W ochronie przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania (SWZ) kluczowe jest to, aby w przypadku uszkodzenia izolacji i pojawienia się zwarcia doziemnego/zwarcia w obwodzie popłynął prąd na tyle duży, by zabezpieczenie zadziałało odpowiednio szybko. Zdolność "wygenerowania" odpowiednio dużego prądu zwarciowego zależy m.in. od impedancji pętli zwarcia Zs.
W zadaniu pytanie dotyczy wartości maksymalnej Zs, przy której ochrona nadal jest skuteczna. Stosuje się więc zależność:
Zs(max) = U0 / Ia
- U0 to napięcie względem ziemi (napięcie fazowe). W sieci 230/400 V jest to 230 V, nie 400 V (400 V jest napięciem międzyfazowym).
- Ia to prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie. Dla wyłącznika nadprądowego o charakterystyce B przyjmuje się typowo zadziałanie członu zwarciowego przy ok. 5·In.
Dla wyłącznika B20 prąd znamionowy wynosi In = 20 A, zatem:
Ia ≈ 5 · 20 A = 100 A
Podstawienie do wzoru daje:
Zs(max) = 230 V / 100 A = 2,3 Ω
Dlatego odpowiedź "2,3 Ω" jest poprawna.
Dlaczego pozostałe wartości są nieprawidłowe? Każda większa impedancja (np. 3,8 Ω; 4,0 Ω; 6,6 Ω) oznacza mniejszy prąd zwarciowy (I = U0/Zs), co może nie wystarczyć do szybkiego zadziałania członu zwarciowego wyłącznika B20. W praktyce prowadzi to do zbyt długiego utrzymywania się niebezpiecznego napięcia dotykowego na obudowie urządzenia przy uszkodzeniu izolacji.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy zadanie dotyczy U0 (230 V) oraz czy pytają o maksymalną Zs. Najczęstsza pomyłka to użycie 400 V albo dzielenie przez 20 A zamiast przez prąd zadziałania.
