Neutral Conductor का Size क्यों छोटा होता है?
तीन-फेज (Poly-phase) सिस्टम में, कभी-कभी Neutral Conductor का Size Line Conductor से छोटा हो सकता है। हालांकि, NEC और IEC standards के अनुसार, Neutral और Line Conductors के Size को एक जैसा होना चाहिए।
Star (Wye) Connection में Neutral Conductor का Size छोटा क्यों हो सकता है?
जब Load पूरी तरह से Balanced होता है और Total Harmonic Distortion कम होती है, तो Neutral Conductor का Size कम किया जा सकता है। यह ज़्यादातर बड़े Distribution Systems में देखा जाता है, जहाँ Engineering Calculations इसकी संभावना को प्रमाणित करती हैं।
Example:
तीन-फेज, 120/208V Wye System में अगर Load Balanced है, तो Neutral Conductor में कोई Current नहीं होता।
अगर Load Asantulit है या Harmonic Current उत्पन्न होते हैं (जैसे कि Computer, LED Lights, आदि), तो Neutral Conductor को उतना ही या उससे बड़ा Size देना पड़ सकता है, क्योंकि तीसरे Harmonics के कारण Neutral Conductor में अधिक Current हो सकता है।
Balanced तीन-फेज System
Balanced Load वाले System में, Neutral Conductor आमतौर पर कम Current करता है, क्योंकि यह केवल Asantulit Current को Condition करता है। इस स्थिति में, Neutral Conductor छोटा हो सकता है, खासकर जब Load समान रूप से सभी Phases में विभाजित हो।
जब Load Resistive (जैसे Incandescent Lighting) होता है, तो Neutral Current Minimum होता है क्योंकि Phase Current Balanced होते हैं।
Asantulit तीन-फेज System
हालांकि, यह हमेशा ऐसा नहीं होता। Asantulit Load वाले Systems में, जैसे कि Nonlinear Loads (Computer, LED Lights, या Motor Drives), Harmonics Neutral Current को बढ़ा सकते हैं, जिससे Neutral Conductor को उसी Size का या उससे बड़ा बनाना पड़ सकता है।
Example के लिए, अगर तीन-फेज Cable तीन अलग-अलग Single-phase Circuits को Supply कर रहा है, तो Electronic और Inductive Loads से उत्पन्न Harmonic Current Neutral में जमा होते हैं, जो Neutral Conductor को अधिक गर्म कर सकते हैं।
Single-Phase System
कुछ विशेष Applications में, जैसे पुराने या Cost-based Designs में, Neutral Conductor का Size Phase Conductor के Size का आधा हो सकता है। पुराने समय में, जब Inductive Loads कम होते थे, तब Neutral Current भी कम था। ऐसे मामलों में, Neutral Conductor का Size छोटा रखना संभव था।
Example:
एक 120/240V Single-phase System में, अगर दोनों Hot Wires समान Current लाती हैं, तो कोई Current Neutral से नहीं गुजरता। इस स्थिति में, Neutral Conductor छोटा हो सकता है।
आधुनिक Practice में Neutral Wire का Size
आजकल, Technical बदलावों और Harmonic Loads की बढ़ती उपस्थिति को देखते हुए, Neutral Conductor का Size आमतौर पर Phase Conductor के बराबर रखा जाता है, ताकि System की Reliability और Safety सुनिश्चित की जा सके।
NEC और IEC के वर्तमान Standards इस पर जोर देते हैं कि Neutral Conductor को हमेशा Phase Conductor के बराबर Size में रखा जाए।
NEC और IEC आवश्यकता
NEC (National Electrical Code)
NEC में Neutral Conductor के Size को लेकर कई दिशा-निर्देश हैं (Article 220, 250, और 310)।
- Neutral Conductor को अधिकतम Asantulit Load संभालने के लिए Size दिया जाना चाहिए।
- अगर System में Nonlinear Loads हैं, तो Neutral Conductor को उन Harmonics को संभालने के लिए पर्याप्त Size में होना चाहिए।
IEC (International Electrotechnical Commission)
IEC 60364 Standard के अनुसार, Neutral Conductor का Size हमेशा Phase Conductor के समान होना चाहिए, खासकर उन Systems में जहाँ Harmonics की समस्या हो।
- जब Neutral Conductor में महत्वपूर्ण Harmonic Current होता है, तो इसे Phase Conductor के Size से छोटा नहीं किया जा सकता।
Neutral Conductor के Size को घटाने की स्थिति
- Balanced Loads वाले System (जैसे बड़े Motors) में Neutral Conductor का Size घटाया जा सकता है। - उच्च Voltage Distribution Systems में Neutral Conductor को सुरक्षा उद्देश्य से छोटा किया जा सकता है, क्योंकि यह Load Current लगातार नहीं करता।
Neutral Conductor के Size को बढ़ाने की आवश्यकता
- जब System में Nonlinear Loads होते हैं, तो Neutral Conductor को उस Current को संभालने के लिए बड़ा होना चाहिए, जो Harmonics के कारण उत्पन्न होता है। - Fault Tolerance और Safety के लिए भी Neutral Conductor का Size बड़ा होना चाहिए ताकि किसी भी गलती (Fault) के समय वह आसानी से Current का प्रवाह कर सके और सुरक्षा सुनिश्चित हो।
Formula
Neutral Conductor का Size निर्धारित करने के लिए Formula:
Ineutral = Σ(Iphase1, Iphase2, Iphase3) + Iharmonic
जहाँ:
- Ineutral = Neutral Current
- Iphase1, phase2, phase3 = प्रत्येक Phase Current
- Iharmonic = Harmonic Current