Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu izolacji (tzw. ochrona "przy uszkodzeniu") w typowych układach, gdzie realizuje się samoczynne wyłączenie zasilania, sprawdza się przez porównanie impedancji pętli zwarcia z wartością graniczną wynikającą z prądu, przy którym zabezpieczenie zadziała wystarczająco szybko.
Stosuje się zależność:
Zs ≤ U0 / Ia
- Zs – impedancja pętli zwarcia,
- U0 – napięcie między przewodem fazowym a ziemią (dla sieci 230/400 V jest to 230 V),
- Ia – prąd wywołujący samoczynne zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie.
W zadaniu podano wyłącznik nadprądowy B20. Dla charakterystyki B człon bezzwłoczny zadziała w zakresie około 3–5·In. Aby wyznaczyć największą dopuszczalną impedancję (czyli przypadek najbardziej wymagający, zapewniający zadziałanie w każdych warunkach tego zakresu), przyjmuje się wartość konserwatywną Ia = 5·In.
Obliczenia:
- In = 20 A
- Ia = 5·20 A = 100 A
- U0 = 230 V
- Zsmax = 230 V / 100 A = 2,3 Ω
Dlatego odpowiedź "2,3 Ω" spełnia warunek skutecznego wyłączenia.
Pozostałe propozycje (3,8 Ω; 4,0 Ω; 6,6 Ω) oznaczają większą impedancję pętli zwarcia, a więc mniejszy prąd zwarciowy. W praktyce mogłoby to skutkować brakiem szybkiego zadziałania wyłącznika lub zbyt długim czasem wyłączenia, co jest niepożądane z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej.
Wskazówka egzaminacyjna: przy zapisie 230/400 V prawie zawsze, gdy pojawia się pętla zwarcia w obwodzie fazowym, do wzoru wchodzi 230 V, nie 400 V.
