बिजली की छड़ें बिजली के हमलों को लोगों तक पहुंचने से कैसे रोकती हैं?

सीजलवायु परिवर्तन के कारण दुनिया भर में बिजली गिरना अधिक आम और घातक हो गया है। हर साल, दुनिया भर में लगभग 24,000 लोग ऐसे हमलों से मारे जाते हैं; भारत में, 2022 में बिजली गिरने से 2,887 लोगों की मौत हो गई। इस घटना को भारत में प्राकृतिक आपदा घोषित करने के लिए याचिकाएं दायर की गई हैं ताकि इससे बचे लोग सुरक्षा और पुनर्वास के लिए संस्थागत तंत्र तक पहुंच सकें। इस पृष्ठभूमि में, बिजली की छड़ें बिजली को लोगों से दूर रखने की क्षमता के लिए महत्वपूर्ण हैं।

बिजली गिरने से होने वाली मौतें लगातार बढ़ रही हैं

बिजली क्या है?

बिजली बादल और जमीन में आवेशित कणों के बीच एक विद्युत निर्वहन है। वस्तुओं को विद्युत कंडक्टर या इन्सुलेटर के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, लेकिन यह वस्तु पर कार्य करने वाली विद्युत ऊर्जा पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, हमारे चारों ओर की हवा एक विद्युत इन्सुलेटर है: यह विद्युत आवेशों का परिवहन नहीं करती है। लेकिन अगर इसे लगभग 3 मिलियन V/m के उच्च वोल्टेज के अधीन किया जाता है, तो इसके इन्सुलेशन गुण टूट जाते हैं और यह करंट का परिवहन कर सकता है।

बिजली गिरना संभव है क्योंकि बिजली के आवेश बादल में हवा की गति को रोकने की क्षमता से परे जमा हो सकते हैं।

बिजली की छड़ क्या है?

जबकि बिजली का झटका बादल और जमीन पर या उसके निकट किसी वस्तु के बीच होता है, यह कम से कम प्रतिरोध का मार्ग अपनाता है, जिसका अर्थ है कि यह उच्चतम विद्युत क्षमता वाली निकटतम वस्तु की ओर बढ़ता है।

आईआईटी कानपुर में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर अधीप अग्रवाल ने कहा, “छड़ पर बिजली गिरने का कारण उसके आकार पर निर्भर करता है। बिजली की छड़ें नुकीली होती हैं और नुकीली चीजें उनके पास मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाती हैं।” “यह कहने जैसा है कि पानी का प्रवाह नोजल के पास तेज हो जाता है। विद्युत क्षेत्र वह बल है जो हवा के अणुओं पर कार्य करता है, इसलिए यह बिजली की छड़ के पास सबसे मजबूत हो जाता है। यह बल पहले छड़ के पास हवा को आयनित करता है और धारा के प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है।”

बिजली गिरने को ऐसे व्यक्ति के विस्तारित हाथ के रूप में सोचें जो तालाब से बाहर निकलना चाहता है। यदि मदद के लिए कई हाथ हैं, तो बिजली का हाथ सबसे मजबूत हाथ तक पहुंचेगा। बिजली की छड़ एक विद्युत चालक है जो एक अतिरिक्त तथ्य के साथ इस तथ्य का लाभ उठाती है: इंजीनियर इसे इमारतों के शीर्ष पर इस तरह से स्थापित करते हैं कि नीचे जाते समय बिजली का सबसे पहले सामना होता है। यही कारण है कि खेत जैसे खुले मैदान में पेड़ों के नीचे खड़ा होना जोखिम भरा है।

बिजली की छड़ में करंट कहाँ जाता है?

ऊष्मा ऊर्जा सदैव गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर प्रवाहित होती है। तरल जल अधिक गुरुत्वाकर्षण क्षमता वाले स्थान से निचले स्थान की ओर बहता है। इसी प्रकार, विद्युत धारा अधिक विद्युत क्षमता वाले स्थान से कम विद्युत क्षमता वाले स्थान की ओर प्रवाहित होती है।

सौभाग्य से, हमारे पास निम्न विद्युत क्षमता का प्रचुर स्रोत है: पृथ्वी। बिजली की छड़ एक तार से जुड़ी होती है जो इमारत की लंबाई के माध्यम से जमीन में गिरती है, जहां यह अपने विद्युत आवेशों को इसके आसपास फैलाती है। यहां विचार यह है कि पृथ्वी को विद्युतीकृत करने के लिए लगभग अनंत मात्रा में चार्ज की आवश्यकता होगी, इसलिए इसे एक बाल्टी के रूप में माना जाता है जो कभी नहीं भरेगी।

हालाँकि, बकेट के कुछ हिस्से अभी भी दूसरों की तुलना में शुल्क प्राप्त करने में बेहतर हो सकते हैं।

यदि कोई झटका ग्रिड से जुड़े विद्युत प्रणाली में एक बड़ी धारा उत्पन्न करता है, तो इंजीनियर तार को एक ऐसी लाइन से जोड़ते हैं जो केवल उच्च धाराओं की अनुमति देती है, इस प्रकार उन्हें उन उपकरणों से दूर कर देती है जो केवल कम धाराओं को संभाल सकते हैं। ऐसे सेटअपों को लाइटनिंग अरेस्टर कहा जाता है।

क्या बिजली बिजली की छड़ से बच सकती है?

यदि रॉड गलत ऊंचाई या कोण पर या किसी अन्य संरचना के बहुत करीब स्थापित की गई है, ठीक से जमीन पर नहीं रखी गई है, यदि किसी क्षेत्र में कई तूफान आते हैं, यदि इसका डिज़ाइन त्रुटिपूर्ण है, या यदि रखरखाव की कमी के कारण यह विकृत हो गया है और/या खराब हो गया है, तो बिजली गिरने से बिजली की छड़ से बचा जा सकता है।

यह तब भी विफल हो सकता है जब बिजली का डिस्चार्ज नीचे की ओर गिरने वाले प्रहार का सामना करने के लिए जमीन से ऊपर उठता है, रॉड को बायपास करने का जोखिम उठाता है, या यदि कोई प्रहार शीर्ष की तुलना में किसी ऊंची इमारत के किनारे की ओर अधिक आकर्षित होता है।

पिछले कुछ वर्षों में इंजीनियरों ने आसपास की अन्य संरचनाओं की तुलना में बिजली की छड़ को प्राथमिकता देने के लिए बिजली के लिए नए प्रोत्साहन तैयार किए हैं। दूसरों के अलावा, वे यह सुनिश्चित करते हैं कि बिजली के लिए एक बिजली की छड़ उपलब्ध हो ताकि वह जमीन की ओर बढ़ने वाले प्रत्येक चरण में न्यूनतम दूरी के भीतर हमला कर सके।

बिजली की छड़ से क्या खतरे उत्पन्न होते हैं?

बिजली की छड़ और उससे जुड़े घटकों को जमीन पर बिजली गिराने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मतलब है हमले को पकड़ना और उसका सुरक्षित परिवहन करना। यदि तार किसी भी बिंदु पर यू आकार में झुकता है, तो यू की दोनों भुजाएं दूर-दूर होनी चाहिए ताकि करंट को कंडक्टर के पार जाने और छोटा होने से रोका जा सके। आवेशों को आस-पास की किसी अन्य वस्तु से भी टकराने में सक्षम नहीं होना चाहिए। इंजीनियर ग्राउंडिंग तार को उच्च विद्युत चालकता वाले क्रस्ट के एक हिस्से में दबा देते हैं ताकि तार तेजी से चार्ज नष्ट कर दे। 1960 के दशक में, हर्बर्ट उफ़र नाम के एक अमेरिकी इंजीनियर ने एक प्रणाली विकसित की जिसे बाद में कंक्रीट से घिरे इलेक्ट्रोड कहा गया: इसमें मिट्टी की तुलना में बेहतर विद्युत चालकता सहित एक अच्छी ग्राउंडिंग सामग्री के गुण हैं।

अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन उन मानकों को प्रकाशित करता है जो डिजाइन सीमाओं और विफलता के बिंदुओं को निर्दिष्ट करते हैं जिन पर इंजीनियर बिजली की छड़ें स्थापित करते समय विचार कर सकते हैं, और प्राथमिकताएं जो योजनाकारों और नीति निर्माताओं को अपनानी चाहिए – तकनीकी विचारों द्वारा सूचित – जोखिम और दायित्व का अनुमान लगाते समय।