क्यों ग्राउंड वायर का आकार हॉट वायर से छोटा होता है

पृथ्वी तार के आकार के विचार

पृथ्वी तार का आकार आवश्यक नहीं है कि शक्ति (प्रकार या हॉट) तार के समान हो। हालांकि, इसके आयामों को विद्युत कोडों, जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका में राष्ट्रीय विद्युत कोड (NEC), में निर्धारित नियमों के अनुसार पूरी तरह से अनुसरण करना चाहिए। पृथ्वी तार के उचित आकार को निर्धारित करने वाले कई महत्वपूर्ण कारक हैं:

जबकि यह एक सामान्य घटना नहीं है, फिर भी, लंबे तार के रन या सर्किटों में, जहाँ इम्पीडेंस को कम करना आवश्यक हो, पृथ्वी तार का आकार बढ़ाना आवश्यक हो सकता है। यह इसलिए है क्योंकि एक लंबा पृथ्वी तार में महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप हो सकता है, जो इसके परिणामस्वरूप ग्राउंडिंग पथ का प्रतिरोध बढ़ जाता है। इस समस्या को निवारण करने और विद्युत प्रणाली की सुरक्षा और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने के लिए, पृथ्वी तार का आकार फेज चालक के समान हो सकता है।

विशिष्ट विद्युत स्थापनाओं में, इंजीनियरों को अतिरिक्त सुरक्षा उपाय के रूप में पृथ्वी तार को फेज तार के समान आकार का बनाने का विकल्प हो सकता है। यह व्यवहार विशेष रूप से उन क्रियात्मक प्रणालियों में अधिक प्रचलित है जहाँ विद्युत विफलता के परिणाम गंभीर हो सकते हैं, या ऐसे क्षेत्रों में जहाँ स्थानीय विद्युत कोड अधिक सख्त आवश्यकताएँ लागू करते हैं। बड़े आकार के पृथ्वी तार का उपयोग करके, प्रणाली फ़ॉल्ट धाराओं को बेहतर ढंग से संभाल सकती है, जिससे विद्युत झटके और उपकरण की क्षति का जोखिम कम हो जाता है।

विद्युत सर्किटों में पृथ्वी तार के आकार को समझना

जब पृथ्वी तार शक्ति तार से छोटा होता है

कई विद्युत सर्किटों में, पृथ्वी (या ग्राउंडिंग) तार का गेज आमतौर पर फेज (हॉट) और न्यूट्रल तारों की तुलना में छोटा होता है, और यह डिजाइन विकल्प कई महत्वपूर्ण कारकों पर आधारित है:

प्रत्येक तार प्रकार का कार्य

• फेज तार: यह तार सामान्य सर्किट संचालन के दौरान पूरी लोड धारा को ले जाने के लिए जिम्मेदार है। यह जुड़े हुए उपकरणों और उपकरणों को विद्युत शक्ति प्रदान करता है।

• न्यूट्रल तार: यह धारा के लिए वापसी पथ का काम करता है, फेज तार के समान धारा को शक्ति स्रोत तक ले जाता है।

पृथ्वी तार: इसका प्राथमिक कार्य फ़ॉल्ट धाराओं, जैसे शॉर्ट सर्किट या विद्युत लीकेज के दौरान उत्पन्न होने वाले, के लिए एक सुरक्षित पथ प्रदान करना है। इन असामान्य धाराओं को विचलित करके, यह उपकरणों की सुरक्षा करता है और कर्मियों को विद्युत झटके से बचाता है। महत्वपूर्ण रूप से, पृथ्वी तार सर्किट के सामान्य धारा-वहन संचालन में शामिल नहीं होता है।

धारा-वहन की आवश्यकताएँ

चूंकि पृथ्वी तार केवल फ़ॉल्ट स्थितियों में धारा ले जाता है, इसे फेज तार की तरह निरंतर लोड धाराओं का सामना करना नहीं पड़ता है। फ़ॉल्ट धाराएँ आमतौर पर बहुत छोटे समय तक प्रवाहित होती हैं, आमतौर पर तब तक जब तक एक ओवरकरंट सुरक्षा उपकरण, जैसे सर्किट ब्रेकर या फ्यूज, सर्किट को अवरुद्ध नहीं कर देता। इस परिणामस्वरूप, पृथ्वी तार को इन छोटे समय के उत्थानों को संभालने के लिए आकार दिया जा सकता है बिना गर्मी के खतरे के। इसका डिजाइन इसे फ़ॉल्ट धाराओं को ले जाने के लिए काफी समय तक अनुमति देता है, जब तक सुरक्षा उपकरण सर्किट को अवरुद्ध नहीं कर देते, और छोटे फ़ॉल्ट समय गर्मी के बढ़ने के खतरे को कम करता है। यह छोटे गेज के तार का उपयोग करने की अनुमति देता है, लागत और सामग्री का उपयोग कम करता है, जबकि अभिन्न सुरक्षा और प्रदर्शन मानकों को पूरा करता है। पृथ्वी तार को बड़ा बनाने से अतिरिक्त लागत होगी बिना किसी महत्वपूर्ण अतिरिक्त सुरक्षा लाभ के।

वोल्टेज ड्रॉप के विचार

पृथ्वी तारों के डिजाइन में वोल्टेज ड्रॉप एक प्रमुख चिंता नहीं है क्योंकि वे निरंतर धारा नहीं ले जाते हैं। इसके अलावा, पृथ्वी तार आमतौर पर छोटी लंबाई में स्थापित होते हैं। यह छोटा लंबाई फ़ॉल्ट धाराओं को तेजी से ग्राउंड करने की अनुमति देता है, जिससे ब्रेकर ट्रिप होता है बिना तार को गर्मी से खतरे के। इस परिणामस्वरूप, छोटा आकार का पृथ्वी तार का उपयोग किया जा सकता है बिना सर्किट के प्रदर्शन को खतरे में डाले।

कोड-आधारित आकार के मानक

राष्ट्रीय विद्युत कोड (NEC): NEC में टेबल 250.122 में उपकरण ग्राउंडिंग चालक (EGC) के न्यूनतम आकार के लिए विस्तृत दिशानिर्देश दिए गए हैं। ये आवश्यकताएँ सर्किट की सुरक्षा करने वाले ओवरकरंट सुरक्षा उपकरण, जैसे सर्किट ब्रेकर या फ्यूज, की रेटिंग पर आधारित हैं।

अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (IEC): NEC के समान, IEC मानक ग्राउंडिंग चालकों के न्यूनतम आकार को परिभाषित करते हैं। हालांकि, IEC दिशानिर्देश आमतौर पर फेज चालकों के आकार और अधिकतम अपेक्षित फ़ॉल्ट धारा जैसे कारकों पर विचार करते हैं। ये कोड सुनिश्चित करते हैं कि पृथ्वी तार उचित रूप से आकार दिए गए हैं - न तो बहुत छोटे, जो फ़ॉल्ट के दौरान विफल हो सकते हैं, और न ही बहुत बड़े, जो व्यर्थ होंगे।

व्यावहारिक उदाहरण

• 15-एम्पीयर ब्रेकर से सुरक्षित एक सर्किट के लिए, हॉट तार आमतौर पर #12 AWG होता है, और पृथ्वी तार कम से कम #14 AWG तांबा होना चाहिए।

• 20-एम्पीयर ब्रेकर के साथ, हॉट तार 10 AWG होता है, और पृथ्वी तार कम से कम #12 AWG तांबा होना चाहिए।

• 50-एम्पीयर ब्रेकर के मामले में, हॉट तार # 6 AWG होता है, और पृथ्वी तार का न्यूनतम आकार 10 AWG तांबा होना चाहिए।

• 100-एम्पीयर ब्रेकर और पैनल के लिए, जहाँ सेवा केबल #4 AWG है, पृथ्वी तार कम से कम #8 AWG तांबा होना चाहिए।

• 200-एम्पीयर सेवा के लिए, हॉट तार कम से कम #3/0 AWG होता है, और पृथ्वी तार # 4 AWG होना चाहिए।

• बहुत बड़े ब्रेकर, जैसे 600 एम्पीयर रेटिंग वाले, के साथ सर्किटों में, पृथ्वी तार को फ़ॉल्ट धाराओं को संभालने के लिए आनुपातिक रूप से आकार दिया जाना चाहिए।

जबकि अधिकांश मामलों में पृथ्वी तार फेज तार से छोटा होता है, फिर भी अपवाद हैं।

जब पृथ्वी तार शक्ति तार के आकार के बराबर होता है

विशिष्ट परिस्थितियों में, पृथ्वी तार को शक्ति तार के समान आकार का होना चाहिए:

बांडिंग चालक

जब पृथ्वी तार बांडिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे विद्युत उपकरणों के धातु भागों को ग्राउंडिंग प्रणाली से जोड़ना, तो उन्हें शक्ति तार के समान आकार का होना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि वे फ़ॉल्ट धाराओं को बेहतर ढंग से ले जा सकते हैं और बांडिंग कनेक्शन की अखंडता बनाए रखते हैं, विद्युत खतरों से सुरक्षा प्रदान करते हैं।

बड़े आकार के चालक

उन सर्किटों के लिए जो बड़े आकार के चालक (जैसे, 3/0 AWG या उससे बड़े) का उपयोग करते हैं, NEC आनुपातिक रूप से बड़े पृथ्वी तार की आवश्यकता का निर्धारण करता है। यह सुनिश्चित करता है कि ग्राउंडिंग प्रणाली बड़े-क्षमता वाले सर्किटों से संबंधित उच्च फ़ॉल्ट धाराओं को संभाल सकती है और विद्युत स्थापना की सुरक्षा बनाए रखती है।

विशेष उपकरण अनुप्रयोग

कुछ प्रकार के संवेदनशील या उच्च-क्षमता वाले उपकरण, जैसे फोटोवोल्टाइक (PV) स्थापनाएँ, पृथ्वी तार को फेज तारों के समान आकार का होने की आवश्यकता हो सकती है। यह आकार फ़ॉल्ट धाराओं के बेहतर प्रवाह और इम्पीडेंस को कम करने के लिए आवश्यक है, जिससे उपकरण और विद्युत प्रणाली की समग्र सुरक्षा और प्रदर्शन में सुधार होता है।

गलत पृथ्वी तार के आकार के प्रभाव

विद्युत प्रणाली में पृथ्वी तार हमेशा हॉट या न्यूट्रल तारों के आकार के बराबर नहीं होता; यह थोड़ा बड़ा या छोटा हो सकता है। जब एक बड़ा पृथ्वी तार का उपयोग किया जाता है, तो यह विद्युत प्रणाली के लिए कोई खतरा नहीं पैदा करता, लेकिन इसके कारण अतिरिक्त सामग्री की आवश्यकता होती है, जिससे लागत बढ़ जाती है। जहाँ अतिरिक्त लंबाई की आवश्यकता हो, वहाँ जंक्शन बॉक्स का उपयोग तार को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है बिना ग्राउंडिंग प्रणाली की अखंडता को खतरे में डाले।

वास्तव में, एक बड़ा पृथ्वी तार कई लाभ प्रदान करता है और कुछ परिस्थितियों में विशेष रूप से लाभदायक हो सकता है। बड़े तार के कम प्रतिरोध के कारण, वोल्टेज ड्रॉप कम हो जाता है, जिससे एक स्थिर विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित होता है। यह विशेष रूप से उन प्रणालियों में महत्वपूर्ण होता है जो उच्च धारा-वहन क्षमता की आवश्यकता होती है। वोल्टेज नुकसान को कम करके, एक बड़ा पृथ्वी तार प्रणाली के समग्र प्रदर्शन को बेहतर बनाता है, प्रणाली की विश्वसनीयता और सुरक्षा को बढ़ाता है।

इसके विपरीत, एक छोटा पृथ्वी तार गंभीर समस्याओं का कारण बन सकता है। छोटे तारों का ऊंचा विद्युत प्रतिरोध होता है, जो सर्किट ब्रेकर के चुंबकीय ट्रिप मेकेनिज्म के सामान्य कार्य को बाधित कर सकता है। यह बाधा यह सुनिश्चित करता है कि ब्रेकर फ़ॉल्ट की स्थिति में जितनी तेजी से ट्रिप नहीं होता, जिससे खतरनाक स्तर की धारा प्रणाली में प्रवाहित हो सकती है। इसके अलावा, छोटे पृथ्वी तार अतिरिक्त फ़ॉल्ट धाराओं को संभालने में असमर्थ हो सकते हैं, जिससे गर्मी हो सकती है। अत्