अर्थ या ग्राउंड वायर का आकार किस पर आधारित होता है?

Question

Examoogle · Accepted Answer

D: A और C दोनों

Explanation & Concepts:
अर्थिंग कंडक्टर (ग्राउंड वायर) का आकार इसकी थर्मल सीमाओं को पार किए बिना अधिकतम फॉल्ट धारा को ले जाने की क्षमता और सुरक्षात्मक उपकरणों के तीव्र संचालन को सुनिश्चित करने के लिए जमीन के प्रति कम प्रतिबाधा (impedance) बनाए रखने की प्रभावशीलता द्वारा निर्धारित किया जाता है।

Working Principle: अर्थ वायर ग्राउंड फॉल्ट के दौरान कम-प्रतिबाधा पथ के रूप में कार्य करता है। फॉल्ट क्लियरेंस समय की अवधि के लिए शॉर्ट-सर्किट धारा के थर्मल तनाव का सामना करने के लिए इसका क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र पर्याप्त होना चाहिए। साथ ही, अर्थ-फॉल्ट लूप इम्पीडेंस (जो मिट्टी की प्रतिरोधकता से प्रभावित होता है) इतना कम होना चाहिए कि पर्याप्त फॉल्ट धारा प्रवाहित हो सके, जिससे IS 3043 मानकों के अनुसार सर्किट ब्रेकर या फ्यूज तुरंत ट्रिप हो सकें।

Key Formulas: $A = \frac{I \cdot \sqrt{t}}{k}$ — न्यूनतम क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की गणना जहाँ I फॉल्ट धारा है, t समय है, और k सामग्री पर निर्भर कारक है।; $Z_s = R_{earth} + R_{line}$ — अर्थ फॉल्ट लूप इम्पीडेंस जो सुरक्षात्मक संचालन के लिए पर्याप्त कम होना चाहिए।

Key Points: वायर की थर्मल सीमा उच्च-धारा वाली फॉल्ट स्थितियों के दौरान इसे पिघलने या अत्यधिक गर्म होने से रोकती है।; मिट्टी की प्रतिरोधकता सीधे 'अर्थ प्रतिरोध' को प्रभावित करती है, जो यह निर्धारित करती है कि फॉल्ट धारा कितनी आसानी से जमीन में फैलती है।; IS 3043 अर्थिंग सिस्टम के डिज़ाइन और चयन को नियंत्रित करने वाला प्राथमिक भारतीय मानक है।; यदि मिट्टी का प्रतिरोध अधिक है, तो केवल मोटे तारों के बजाय अधिक विस्तृत इलेक्ट्रोड सिस्टम (जैसे ग्रिड या कई रॉड) की आवश्यकता होती है।

Advantages: खतरनाक टच और स्टेप पोटेंशियल को रोककर कर्मियों की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।; सिस्टम वोल्टेज के लिए एक स्थिर संदर्भ बिंदु प्रदान करता है।

Disadvantages: मिट्टी की प्रतिरोधकता नमी की मात्रा में उतार-चढ़ाव के कारण मौसमी परिवर्तनों के अधीन है।; समय के साथ अर्थ कंडक्टरों का क्षरण (corrosion) लूप इम्पीडेंस को बढ़ा सकता है।

Applications: घरेलू विद्युत इंस्टॉलेशन।; बड़े औद्योगिक बिजली संयंत्र और सबस्टेशन।; बिजली संरक्षण (lightning protection) सिस्टम।

Additional Info: विकल्प B (सर्विस लाइन की निर्धारित धारा) गलत है क्योंकि सर्विस लाइन की धारा सामान्य परिचालन भार से संबंधित है, जबकि अर्थ वायर का आकार मुख्य रूप से फॉल्ट-हैंडलिंग की आवश्यकता है।. एक उचित आकार का अर्थ वायर फेज-टू-ग्राउंड फॉल्ट के दौरान उपकरणों के चेसिस को घातक क्षमता (potential) तक पहुँचने से रोकता है।

Answer: D सही है — अर्थिंग कंडक्टर का आकार अधिकतम फॉल्ट धाराओं के तहत थर्मल सहन क्षमता और मिट्टी की प्रतिरोधकता द्वारा निर्धारित समग्र लूप इम्पीडेंस दोनों द्वारा नियंत्रित होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि अर्थिंग सुरक्षा-प्रथम डिज़ाइन है; जबकि केबल का आकार लोड करंट (थर्मल/वोल्टेज ड्रॉप) पर आधारित होता है, अर्थिंग फॉल्ट करंट (सुरक्षा/समय-धारा विशेषताओं) पर आधारित होती है।

Examoogle · Answer

Option A: ग्राउंड वायर से गुजरने वाली अधिकतम फॉल्ट धारा

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Option B: सर्विस लाइन की निर्धारित धारा वहन क्षमता

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Option C: मिट्टी के प्रतिरोध पर निर्भर करता है

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