैं।

​इन्सुलेशन की उम्र बढ़ना एक अपरिहार्य प्रक्रिया है, लेकिन उचित रखरखाव, नियमित परीक्षण और सही परिचालन तापमान को बनाए रखकर इसे धीमा किया जा सकता है, जिससे विद्युत उपकरणों का जीवनकाल और सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

आंशिक निर्वहन (Partial Discharge), जिसे संक्षेप में PD कहते हैं, एक स्थानीय विद्युत निर्वहन (electrical discharge) है जो दो चालकों के बीच की दूरी को पूरी तरह से पाट नहीं पाता है। यह उच्च-वोल्टेज उपकरणों के इन्सुलेशन में एक कमजोर बिंदु पर होता है, जैसे कि छोटे voids, बुलबुले या अशुद्धियों में।

​कारण

​PD विभिन्न कारणों से हो सकता है, जिनमें शामिल हैं:

• ​इन्सुलेशन में दोष: इन्सुलेटिंग सामग्री के निर्माण के दौरान उसमें छोटे बुलबुले, voids, या अशुद्धियाँ रह जाना।
• ​स्थानीयकृत विद्युत क्षेत्र: कुछ स्थानों पर, जैसे धातु के नुकीले सिरों पर, विद्युत क्षेत्र बहुत केंद्रित हो जाता है। यह स्थानीयकृत क्षेत्र इतना मजबूत हो सकता है कि आसपास की गैस या तरल को आयनित कर दे।
• ​सतह का प्रदूषण: इन्सुलेटर की सतह पर धूल, नमी या गंदगी का जमा होना PD का कारण बन सकता है, जिसे सतह निर्वहन (surface discharge) कहते हैं।

​प्रभाव

​समय के साथ, PD इन्सुलेशन को धीरे-धीरे खराब कर सकता है, जिससे अंततः गंभीर विफलता हो सकती है। इसके प्रभाव इस प्रकार हैं:

• ​भौतिक क्षति: प्रत्येक डिस्चार्ज के कारण उच्च-ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन इन्सुलेशन सामग्री से टकराते हैं, जिससे उसके रासायनिक बंध टूट जाते हैं। यह प्रक्रिया समय के साथ इन्सुलेशन को कमजोर करती है।
• ​रासायनिक प्रतिक्रियाएँ: PD से ओजोन, नाइट्रोजन ऑक्साइड और अन्य प्रतिक्रियाशील गैसें उत्पन्न हो सकती हैं जो इन्सुलेशन को और अधिक खराब कर सकती हैं।

​इसलिए, उच्च वोल्टेज उपकरणों में PD का पता लगाने के लिए नियमित परीक्षण आवश्यक है ताकि समय रहते दोषों की पहचान की जा सके और उन्हें ठीक किया जा सके।

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ओवरलोडिंग का मतलब है किसी उपकरण या सिस्टम पर उसकी डिज़ाइन की गई क्षमता से अधिक भार डालना। यह कई तरह के नुकसान का कारण बन सकता है, विशेषकर विद्युत प्रणालियों और वाहनों में।

​विद्युत ओवरलोडिंग से होने वाले नुकसान

​विद्युत ओवरलोडिंग तब होती है जब एक सर्किट से बहुत अधिक उपकरण जुड़े होते हैं, जिससे सर्किट की वहन क्षमता से अधिक करंट प्रवाहित होता है।

• ​अत्यधिक गर्मी (Overheating): ओवरलोडिंग के कारण तारों और उपकरणों में अधिक करंट प्रवाहित होता है, जिससे वे गर्म हो जाते हैं। यह गर्मी तारों के इन्सुलेशन को पिघला सकती है, जिससे शॉर्ट सर्किट और आग लग सकती है।
• ​वोल्टेज में गिरावट (Voltage Drop): जब एक सर्किट पर बहुत अधिक भार होता है, तो वोल्टेज में महत्वपूर्ण गिरावट आ सकती है। इससे संवेदनशील उपकरण खराब हो सकते हैं या ठीक से काम नहीं कर सकते।
• ​उपकरणों को नुकसान: ओवरलोडिंग के कारण विद्युत उपकरण, जैसे मोटर और ट्रांसफार्मर, अपनी क्षमता से अधिक काम करते हैं, जिससे उनके आंतरिक पुर्जे जल्दी घिसते हैं और उनका जीवनकाल कम हो जाता है।
• ​सर्किट ब्रेकर का ट्रिप होना: सुरक्षा के लिए, सर्किट ब्रेकर ओवरलोड होने पर बिजली की आपूर्ति को काट देते हैं। बार-बार सर्किट ब्रेकर का ट्रिप होना इस बात का संकेत है कि सर्किट पर लगातार ओवरलोड हो रहा है।

​वाहन ओवरलोडिंग से होने वाले नुकसान

​वाहन में ओवरलोडिंग का मतलब है वाहन की निर्धारित भार सीमा से अधिक वजन ले जाना।

• ​इंजन को नुकसान: अधिक भार के कारण इंजन को अपनी क्षमता से ज्यादा जोर लगाना पड़ता है, जिससे इंजन के आंतरिक हिस्से जल्दी घिसते हैं और उसका तापमान बढ़ता है।
• ​सड़क दुर्घटनाएं: ओवरलोडिंग से वाहन पर नियंत्रण रखना मुश्किल हो जाता है, जिससे ब्रेक फेल होने और पलटने जैसी दुर्घटनाओं का खतरा बढ़ जाता है।
• ​टायर और सस्पेंशन को क्षति: वाहन के टायर, ब्रेक और सस्पेंशन सिस्टम पर अतिरिक्त दबाव पड़ता है, जिससे वे जल्दी खराब होते हैं।
• ​सड़कों को नुकसान: ओवरलोडेड वाहन सड़कों पर अधिक दबाव डालते हैं, जिससे सड़कें जल्दी टूटती हैं और गड्ढों में तब्दील हो जाती हैं।

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तापमान का विद्युत इन्सुलेशन पर गहरा प्रभाव पड़ता है। यह इन्सुलेशन की दक्षता, जीवनकाल और सुरक्षा को सीधे तौर पर प्रभावित करता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अधिकांश इन्सुलेटिंग सामग्रियों के गुण खराब होते जाते हैं।

​इन्सुलेशन पर तापमान का प्रभाव 

1. ​इन्सुलेशन प्रतिरोध में कमी: जब तापमान बढ़ता है, तो इन्सुलेटिंग सामग्री के अंदर आयनों और अणुओं की गति बढ़ जाती है। इससे विद्युत प्रवाह के लिए एक मार्ग बन जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इन्सुलेशन प्रतिरोध तेजी से घटता है और लीकेज धारा बढ़ जाती है।
2. ​थर्मल एजिंग: उच्च तापमान इन्सुलेशन सामग्री की रासायनिक संरचना को बदल देता है, जिससे वह समय के साथ भंगुर हो जाती है और अपनी यांत्रिक और डाइइलेक्ट्रिक शक्ति खो देती है। यह प्रक्रिया थर्मल एजिंग कहलाती है। एक सामान्य नियम के अनुसार, यदि इन्सुलेशन का तापमान उसकी अधिकतम निर्धारित सीमा से हर 10°C बढ़ जाता है, तो उसका जीवनकाल लगभग आधा हो जाता है।
3. ​यांत्रिक शक्ति का नुकसान: कुछ इन्सुलेटिंग सामग्री, जैसे प्लास्टिक और रबर, उच्च तापमान पर नरम हो सकती हैं या पिघल सकती हैं, जिससे उनकी यांत्रिक शक्ति कम हो जाती है। यह बाहरी दबाव या कंपन के कारण इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकता है।
4. ​रासायनिक परिवर्तन: अत्यधिक गर्मी से इन्सुलेशन में रासायनिक प्रतिक्रियाएं शुरू हो सकती हैं, जिससे हानिकारक गैसें या अन्य उपोत्पाद बन सकते हैं जो इन्सुलेशन को और अधिक खराब कर सकते हैं।

​इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर तापमान का प्रभाव 

​इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में भी तापमान एक महत्वपूर्ण कारक है। अत्यधिक गर्मी के कारण:

• ​ओवरहीटिंग: इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे प्रोसेसर और बैटरी में आंतरिक गर्मी उत्पन्न होती है। यदि बाहर का तापमान अधिक हो तो यह गर्मी ठीक से बाहर नहीं निकल पाती, जिससे उपकरण ओवरहीट हो जाते हैं।
• ​प्रदर्शन में गिरावट: ओवरहीटिंग से उपकरण का प्रदर्शन धीमा हो सकता है, क्योंकि प्रोसेसर अपने तापमान को नियंत्रित करने के लिए अपनी गति कम कर देता है।
• ​स्थायी क्षति: अत्यधिक तापमान सर्किट बोर्डों और संवेदनशील घटकों को स्थायी रूप से नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे उपकरण की विफलता हो सकती है।

​इन प्रभावों को कम करने के लिए, विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उचित शीतलन प्रणाली और सही इन्सुलेशन वर्ग का उपयोग करना महत्वपूर्ण है।

कोरोना डिस्चार्ज (Corona Discharge) एक विद्युत घटना है जो तब होती है जब एक उच्च वोल्टेज चालक के आसपास की हवा या तरल आयनीकृत हो जाता है, जिससे विद्युत प्रवाह होता है। यह एक आंशिक निर्वहन (partial discharge) है क्योंकि यह दो चालकों के बीच पूरी दूरी को नहीं भरता है, बल्कि यह केवल चालक के पास के क्षेत्र में होता है जहां विद्युत क्षेत्र की तीव्रता बहुत अधिक होती है।

​प्रभाव और नुकसान

1. ​शक्ति हानि (Power Loss): कोरोना डिस्चार्ज ऊर्जा की हानि का कारण बनता है, जिसे कोरोना हानि कहते हैं। यह बिजली लाइनों में महत्वपूर्ण शक्ति हानि का कारण बन सकता है, जिससे दक्षता कम हो जाती है।
2. ​सुनने योग्य शोर (Audible Noise): कोरोना डिस्चार्ज के कारण एक हिसिंग या गुनगुनाती हुई आवाज उत्पन्न होती है। यह विशेष रूप से ट्रांसमिशन लाइनों के पास अधिक होता है, जिससे ध्वनि प्रदूषण होता है।
3. ​विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप (Electromagnetic Interference): यह रेडियो और टेलीविजन सिग्नल में हस्तक्षेप कर सकता है, जिससे सिग्नल की गुणवत्ता खराब होती है।
4. ​ओजोन का उत्पादन: कोरोना डिस्चार्ज हवा में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके ओजोन और अन्य हानिकारक गैसें पैदा कर सकता है। ये गैसें संक्षारक होती हैं और पास की सामग्री, विशेष रूप से इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकती हैं।
5. ​इन्सुलेशन क्षति: लगातार कोरोना डिस्चार्ज इन्सुलेशन सामग्री को धीरे-धीरे नष्ट कर सकता है, जिससे वह भंगुर हो जाती है और अंततः विफल हो जाती है।

​कोरोना डिस्चार्ज को कम करने के उपाय

• ​चालक के बीच दूरी बढ़ाना: चालकों के बीच की दूरी बढ़ाने से विद्युत क्षेत्र की तीव्रता कम होती है, जिससे कोरोना डिस्चार्ज की संभावना कम हो जाती है।
• ​चालकों का आकार बढ़ाना: मोटे चालक का उपयोग करने से सतह पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता कम हो जाती है, जिससे कोरोना डिस्चार्ज को रोका जा सकता है।
• ​सतह को चिकना करना: खुरदुरी या नुकीली सतहों पर कोरोना डिस्चार्ज आसानी से होता है। सतहों को चिकना करके इस प्रभाव को कम किया जा सकता है।

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विशेष इन्सुलेशन वे सामग्रियां हैं जिनका उपयोग विशिष्ट और कठोर अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जहाँ सामान्य इन्सुलेशन पर्याप्त नहीं होता। इन इन्सुलेशन प्रकारों को उच्च तापमान, रसायनों, नमी और यांत्रिक तनाव का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।

​कुछ विशेष इन्सुलेशन प्रकार

1. ​सिलिकॉन रबर: यह एक बहुमुखी सिंथेटिक रबर है जो अपनी उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध के लिए जाना जाता है। यह -60°C से +200°C तक के तापमान पर काम कर सकता है। यह नमी, ओजोन और यूवी किरणों के प्रति भी प्रतिरोधी है।
   • ​उपयोग: विमानन, ऑटोमोटिव, और हीटिंग तत्वों में केबल।
2. ​फ्लोरोपॉलीमर (Fluoropolymers):
   • ​टेफ्लॉन (PTFE): यह एक प्रसिद्ध फ्लोरोपॉलीमर है जिसमें उत्कृष्ट रासायनिक जड़ता, उच्च तापमान प्रतिरोध और बहुत कम घर्षण होता है। यह लगभग 260°C तक के तापमान पर काम कर सकता है।
   • ​उपयोग: उच्च-तापमान केबल, प्रयोगशाला उपकरण और चिकित्सा उपकरण।
3. ​माइका (अभ्रक): माइका एक प्राकृतिक खनिज है जो अपने असाधारण उच्च तापमान प्रतिरोध (200°C से अधिक) और डाइइलेक्ट्रिक गुणों के लिए जाना जाता है। यह अक्सर शीट्स या टेप के रूप में उपयोग किया जाता है।
   • ​उपयोग: उच्च-तापमान मोटर्स, जनरेटर, और हीटर।
4. ​पॉलीइमाइड (Polyimide): यह एक उच्च-प्रदर्शन बहुलक है जो अपनी असाधारण तापीय स्थिरता (260°C से अधिक), रासायनिक प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति के लिए जाना जाता है।
   • ​उपयोग: विमानन, सैन्य इलेक्ट्रॉनिक्स और मोटर वाइंडिंग।
5. ​सिरेमिक (Ceramics): सिरेमिक, जैसे पोर्सिलेन, अत्यंत उच्च तापमान और यांत्रिक तनाव का सामना कर सकते हैं। वे गैर-ज्वलनशील होते हैं और नमी, रसायनों और संदूषण के प्रति प्रतिरोधी होते हैं।
   • ​उपयोग: उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों के लिए इंसुलेटर और उच्च-तापमान भट्टियों में इन्सुलेशन।

​ये विशेष इन्सुलेशन प्रकार उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं जहाँ सुरक्षा, विश्वसनीयता और प्रदर्शन पारंपरिक इन्सुलेशन सामग्रियों से अधिक महत्वपूर्ण होते हैं।

वार्निश इन्सुलेशन, जिसे विद्युत वार्निश भी कहते हैं, एक विशेष प्रकार का तरल इन्सुलेशन है जिसका उपयोग विद्युत मशीनों, ट्रांसफॉर्मर और मोटर वाइंडिंग में किया जाता है। यह एक सुरक्षात्मक और इन्सुलेटिंग परत के रूप में काम करता है जो वाइंडिंग के जीवनकाल को बढ़ाता है।

​वार्निश इन्सुलेशन के गुण

1. ​उत्कृष्ट डाइइलेक्ट्रिक शक्ति: वार्निश एक शक्तिशाली इन्सुलेटर है जो वाइंडिंग के तार और अन्य घटकों के बीच विद्युत प्रवाह को रोकता है।
2. ​नमी और रासायनिक प्रतिरोध: यह वाइंडिंग को नमी, धूल, तेल, और अन्य रसायनों से बचाता है, जो इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
3. ​यांत्रिक मजबूती: वार्निश वाइंडिंग को एक साथ बांधकर यांत्रिक मजबूती प्रदान करता है, जिससे कंपन और घर्षण के कारण होने वाली क्षति कम होती है।
4. ​तापीय चालकता: वार्निश एक अच्छी तापीय चालकता प्रदान करता है, जो वाइंडिंग में उत्पन्न गर्मी को बाहर निकालने में मदद करता है, जिससे मोटर या ट्रांसफार्मर का तापमान नियंत्रित रहता है।

​वार्निशिंग प्रक्रिया

​मोटर और ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग को इन्सुलेट करने के लिए, उन्हें वार्निश में डुबोया जाता है। इस प्रक्रिया को वार्निशिंग कहते हैं।

1. ​डुबाना (Dipping): सबसे पहले, मोटर की वाइंडिंग को तरल वार्निश के एक टैंक में पूरी तरह से डुबोया जाता है।
2. ​सुखाना (Drying): इसके बाद, वाइंडिंग को हवा में या एक ओवन में सुखाया जाता है ताकि वार्निश सूखकर एक कठोर और सुरक्षात्मक परत बन जाए।
3. ​गर्मी देना (Baking): कुछ वार्निश को कठोर और टिकाऊ बनाने के लिए एक विशेष तापमान पर बेक किया जाता है।

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एपॉक्सी राल (Epoxy Resin) एक प्रकार का सिंथेटिक राल है जिसका उपयोग विद्युत इंजीनियरिंग में एक उत्कृष्ट इन्सुलेटिंग सामग्री के रूप में किया जाता है। जब इसे एक हार्डनर (hardener) के साथ मिलाया जाता है, तो यह एक कठोर, टिकाऊ और विद्युत रूप से प्रतिरोधी ठोस पदार्थ बन जाता है।

​प्रमुख गुण

1. ​उत्कृष्ट डाइइलेक्ट्रिक शक्ति: एपॉक्सी राल में बहुत उच्च ढांकता हुआ ताकत होती है, जिसका अर्थ है कि यह उच्च वोल्टेज का सामना बिना ब्रेकडाउन के कर सकता है। यह गुण इसे उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

1. ​यांत्रिक शक्ति: एपॉक्सी राल यांत्रिक रूप से बहुत मजबूत होता है। यह कंपन, दबाव और बाहरी झटके को झेल सकता है, जिससे यह विद्युत घटकों को भौतिक क्षति से बचाता है।
2. ​रासायनिक प्रतिरोध: यह तेलों, सॉल्वैंट्स और नमी जैसे रसायनों के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है, जो इन्सुलेशन को खराब कर सकते हैं।
3. ​तापीय स्थिरता: एपॉक्सी राल उच्च तापमान पर भी अपनी संरचना और इन्सुलेटिंग गुणों को बनाए रखता है। यह थर्मल एजिंग के प्रति प्रतिरोधी है, जिससे उपकरणों का जीवनकाल लंबा होता है।

​विद्युत अनुप्रयोगों में उपयोग

• ​बसिंग और स्विचगियर: एपॉक्सी राल का उपयोग बसिंग (Bushing) और स्विचगियर के निर्माण में किया जाता है, जहाँ उच्च डाइइलेक्ट्रिक और यांत्रिक शक्ति की आवश्यकता होती है।
• ​ट्रांसफॉर्मर और जनरेटर: इसका उपयोग वाइंडिंग को इन्सुलेट करने, सील करने और नमी और कंपन से बचाने के लिए किया जाता है।
• ​इलेक्ट्रॉनिक घटक: एपॉक्सी राल का उपयोग प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCBs) और अन्य संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक घटकों को पर्यावरणीय प्रभावों से बचाने के लिए एक सुरक्षात्मक कोटिंग या एनकैप्सुलेंट (encapsulant) के रूप में किया जाता है।

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एक्सएलपीई (XLPE) का पूरा नाम क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन है। यह एक उच्च-प्रदर्शन वाली इन्सुलेटिंग सामग्री है जो पॉलीइथिलीन (PE) के रासायनिक या भौतिक क्रॉस-लिंकिंग द्वारा बनाई जाती है। यह प्रक्रिया पॉलीमर की आणविक संरचना को बदल देती है, जिससे यह सामान्य पॉलीइथिलीन की तुलना में कहीं अधिक मजबूत और टिकाऊ बन जाता है।

​प्रमुख गुण

​XLPE इन्सुलेशन के कई फायदे हैं जो इसे विशेष रूप से पावर केबलों के लिए उपयुक्त बनाते हैं:

1. ​उच्च तापमान प्रतिरोध: XLPE 90°C के निरंतर तापमान पर काम कर सकता है और शॉर्ट सर्किट के दौरान 250°C तक के तापमान को भी कुछ सेकंड के लिए झेल सकता है। यह गुण इसे PVC जैसे अन्य इन्सुलेटर से बेहतर बनाता है, जिनकी तापमान सीमा कम होती है।
2. ​उत्कृष्ट डाइइलेक्ट्रिक शक्ति: इसमें उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति होती है, जिसका मतलब है कि यह उच्च वोल्टेज का सामना बिना ब्रेकडाउन के कर सकता है। यह इसे मध्यम और उच्च वोल्टेज केबलों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।
3. ​यांत्रिक शक्ति और स्थायित्व: क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रिया XLPE को बेहतर यांत्रिक शक्ति, कठोरता और घर्षण प्रतिरोध प्रदान करती है। यह इसे कठोर वातावरण और यांत्रिक तनाव को झेलने में सक्षम बनाता है।
4. ​नमी प्रतिरोध: XLPE पानी के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी है, जो पानी के कारण होने वाले "वाटर ट्रीइंग" नामक दोष को रोकने में मदद करता है। यह गुण इसे भूमिगत और नमी वाले क्षेत्रों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।

​उपयोग

​XLPE इन्सुलेशन का उपयोग विभिन्न प्रकार के केबलों और अनुप्रयोगों में किया जाता है:

• ​पावर केबल: मध्यम और उच्च वोल्टेज पावर ट्रांसमिशन और वितरण प्रणालियों में।
• ​औद्योगिक वायरिंग: उन क्षेत्रों में जहाँ अधिक गर्मी और यांत्रिक तनाव होता है।
• ​घरेलू वायरिंग: बेहतर सुरक्षा और स्थायित्व के लिए।

​XLPE को अक्सर PVC के विकल्प के रूप में देखा जाता है क्योंकि यह बेहतर प्रदर्शन और दीर्घायु प्रदान करता है, खासकर उच्च-वोल्टेज और उच्च-तापमान वाले अनुप्रयोगों में।

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एनामेल्ड तार इन्सुलेशन, जिसे मैग्नेट वायर या वाइंडिंग वायर के रूप में भी जाना जाता है, एक बहुत पतला, लेकिन अत्यधिक प्रभावी इन्सुलेशन है जिसका उपयोग विद्युत वाइंडिंग और कॉइल में किया जाता है। यह तार की सतह पर एक पतली, इन्सुलेटिंग परत बनाता है।
 

गुण और महत्व

1. ​कम जगह लेता है: एनामेल्ड तार का इन्सुलेशन बहुत पतला होता है। यह कॉइल और वाइंडिंग को बहुत कॉम्पैक्ट बनाने की अनुमति देता है, जिससे मोटर, ट्रांसफार्मर और अन्य विद्युत उपकरणों का आकार कम हो जाता है।
2. ​उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति: भले ही यह पतला हो, एनामेल्ड इन्सुलेशन में उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति होती है जो वाइंडिंग के तारों को एक-दूसरे से और ग्राउंड से अलग रखती है, जिससे शॉर्ट सर्किट को रोका जा सकता है।
3. ​यांत्रिक शक्ति: यह खरोंच और घर्षण का सामना करने के लिए पर्याप्त मजबूत होता है, जो वाइंडिंग की प्रक्रिया के दौरान महत्वपूर्ण है।
4. ​तापीय प्रतिरोध: एनामेल्ड तार विभिन्न तापमान वर्गों में उपलब्ध होते हैं (जैसे क्लास A, B, F, H)। यह सुनिश्चित करता है कि वे मोटर जैसे गर्म वातावरण में भी अपनी इन्सुलेटिंग क्षमता बनाए रखें।

​निर्माण

​एनामेल्ड तार को एक या एक से अधिक परतों में एक विशेष वार्निश या सिंथेटिक बहुलक एनामेल (जैसे पॉलीयूरेथेन, पॉलीएस्टर, या पॉलीमाइड) के साथ कोट करके बनाया जाता है। इस प्रक्रिया को एनामेल्ड कोटिंग कहते हैं।

​उपयोग

• ​मोटर्स और जनरेटर: मोटर वाइंडिंग में यह सबसे आम इन्सुलेशन है।
• ​ट्रांसफार्मर: ट्रांसफार्मर की प्राइमरी और सेकेंडरी वाइंडिंग में।
• ​इंडक्टर और सोलेनोइड: विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों में कॉइल बनाने के लिए।

​एनामेल्ड तार इन्सुलेशन विद्युत उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह उच्च प्रदर्शन और दक्षता के साथ-साथ कॉम्पैक्ट डिज़ाइन की अनुमति देता है।

जीआईएस (GIS) का पूरा नाम गैस इंसुलेटेड स्विचगियर (Gas Insulated Switchgear) है। यह एक आधुनिक और कॉम्पैक्ट सबस्टेशन तकनीक है जो पारंपरिक एयर इंसुलेटेड सबस्टेशन (AIS) के विपरीत, सभी मुख्य विद्युत घटकों को एक धातु के आवरण के अंदर रखती है और उन्हें SF₆ गैस से इन्सुलेट करती है।

​जीआईएस में इन्सुलेशन

​जीआईएस का मुख्य इन्सुलेशन माध्यम सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF₆) गैस है। यह एक रंगहीन, गंधहीन और गैर-ज्वलनशील गैस है जिसमें असाधारण गुण होते हैं जो इसे उच्च-वोल्टेज इन्सुलेशन के लिए आदर्श बनाते हैं।

• ​उच्च डाइइलेक्ट्रिक शक्ति: SF₆ गैस की डाइइलेक्ट्रिक शक्ति हवा की तुलना में 2.5 गुना अधिक होती है। यह उच्च वोल्टेज को बिना किसी ब्रेकडाउन के झेल सकती है, जिससे उपकरण का आकार बहुत छोटा हो जाता है।
• ​उत्कृष्ट चाप शमन (Arc Quenching): जब सर्किट ब्रेकर सर्किट को खोलता है, तो SF₆ गैस चाप को बहुत तेजी से बुझा देती है, जिससे उपकरण को सुरक्षित रूप से संचालित करना संभव होता है।
• ​कॉम्पैक्ट डिज़ाइन: SF₆ गैस की उच्च इन्सुलेटिंग क्षमता के कारण, जीआईएस उपकरण पारंपरिक सबस्टेशन की तुलना में 10 गुना तक कम जगह लेते हैं। यह शहरी और घनी आबादी वाले क्षेत्रों में विशेष रूप से फायदेमंद है।

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वैक्यूम इन्सुलेशन एक ऐसी इन्सुलेशन तकनीक है जो ऊष्मा चालन (conduction) और ऊष्मा संवहन (convection) को रोकने के लिए निर्वात (vacuum) का उपयोग करती है। निर्वात का अर्थ है एक ऐसा स्थान जहाँ कोई वायु या पदार्थ नहीं है। चूंकि ऊष्मा को प्रवाहित होने के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता होती है, इसलिए निर्वात ऊष्मा के प्रवाह को लगभग पूरी तरह से रोक देता है।

​यह कैसे काम करता है

​वैक्यूम इन्सुलेशन में, दोहरी दीवार वाले कंटेनर का उपयोग किया जाता है और उन दोनों दीवारों के बीच की हवा को एक वैक्यूम पंप का उपयोग करके बाहर निकाल दिया जाता है। इस प्रक्रिया से, दीवारों के बीच एक निर्वात बन जाता है।

• ​संवहन को रोकना: चूंकि दीवारों के बीच कोई वायु नहीं होती, इसलिए ऊष्मा को संवहन द्वारा स्थानांतरित होने के लिए कोई माध्यम नहीं मिलता।
• ​चालन को रोकना: दीवारों के बीच कोई ठोस संपर्क नहीं होता, जिससे चालन के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण कम हो जाता है।
• ​विकिरण को कम करना: अक्सर, विकिरण के माध्यम से होने वाली ऊष्मा हानि को कम करने के लिए दीवारों की सतहों को चमकदार या परावर्तक बनाया जाता है।

​उपयोग और फायदे

​वैक्यूम इन्सुलेशन का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ तापमान को लंबे समय तक बनाए रखना आवश्यक होता है।

• ​थर्मस और फ्लास्क: ये सबसे आम उदाहरण हैं। वैक्यूम इन्सुलेशन के कारण, गर्म पेय पदार्थ घंटों तक गर्म और ठंडे पेय पदार्थ ठंडे रहते हैं।
• ​मेडिकल कोल्ड चेन: टीकों, दवाओं और जैविक नमूनों के परिवहन के लिए विशेष वैक्यूम इंसुलेटेड बॉक्स का उपयोग किया जाता है।
• ​इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन: कुछ सर्किट ब्रेकरों में निर्वात का उपयोग किया जाता है ताकि चाप (arc) को कुशलता से बुझाया जा सके, क्योंकि निर्वात एक उत्कृष्ट इन्सुलेटिंग माध्यम है।

​यह प्रणाली बहुत प्रभावी है, लेकिन इसमें यह जोखिम भी होता है कि यदि बाहरी आवरण क्षतिग्रस्त हो जाए तो वैक्यूम नष्ट हो सकता है, जिससे इसकी इन्सुलेशन क्षमता समाप्त हो जाएगी।

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मानक और सुरक्षा, विशेष रूप से विद्युत क्षेत्र में, एक-दूसरे से गहराई से जुड़े हुए हैं। मानक (Standards) नियमों और दिशानिर्देशों का एक सेट है, जबकि सुरक्षा (Safety) उन नियमों का पालन करने से प्राप्त होने वाली स्थिति है। ये दोनों मिलकर यह सुनिश्चित करते हैं कि विद्युत उपकरण और प्रणालियां बिना किसी जोखिम के काम करें।

​मानक (Standards)

​मानक वे दस्तावेज़ हैं जो यह निर्दिष्ट करते हैं कि किसी उत्पाद, प्रक्रिया या सेवा को कैसे बनाया, उपयोग और परीक्षण किया जाना चाहिए। इन्हें राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय निकायों द्वारा विकसित किया जाता है ताकि गुणवत्ता, विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।

• ​इलेक्ट्रिकल मानक: विद्युत उपकरणों के लिए मानक यह निर्दिष्ट करते हैं कि उन्हें कैसे डिज़ाइन, निर्मित और परीक्षण किया जाना चाहिए। ये मानक इन्सुलेशन की मोटाई, तारों के आकार, ग्राउंडिंग और सुरक्षात्मक उपकरणों जैसे फ्यूज और सर्किट ब्रेकर के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
• ​उदाहरण:
  • ​IEC (International Electrotechnical Commission): यह विद्युत प्रौद्योगिकी के लिए सबसे बड़ा अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन है।
  • ​BIS (Bureau of Indian Standards): भारत में BIS मानक घरेलू और औद्योगिक उत्पादों के लिए गुणवत्ता और सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं।
  • ​IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): यह विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग के लिए तकनीकी मानक विकसित करता है।

​सुरक्षा (Safety)

​सुरक्षा का अर्थ है खतरों, जोखिमों और क्षति से मुक्ति। विद्युत सुरक्षा का मुख्य उद्देश्य लोगों और संपत्ति को बिजली के झटके, आग और अन्य दुर्घटनाओं से बचाना है।

• ​व्यक्तिगत सुरक्षा: इसमें यह सुनिश्चित करना शामिल है कि बिजली के संपर्क में आने वाले व्यक्तियों को कोई नुकसान न हो। इसके लिए उचित इन्सुलेशन, ग्राउंडिंग और सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
• ​उपकरण सुरक्षा: इसमें यह सुनिश्चित करना शामिल है कि विद्युत उपकरण स्वयं सुरक्षित रहें और उनमें कोई खराबी या आग न लगे। यह ओवरलोडिंग, शॉर्ट सर्किट और वोल्टेज के उतार-चढ़ाव से बचाकर किया जाता है।

​मानक और सुरक्षा के बीच संबंध

​मानक सीधे तौर पर सुरक्षा को बढ़ावा देते हैं। जब कोई विद्युत उपकरण किसी स्वीकृत मानक के अनुसार बनाया जाता है, तो उसमें सुरक्षा संबंधी विशेषताओं को शामिल किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक केबल को एक मानक के अनुसार रेट किया जाता है जो यह सुनिश्चित करता है कि वह एक निश्चित धारा को बिना ज़्यादा गरम हुए सुरक्षित रूप से वहन कर सके। यदि उस मानक का पालन नहीं किया जाता है, तो ओवरलोडिंग से आग लग सकती है।

​संक्षेप में,

मानक सुरक्षा प्राप्त करने का एक मार्ग है। मानक विद्युत उद्योग में सभी के लिए एक साझा भाषा प्रदान करते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि उत्पाद सुरक्षित, संगत और भरोसेमंद हों।

आईएस/आईईसी मानक (IS/IEC standards) अंतर्राष्ट्रीय और राष्ट्रीय स्तर पर विकसित किए गए दिशानिर्देश हैं जो यह सुनिश्चित करते हैं कि विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद सुरक्षित, विश्वसनीय और गुणवत्तापूर्ण हों। ये मानक विशेष रूप से विद्युत इन्सुलेशन जैसे महत्वपूर्ण घटकों के लिए दिशानिर्देश प्रदान करते हैं।

​आईईसी (IEC) क्या है?

​अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल आयोग (International Electrotechnical Commission),

या आईईसी (IEC), एक अंतर्राष्ट्रीय संगठन है जो विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक और संबंधित प्रौद्योगिकियों के लिए वैश्विक मानक स्थापित करता है। ये मानक दुनिया भर में कंपनियों द्वारा अपनाए जाते हैं ताकि उत्पादों की सुरक्षा, अंतर-संचालन और दक्षता सुनिश्चित हो सके।

• ​प्रमुख कार्य: आईईसी मानक विद्युत उपकरणों के डिजाइन, परीक्षण और प्रदर्शन के लिए तकनीकी विनिर्देश प्रदान करते हैं। वे विशेष रूप से इन्सुलेशन, सर्किट ब्रेकर, केबल और अन्य विद्युत उपकरणों की सुरक्षा पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
• ​उदाहरण: IEC 60076 (पावर ट्रांसफार्मर), IEC 60270 (आंशिक निर्वहन माप) और IEC 60216 (इलेक्ट्रिकल इन्सुलेटिंग सामग्री - तापीय धीरज) जैसे मानक विद्युत इन्सुलेशन से संबंधित हैं।

​बीआईएस (BIS) क्या है?

​भारतीय मानक ब्यूरो (Bureau of Indian Standards),

या बीआईएस (BIS), भारत का राष्ट्रीय मानकीकरण निकाय है। बीआईएस भारत में बेचे जाने वाले उत्पादों के लिए मानक स्थापित करता है। कई मामलों में, बीआईएस अपने मानकों को आईईसी मानकों के साथ संरेखित करता है ताकि अंतर्राष्ट्रीय मानकों के साथ संगतता बनी रहे। इन मानकों को आईएस/आईईसी (IS/IEC) के रूप में जाना जाता है।

• ​उद्देश्य: बीआईएस का उद्देश्य भारत में उपभोक्ताओं को सुरक्षित और उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद प्रदान करना है। कई विद्युत उत्पादों के लिए, जैसे कि लाइव वर्किंग ग्लव्स और इन्सुलेटिंग मैट, बीआईएस प्रमाणन अनिवार्य है।
• ​उदाहरण: IS 15652:2006 विद्युत उद्देश्यों के लिए इन्सुलेटिंग मैट के लिए मानक है, और IS 13774:2021 लाइव वर्किंग ग्लव्स के लिए मानक है, जो IEC 60903 के समान है।

​इन्सुलेशन के लिए मानक का महत्व

​मानक यह सुनिश्चित करते हैं कि विद्युत इन्सुलेशन सामग्री और उत्पाद एक विशिष्ट स्तर की सुरक्षा और प्रदर्शन को पूरा करें।

1. ​सुरक्षा: मानक इन्सुलेशन की आवश्यक मोटाई, डाइइलेक्ट्रिक शक्ति और अन्य गुणों को परिभाषित करते हैं, जिससे बिजली के झटके और आग के जोखिम को कम किया जा सके।
2. ​विश्वसनीयता: मानक यह सुनिश्चित करते हैं कि इन्सुलेशन सामग्री को कठोर परिस्थितियों, जैसे उच्च तापमान, नमी और यांत्रिक तनाव, का सामना करने के लिए डिज़ाइन और परीक्षण किया गया है।
3. ​संगतता: मानक दुनिया भर में विभिन्न निर्माताओं से बने उत्पादों के बीच संगतता सुनिश्चित करने में मदद करते हैं।

सुरक्षा सावधानियाँ किसी भी विद्युत कार्य के दौरान सबसे महत्वपूर्ण होती हैं, क्योंकि ये बिजली के झटके, आग और अन्य दुर्घटनाओं से बचाती हैं। इन सावधानियों का पालन करने से न केवल जीवन की रक्षा होती है, बल्कि उपकरणों को भी नुकसान से बचाया जा सकता है।

​विद्युत कार्य करते समय सामान्य सावधानियाँ

1. ​बिजली बंद करें: 
2. किसी भी विद्युत उपकरण या सर्किट पर काम शुरू करने से पहले, सुनिश्चित करें कि बिजली की आपूर्ति पूरी तरह से बंद कर दी गई है।
   • ​मेन स्विच या सर्किट ब्रेकर को बंद करें और उसे ताला लगाकर रखें ताकि कोई गलती से उसे चालू न कर दे (लॉकाउट/टैगाउट प्रक्रिया)।
3. ​इन्सुलेटेड औजारों का उपयोग करें: 
4. केवल उन औजारों का उपयोग करें जिन पर इन्सुलेटेड हैंडल लगे हों। ये औजार बिजली के झटके को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
   • ​व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (PPE), जैसे इन्सुलेटेड दस्ताने, सुरक्षा चश्मे और इन्सुलेटेड जूते पहनें।
5. ​ग्राउंडिंग की जाँच करें: 
6. सुनिश्चित करें कि उपकरण ठीक से ग्राउंडेड हैं। ग्राउंडिंग अतिरिक्त विद्युत प्रवाह को जमीन में भेज देती है, जिससे बिजली के झटके का खतरा कम हो जाता है।
7. ​गीले हाथों से काम न करें: 
8. कभी भी गीले हाथों से या गीले फर्श पर खड़े होकर विद्युत उपकरणों या तारों को न छुएं। पानी विद्युत का एक अच्छा चालक है।
9. ​सही उपकरण का उपयोग करें: ​हमेशा काम के लिए सही रेटिंग वाले और अच्छी स्थिति वाले उपकरण का उपयोग करें।
10. • ​ओवरलोडिंग से बचें, क्योंकि यह तारों को गर्म कर सकती है और आग का कारण बन सकती है।
11. ​आग बुझाने का यंत्र: 
12. ​कार्य क्षेत्र के पास एक उपयुक्त आग बुझाने का यंत्र (Class C) रखें। यदि विद्युत आग लगती है, तो पानी का उपयोग कभी न करें।
13. ​जागरूक रहें: 
14. ​हमेशा सावधान रहें और अपने आस-पास के माहौल पर ध्यान दें।
    • ​किसी भी संदिग्ध स्थिति, जैसे जलने की गंध या असामान्य शोर, का तुरंत पता लगाएं।

​निष्कर्ष

​सुरक्षा नियमों का पालन करना न केवल एक अच्छा अभ्यास है, बल्कि यह एक नैतिक और कानूनी जिम्मेदारी भी है। इन सावधानियों का पालन करके, आप एक सुरक्षित कार्य वातावरण सुनिश्चित कर सकते हैं। 

क्रीपेज दूरी किसी भी ठोस इन्सुलेटिंग सामग्री की सतह पर दो प्रवाहकीय (conductive) भागों के बीच की सबसे छोटी दूरी है। इसका मुख्य उद्देश्य इन्सुलेटर की सतह पर होने वाले विद्युत प्रवाह या "रेंगने" (creeping) को रोकना है, जो समय के साथ प्रदूषण या नमी के कारण हो सकता है। यह विद्युत निकासी (clearance distance) से अलग है, जो हवा के माध्यम से दो चालकों के बीच की सबसे छोटी दूरी है।

​क्रीपेज दूरी का महत्व

​क्रीपेज दूरी विद्युत सुरक्षा और उपकरण के जीवनकाल के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

1. ​सतही विद्युत रिसाव को रोकना: इन्सुलेटर की सतह पर धूल, गंदगी, नमक, या नमी जैसी अशुद्धियाँ जमा हो सकती हैं। जब ये अशुद्धियाँ जमा होती हैं, तो वे एक आंशिक रूप से प्रवाहकीय मार्ग बना सकती हैं। यदि क्रीपेज दूरी बहुत कम है, तो इस मार्ग के माध्यम से रिसाव धारा (leakage current) बह सकती है, जिससे सतही निर्वहन (surface discharge) या फ्लैशओवर (flashover) हो सकता है।
2. ​आग और शॉर्ट सर्किट से बचाव: अपर्याप्त क्रीपेज दूरी के कारण होने वाला फ्लैशओवर आग, शॉर्ट सर्किट और उपकरण को गंभीर नुकसान पहुंचा सकता है।
3. ​दीर्घकालिक विश्वसनीयता: उचित क्रीपेज दूरी यह सुनिश्चित करती है कि इन्सुलेशन सामग्री अपनी डाइइलेक्ट्रिक शक्ति को लंबे समय तक बनाए रखे, जिससे उपकरण का जीवनकाल बढ़ता है।

​क्रीपेज दूरी को प्रभावित करने वाले कारक

​क्रीपेज दूरी को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक इस प्रकार हैं:

• ​वोल्टेज स्तर: वोल्टेज जितना अधिक होगा, आवश्यक क्रीपेज दूरी उतनी ही अधिक होगी।
• ​प्रदूषण की डिग्री: वातावरण में प्रदूषण की मात्रा (जैसे धूल, नमक, और औद्योगिक रसायन) क्रीपेज दूरी को सीधे प्रभावित करती है।
• ​इन्सुलेशन सामग्री: उपयोग की गई सामग्री की सतह का प्रतिरोध, जिसे तुलनात्मक ट्रैकिंग सूचकांक (Comparative Tracking Index, CTI) द्वारा मापा जाता है, क्रीपेज दूरी को निर्धारित करता है। उच्च CTI वाली सामग्री को कम क्रीपेज दूरी की आवश्यकता होती है।
• ​आर्द्रता और नमी: उच्च आर्द्रता और संघनन (condensation) इन्सुलेटर की सतह पर एक प्रवाहकीय परत बना सकते हैं, जिसके लिए अधिक क्रीपेज दूरी की आवश्यकता होती है।

​अंतरराष्ट्रीय मानक, 

जैसे कि IEC, विभिन्न पर्यावरणीय स्थितियों और वोल्टेज स्तरों के लिए न्यूनतम क्रीपेज दूरी निर्दिष्ट करते हैं ताकि विद्युत सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।

निकासी दूरी (Clearance Distance) हवा के माध्यम से दो प्रवाहकीय (conductive) भागों के बीच की सबसे छोटी दूरी है। यह विद्युत चाप (electrical arc) या स्पार्किंग को रोकने के लिए आवश्यक है जो उच्च वोल्टेज के कारण हो सकता है।

​निकासी दूरी का महत्व

1. ​विद्युत चाप को रोकना: उच्च वोल्टेज के तहत, यदि दो चालकों के बीच की दूरी कम हो तो हवा आयनीकृत हो सकती है, जिससे एक विद्युत चाप बन सकता है। निकासी दूरी यह सुनिश्चित करती है कि हवा में पर्याप्त इन्सुलेशन हो ताकि विद्युत चाप न बन पाए।
2. ​शॉर्ट सर्किट और आग से बचाव: यदि दो चालकों के बीच चाप बनता है, तो इससे शॉर्ट सर्किट और आग लगने का खतरा होता है। पर्याप्त निकासी दूरी इन जोखिमों को कम करती है।
3. ​सुरक्षा: यह कर्मियों को गलती से एक साथ दो हिस्सों को छूने से बचाकर बिजली के झटके के जोखिम को कम करती है।

​क्रीपेज दूरी से अंतर

​यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि निकासी दूरी और क्रीपेज दूरी अलग-अलग हैं।

• ​निकासी दूरी (Clearance): यह हवा के माध्यम से दो बिंदुओं के बीच की सीधी दूरी है।
• ​क्रीपेज दूरी (Creepage): यह एक ठोस इन्सुलेटिंग सतह पर दो बिंदुओं के बीच की सबसे छोटी दूरी है। यह सतह पर जमा होने वाली धूल और नमी के कारण होने वाले विद्युत रिसाव को रोकने के लिए डिज़ाइन की गई है।

​दोनों दूरियां विद्युत उपकरणों की सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण हैं और इन्हें अंतरराष्ट्रीय मानकों, जैसे IEC 60664 में निर्दिष्ट किया गया है।

कार्मिक सुरक्षा (Personnel Safety) उन सभी उपायों और प्रक्रियाओं को संदर्भित करती है जो कार्यस्थल पर कर्मचारियों को चोट, बीमारी या मृत्यु से बचाने के लिए अपनाई जाती हैं। यह सुनिश्चित करना कि प्रत्येक कर्मचारी एक सुरक्षित वातावरण में काम करे, किसी भी संगठन की प्राथमिक जिम्मेदारी होती है।

​प्रमुख सुरक्षा उपाय

व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (PPE): यह पहला और सबसे महत्वपूर्ण कदम है। PPE में ऐसे उपकरण शामिल होते हैं जिन्हें कर्मचारी खतरनाक काम करते समय पहनते हैं।

• ​सिर की सुरक्षा: हार्ड हैट (Hard Hat)
• ​आंखों और चेहरे की सुरक्षा: सुरक्षा चश्मे (Safety Goggles), फेस शील्ड (Face Shields)
• ​हाथ की सुरक्षा: इन्सुलेटेड दस्ताने (Insulated Gloves), रासायनिक प्रतिरोधी दस्ताने
• ​पैर की सुरक्षा: स्टील-टो जूते (Steel-toe Boots)
• ​शरीर की सुरक्षा: उच्च-दृश्यता वाली जैकेट (High-visibility Jackets), अग्नि-प्रतिरोधी कपड़े

लॉकआउट/टैगाउट (LOTO) प्रक्रिया: यह प्रक्रिया यह सुनिश्चित करती है कि मशीनरी पर रखरखाव या मरम्मत का काम करते समय बिजली या अन्य ऊर्जा स्रोत गलती से चालू न हो जाएं। यह एक ताला और टैग लगाकर किया जाता है, जो यह दर्शाता है कि उपकरण उपयोग में नहीं है।

 आपातकालीन प्रतिक्रिया योजना: हर कार्यस्थल पर आग, रासायनिक रिसाव या अन्य आपात स्थितियों के लिए एक स्पष्ट योजना होनी चाहिए। इसमें निकासी मार्ग, प्राथमिक चिकित्सा किट और आपातकालीन संपर्क जानकारी शामिल होती है।

नियमित प्रशिक्षण: कर्मचारियों को सुरक्षा प्रक्रियाओं, उपकरणों के सही उपयोग और आपात स्थितियों से निपटने के तरीके पर नियमित प्रशिक्षण दिया जाना चाहिए।

जोखिम मूल्यांकन: प्रत्येक कार्यस्थल पर खतरों की पहचान करने और उन्हें कम करने के लिए नियमित जोखिम मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

विद्युत कार्य में विशेष सुरक्षा

​विद्युत कार्यों में, सुरक्षा नियमों का पालन करना और भी महत्वपूर्ण है।

• ​बिजली बंद करें: हमेशा सुनिश्चित करें कि काम करने से पहले सर्किट पूरी तरह से डी-एनर्जाइज्ड (de-energized) हो।
• ​ग्राउंडिंग: यह सुनिश्चित करना कि उपकरण ठीक से ग्राउंडेड हैं, बिजली के झटके से बचाता है।
• ​सही उपकरण: हमेशा उन औजारों का उपयोग करें जिन्हें इन्सुलेटेड किया गया है।

​इन उपायों को अपनाकर, 

एक सुरक्षित कार्य संस्कृति को बढ़ावा दिया जा सकता है, जिससे दुर्घटनाओं और चोटों को कम करने में मदद मिलती है।