न्यूट्रल का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (cross-sectional area) होता है

Question

Accepted Answer

C: लाइन कंडक्टर का आधा

Explanation & Concepts:
एक संतुलित तीन-फेज वितरण प्रणाली में, न्यूट्रल तार आमतौर पर बहुत कम या शून्य धारा प्रवाहित करता है। इसलिए, आर्थिक कारणों से, न्यूट्रल कंडक्टर को फेज (लाइन) कंडक्टर के अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल के आधे (या कभी-कभी उससे भी कम) के रूप में डिज़ाइन करना एक मानक अभ्यास है।

Working Principle: न्यूट्रल कंडक्टर में धारा ($I_n$) व्यक्तिगत फेज धाराओं ($I_a, I_b, I_c$) का सदिश योग है। पूर्णतः संतुलित लोड स्थिति में, $I_n = 0$ होता है। हालांकि व्यावहारिक वितरण प्रणालियाँ अक्सर असंतुलित होती हैं, फिर भी न्यूट्रल धारा व्यक्तिगत फेज धाराओं की तुलना में काफी कम रहती है, जिससे सामग्री लागत कम करने के लिए छोटे कंडक्टर आकार का उपयोग किया जा सकता है।

Key Formulas: $I_n = \vec{I}_a + \vec{I}_b + \vec{I}_c$ — न्यूट्रल धारा गणना; $A_n = \frac{1}{2} A_p$ — न्यूट्रल कंडक्टर के लिए मानक साइजिंग नियम

Key Points: न्यूट्रल तार का आकार पूर्ण लोड धारा से नहीं, बल्कि अपेक्षित असंतुलित धारा द्वारा निर्धारित होता है।; वितरण प्रणाली डिजाइन में लागत अनुकूलन एक प्रमुख चालक है।; सुरक्षा नियम (जैसे IS कोड) कम धारा आवश्यकताओं के बावजूद यांत्रिक मजबूती के लिए एक न्यूनतम अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल अनिवार्य कर सकते हैं।

Advantages: सामग्री लागत (तांबा या एल्यूमीनियम) में महत्वपूर्ण कमी; वितरण पोल पर कुल वजन में कमी

Disadvantages: यदि सिस्टम गंभीर रूप से असंतुलित हो जाता है तो ओवरहीटिंग (अत्यधिक गर्म होने) की संभावना; लंबे स्पैन में अतिरिक्त यांत्रिक सुदृढ़ीकरण की आवश्यकता हो सकती है

Applications: लो-वोल्टेज (LV) वितरण नेटवर्क; आवासीय उपभोक्ताओं के लिए सर्विस लाइन

Additional Info: उन प्रणालियों में जहां गैर-रेखीय लोड (जैसे LED या कंप्यूटर पावर सप्लाई) महत्वपूर्ण तीसरी हार्मोनिक धाराएं पैदा करते हैं, न्यूट्रल धारा वास्तव में फेज धारा से अधिक हो सकती है, जिससे पूर्ण आकार या अधिक बड़े न्यूट्रल की आवश्यकता होती है।. विकल्प A गलत है क्योंकि दोगुना क्षेत्रफल सामग्री की एक गैर-आर्थिक बर्बादी होगी।

Answer: C सही है — संतुलित वितरण प्रणालियों में सामग्री की लागत को अनुकूलित करने के लिए न्यूट्रल कंडक्टर का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल आमतौर पर लाइन कंडक्टर का आधा डिज़ाइन किया जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि हालांकि लागत के लिए न्यूट्रल को 'आधा-आकार' का रखा जाता है, भारी हार्मोनिक्स वाले आधुनिक पावर सिस्टम में थर्मल क्षति को रोकने के लिए न्यूट्रल को अलग आकार का रखने की आवश्यकता हो सकती है।

Answer

Option A: लाइन कंडक्टर से दोगुना

Answer

Option B: लाइन कंडक्टर का एक-चौथाई

Answer

Option D: इनमें से कोई नहीं

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