কেন গ্রাউন্ড তারের আকার হট তারের চেয়ে ছোট?
মাটি তারের আকার বিবেচনা
মাটি তারের আকার পাওয়ার (ফেজ বা হট) তারের সাথে মিলে যাওয়ার দরকার নেই। তবে, এর মাত্রা যুক্তরাষ্ট্রের জাতীয় ইলেকট্রিক্যাল কোড (NEC) এর মতো ইলেকট্রিক্যাল কোডে উল্লিখিত নিয়মাবলীর অনুসারে কঠোরভাবে মেনে চলতে হবে। মাটি তারের যথাযথ আকার নির্ধারণে কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ রয়েছে:
এটি একটি সাধারণ ঘটনা নয়, তবে দীর্ঘ তারের রান বা সার্কিটে যেখানে ইমপিডেন্স কমানো গুরুত্বপূর্ণ, সেখানে মাটি তারের আকার বৃদ্ধি করা প্রয়োজন হতে পারে। এটি কারণ দীর্ঘ মাটি তার প্রচুর ভোল্টেজ ড্রপ অনুভব করতে পারে, যা ফলস্বরূপ মাটি পথের রেসিস্টেন্স বৃদ্ধি পায়। এই সমস্যার সমাধান করার জন্য এবং ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেমের নিরাপত্তা ও বিশ্বস্ততা নিশ্চিত করার জন্য, মাটি তারের আকার ফেজ কন্ডাক্টরের সাথে মিলে যেতে পারে।
নির্দিষ্ট ইলেকট্রিক্যাল ইনস্টলেশনে, ইঞ্জিনিয়াররা অতিরিক্ত নিরাপত্তার ব্যবস্থা হিসাবে মাটি তারের আকার ফেজ তারের সাথে মিলে যেতে পারে। এই প্রথা বিশেষ করে তেমন সিস্টেমে বিশেষভাবে প্রচলিত যেখানে ইলেকট্রিক্যাল ফেলের ফলে গুরুতর পরিণতি হতে পারে, বা স্থানীয় ইলেকট্রিক্যাল কোড আরও কঠোর প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। বড়-আকারের মাটি তার ব্যবহার করে, সিস্টেম ফল্ট কারেন্ট বেশি ভালভাবে হ্যান্ডেল করতে পারে, যা ইলেকট্রিক্যাল শক এবং যন্ত্রপাতির ক্ষতির ঝুঁকি কমায়।
ইলেকট্রিক্যাল সার্কিটে মাটি তারের আকার বোঝা
যখন মাটি তার পাওয়ার তারের চেয়ে ছোট
অনেক ইলেকট্রিক্যাল সার্কিটে, মাটি (বা গ্রাউন্ডিং) তার সাধারণত ফেজ (হট) এবং নিউট্রাল তারের তুলনায় ছোট গেজের, এবং এই ডিজাইন পছন্দ করার কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ রয়েছে:
প্রতিটি তার ধরনের ফাংশন
ফেজ তার: এই তার সাধারণ সার্কিট অপারেশনের সময় সম্পূর্ণ লোড কারেন্ট বহন করে। এটি সংযুক্ত ডিভাইস এবং যন্ত্রপাতিতে ইলেকট্রিক্যাল পাওয়ার সরবরাহ করে।
নিউট্রাল তার: এটি কারেন্টের প্রত্যাবর্তন পথ হিসাবে কাজ করে, ফেজ তারের সমান পরিমাণ কারেন্ট পাওয়ার সোর্সে প্রত্যাবর্তন করে।
মাটি তার: এর প্রধান ভূমিকা হল ফল্ট কারেন্ট, যেমন শর্ট সার্কিট বা ইলেকট্রিক্যাল লিকেজের সময় উৎপন্ন হওয়া, এর জন্য একটি নিরাপদ পথ প্রদান করা। এই অস্বাভাবিক কারেন্টগুলি পরিচালনা করে, এটি যন্ত্রপাতি এবং কর্মীদের ইলেকট্রিক্যাল শক থেকে রক্ষা করে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, মাটি তার সার্কিটের সাধারণ কারেন্ট-বহন অপারেশনে জড়িত নয়।
কারেন্ট-বহন প্রয়োজন
যেহেতু মাটি তার শুধুমাত্র ফল্ট অবস্থায় কারেন্ট বহন করে, তাই এটি ফেজ তারের মতো অবিচ্ছিন্ন লোড কারেন্ট হ্যান্ডেল করার দরকার নেই। ফল্ট কারেন্ট সাধারণত খুব অল্প সময়ের জন্য প্রবাহিত হয়, সাধারণত একটি ওভারকারেন্ট প্রোটেকশন ডিভাইস, যেমন একটি সার্কিট ব্রেকার বা ফিউজ, সার্কিট বিচ্ছিন্ন করার জন্য ট্রিপ করা পর্যন্ত। ফলস্বরূপ, মাটি তার এই ছোট সুর্য সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়, যা প্রোটেক্টিভ ডিভাইসগুলি সার্কিট বিচ্ছিন্ন করার জন্য যথেষ্ট সময় প্রদান করে, এবং ছোট ফল্ট সময় উল্লেখযোগ্য তাপ উত্পাদনের ঝুঁকি কমায়। এটি ছোট-গেজ তার ব্যবহার করার সুযোগ দেয়, যা খরচ এবং পদার্থ ব্যবহার কমায় এবং তবুও প্রয়োজনীয় নিরাপত্তা এবং পারফরম্যান্স স্ট্যান্ডার্ড মেনে চলে। মাটি তার বড় করা অপ্রয়োজনীয় খরচ বৃদ্ধি করবে বিনা বিশেষ অতিরিক্ত নিরাপত্তা লাভের বিনিময়ে।
ভোল্টেজ ড্রপ বিবেচনা
ভোল্টেজ ড্রপ মাটি তারের ডিজাইনে একটি বড় উদ্বেগ নয় কারণ তারা অবিচ্ছিন্নভাবে কারেন্ট বহন করে না। এছাড়াও, মাটি তার সাধারণত অপেক্ষাকৃত ছোট দৈর্ঘ্যে ইনস্টল করা হয়। এই ছোট দৈর্ঘ্য ফল্ট কারেন্ট দ্রুত মাটিতে পরিচালনা করতে দেয়, ব্রেকার ট্রিপ করার জন্য ত্বরান্বিত করে এবং তার ওভারহিট হওয়ার ঝুঁকি কমায়। ফলস্বরূপ, একটি ছোট-আকারের মাটি তার ব্যবহার করা যেতে পারে বিনা সার্কিটের পারফরম্যান্স ক্ষতি হয় না।
কোড-ভিত্তিক আকার মানদণ্ড
জাতীয় ইলেকট্রিক্যাল কোড (NEC): NEC টেবিল 250.122 তে বিস্তারিত দিকনির্দেশনা প্রদান করে যা সরঞ্জাম গ্রাউন্ডিং কন্ডাক্টর (EGC) এর সর্বনিম্ন আকার নির্দিষ্ট করে। এই প্রয়োজনীয়তা সার্কিট সুরক্ষিত করার জন্য একটি ওভারকারেন্ট প্রোটেকশন ডিভাইস, যেমন একটি সার্কিট ব্রেকার বা ফিউজ, এর রেটিং অনুসারে ভিত্তি করা হয়।
আন্তর্জাতিক ইলেকট্রোটেকনিক্যাল কমিশন (IEC): NEC এর মতো IEC মান গ্রাউন্ডিং কন্ডাক্টরের সর্বনিম্ন আকার নির্দিষ্ট করে। তবে, IEC দিকনির্দেশনা সাধারণত ফেজ কন্ডাক্টরের আকার এবং সর্বোচ্চ প্রত্যাশিত ফল্ট কারেন্টের মতো কারণগুলি বিবেচনা করে। এই কোডগুলি নিশ্চিত করে যে মাটি তার যথাযথভাবে আকার করা হয় - না তারা খুব ছোট, যা ফল্টের সময় ফেলের কারণ হতে পারে, না খুব বড়, যা ব্যয়বহুল হবে।
প্রায়োগিক উদাহরণ
একটি 15-এম্প ব্রেকার দ্বারা সুরক্ষিত সার্কিটের জন্য, হট তার সাধারণত #12 AWG, এবং মাটি তার কমপক্ষে #14 AWG তামা হতে হবে।
20-এম্প ব্রেকারের ক্ষেত্রে, হট তার 10 AWG, এবং মাটি তার কমপক্ষে #12 AWG তামা হওয়া উচিত।
50-এম্প ব্রেকারের ক্ষেত্রে, হট তার # 6 AWG, এবং মাটি তারের সর্বনিম্ন আকার 10 AWG তামা হবে।
100-এম্প ব্রেকার এবং প্যানেলের জন্য, যেখানে সার্ভিস কেবল #4 AWG, মাটি তার কমপক্ষে #8 AWG তামা হতে হবে।
200-এম্প সার্ভিসের ক্ষেত্রে, হট তার কমপক্ষে #3/0 AWG, এবং মাটি তার # 4 AWG হওয়া উচিত।
অত্যন্ত বড় ব্রেকার, যেমন 600 এম্প রেটেড ব্রেকার, মাটি তার ফল্ট কারেন্ট হ্যান্ডেল করার জন্য আনুপাতিকভাবে আকার করা প্রয়োজন।
যদিও সাধারণত মাটি তার ফেজ তারের চেয়ে ছোট, তবে কিছু ব্যতিক্রম রয়েছে।
যখন মাটি তার পাওয়ার তারের আকারের সাথে মিলে যায়
নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে মাটি তার পাওয়ার তারের সাথে একই আকারের হতে হবে:
বন্ডিং কন্ডাক্টর
যখন মাটি তার বন্ডিং উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়, যেমন ইলেকট্রিক্যাল সরঞ্জামের ধাতব অংশগুলি গ্রাউন্ডিং সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত করা, তখন তারা পাওয়ার তারের সাথে একই আকারের হতে পারে। এটি নিশ্চিত করে যে তারা ফল্ট কারেন্ট প্রভাবশালীভাবে বহন করতে পারে এবং বন্ডিং সংযোগের বিশ্বস্ততা রক্ষা করে, ইলেকট্রিক্যাল হাজার্ড থেকে বিশ্বস্ত সুরক্ষা প্রদান করে।
বড়-আকারের কন্ডাক্টর
যে সার্কিটগুলি বড়-আকারের কন্ডাক্টর (যেমন, 3/0 AWG বা তার বড়) ব্যবহার করে, NEC আনুপাতিকভাবে বড় মাটি তার আদেশ দেয়। এটি নিশ্চিত করে যে গ্রাউন্ডিং সিস্টেম বড়-ক্ষমতা সার্কিটের সাথে সম্পর্কিত উচ্চ ফল্ট কারেন্ট হ্যান্ডেল করতে পারে এবং ইলেকট্রিক্যাল ইনস্টলেশনের নিরাপত্তা রক্ষা করে।
বিশেষ সরঞ্জাম প্রয়োগ
নির্দিষ্ট ধরনের সংবেদনশীল বা উচ্চ-ক্ষমতা সরঞ্জাম, যেমন ফোটোভোলটাইক (PV) ইনস্টলেশন, মাটি তার ফেজ তারের সাথে মিলে যেতে পারে। এই আকার নির্ধারণ প্রয়োজন হয় ফল্ট কারেন্ট প্রভাবশালীভাবে প্রবাহিত করার এবং ইমপিডেন্স কমানোর জন্য, যা সরঞ্জাম এবং ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেমের মোট নিরাপত্তা এবং পারফরম্যান্স উন্নয়ন করে।
অশুদ্ধ মাটি তারের আকারের প্রভাব
ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেমের মাটি তার সবসময় হট বা নিউট্রাল তারের সাথে মিলে যায় না; এটি কিছুটা বড় বা ছোট হতে পারে। যখন বড় মাটি তার ব্যবহার করা হয়, তখন এটি ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেমের জন্য কোনো ঝুঁকি নেই, তবে এটি অতিরিক্ত পদার্থের জন্য বেশি খরচ আনে। অতিরিক্ত দৈর্ঘ্যের প্রয়োজন হলে, একটি জাঙ্কশন বক্স ব্যবহার করা যেতে পারে তার বিস্তার করতে বিনা গ্রাউন্ডিং সিস্টেমের বিশ্বস্ততা ক্ষতি করে।
আসলে, বড় মাটি তার কিছু গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে এবং কিছু পরিস্থিতিতে বিশেষভাবে উপকারী হতে পারে। বড় তারগুলি তাদের কম রেসিস্টেন্সের কারণে ভোল্টেজ ড্রপ কমায়, যা একটি স্থিতিশীল ইলেকট্রিক্যাল সংযোগ নিশ্চিত করে। এটি বিশেষভাবে উচ্চ কারেন্ট-বহন ক্ষমতা প্রয়োজনীয় সিস্টেমে গুরুত্বপূর্ণ হয়। ভোল্টেজ লস কমানো দ্বারা, বড় মাটি তার সিস্টেমের সমগ্র নিরাপত্তা এবং বিশ্বস্ততা উন্নয়ন করে।
বিপরীতে, খুব ছোট মাটি তার ব্যবহার করলে গুরুতর সমস্যা হতে পারে। ছোট তারগুলির উচ্চ ইলেকট্রিক্যাল রেসিস্টেন্স থাকে, যা সার্কিট ব্রেকারের চৌম্বকীয় ট্রিপ মেকা
