KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2024 (test 2)

PYTANIE NR 13.
Jaką największą wartość może mieć impedancja pętli zwarcia w trójfazowym obwodzie elektrycznym o napięciu znamionowym 230/400 V, aby skuteczna była ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu izolacji, jeśli wiadomo, że wyłączenie zasilania tego obwodu ma zapewnić instalacyjny wyłącznik nadprądowy B10?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Warunek skuteczności ochrony SWZ to Zs ≤ U0/Ia. Dla sieci 230/400 V przyjmuje się napięcie fazowe U0=230 V. Wyłącznik nadprądowy o charakterystyce B zadziała "natychmiastowo" przy prądzie do 5·In, więc dla B10: Ia=5·10 A=50 A. Stąd Zsmax=230/50=4,6 Ω.

Pełne wyjaśnienie:

W ochronie przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania (SWZ) kluczowe jest, aby w razie uszkodzenia izolacji popłynął na tyle duży prąd zwarciowy, by zabezpieczenie nadprądowe wyłączyło obwód w wymaganym czasie. Zależność opisuje warunek:

Zs ≤ U0 / Ia

  • Zs – impedancja pętli zwarcia (cała droga prądu: przewód fazowy do miejsca zwarcia i powrót przewodem ochronnym PE do źródła),
  • U0 – napięcie fazowe względem ziemi; w układzie 230/400 V jest to 230 V,
  • Ia – prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie.

Dla wyłącznika nadprądowego o charakterystyce B przy zwarciu przyjmuje się zakres zadziałania członu bezzwłocznego 3–5·In. W obliczeniach maksymalnej dopuszczalnej impedancji stosuje się podejście konserwatywne, czyli górną granicę 5·In, aby mieć pewność szybkiego zadziałania.

Dla B10 mamy In=10 A, więc Ia=5·10 A=50 A. Podstawiając do wzoru:

Zsmax = 230 V / 50 A = 4,6 Ω

Dlaczego pozostałe wartości są błędne? 7,7 Ω wynika typowo z przyjęcia 3·In (230/30 A), co nie spełnia założenia "maksymalnej" wartości przy konserwatywnym doborze. 2,3 Ω pasuje raczej do większych prądów znamionowych (np. B20 przy 5·In), więc dla B10 zaniża dopuszczalną Zs. 8,0 Ω nie wynika z poprawnego podstawienia U0 i Ia dla B10 i prowadziłaby do zbyt małego prądu zwarciowego, a więc ryzyka braku szybkiego wyłączenia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Impedancja pętli zwarcia (Zs) to "opór" całej drogi prądu zwarciowego: od źródła przez przewód fazowy do miejsca zwarcia i z powrotem przewodem ochronnym PE. Im mniejsza Zs, tym większy prąd zwarcia i tym szybciej zadziała zabezpieczenie.
Stosuje się warunek skuteczności SWZ: Zs ≤ U0/Ia. Dla sieci 230/400 V przyjmuje się U0=230 V, a dla wyłącznika B konserwatywnie Ia=5·In. Dla B10: Ia=50 A, więc Zsmax=230/50=4,6 Ω.
We wzorze Zs ≤ U0/Ia U0 oznacza napięcie fazowe względem ziemi, czyli w typowej sieci 230/400 V jest to 230 V. Użycie 400 V (międzyfazowego) zawyża dopuszczalną Zs i może dać fałszywe poczucie spełnienia ochrony.
Charakterystyka B ma zakres zadziałania bezzwłocznego 3–5×In. Przy wyznaczaniu maksymalnej dopuszczalnej impedancji pętli zwarcia zwykle przyjmuje się 5×In, bo to podejście bardziej bezpieczne: gwarantuje wymagany prąd do zadziałania w krótkim czasie.
Najczęściej myli się 230 V z 400 V, przyjmuje 3×In zamiast 5×In, albo nie kojarzy, że wynik ma być maksymalną dopuszczalną wartością Zs. Błędem bywa też mechaniczne wybieranie liczby "z tabeli" bez sprawdzenia, dla jakiego In ją podano.
Zs mierzy się podczas odbioru instalacji, po modernizacjach oraz w okresowych przeglądach. Wynik porównuje się z wartością graniczną obliczoną dla danego zabezpieczenia. Jeśli pomiar jest za wysoki, trzeba poprawić warunki zwarciowe (np. przekroje, długości, połączenia PE).
Gdy Zs jest duża, prąd zwarciowy jest mały. Wtedy wyłącznik nadprądowy może nie zadziałać wystarczająco szybko, a na częściach dostępnych może dłużej utrzymywać się niebezpieczne napięcie dotykowe. Ochrona SWZ opiera się na szybkim odłączeniu zasilania.
Najczęściej pomaga skrócenie długości obwodu, zwiększenie przekroju przewodów, poprawa jakości połączeń (zaciski, złączki), oraz zapewnienie ciągłości i właściwego przekroju przewodu ochronnego PE. Czasem konieczna jest też weryfikacja układu sieci i punktu zasilania.
W zadaniach o SWZ dla typowych obwodów końcowych liczy się warunek dla zwarcia doziemnego (L–PE), dlatego używa się U0 (napięcia fazowego). Trójfazowość zasilania nie oznacza automatycznie użycia 400 V; decyduje rodzaj rozpatrywanego zwarcia.
Skontroluj trzy rzeczy: (1) czy użyto 230 V jako U0, (2) czy Ia policzono jako 5×In dla B, (3) czy jednostki się zgadzają (V/A=Ω). Dla B10 wynik rzędu kilku omów jest typowy; wartości skrajnie duże zwykle oznaczają błąd 400 V lub 3×In.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 26% zdających egzamin. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Warunek skuteczności ochrony SWZ to Zs ≤ U0/Ia."

Źródła:

  • PN-HD 60364-4-41:2017-09, Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym (wymagania SWZ, czasy wyłączenia, zależność Zs ≤ U0/Ia)

Materiały:

  • PN-HD 60364-4-41:2017-09 – rozdział dotyczący SWZ i czasów wyłączenia
  • Tablice/charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników nadprądowych typu B
  • Podręczniki z podstaw ochrony przeciwporażeniowej i pomiarów elektrycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego