KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2024

PYTANIE NR 20.
Ile wynosi najmniejsza wartość prądu, która gwarantuje bezzwłoczne zadziałanie wyłącznika nadprądowego o charakterystyce B i prądzie znamionowym 16 A, aby w sieci TN-S zapewnić skuteczną ochronę przeciwporażeniową przy uszkodzeniu?
Ilustracja przedstawia wykres charakterystyki czasowo-prądowej wyłącznika nadprądowego, zatytułowany 'Charakterystyka B'.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla wyłącznika nadprądowego o charakterystyce B człon elektromagnetyczny działa w paśmie 3–5×In.
Aby ochrona w TN-S była skuteczna, do Ia przyjmuje się wartość gwarantującą szybkie wyłączenie, czyli górną granicę 5×In. Dla In=16 A: 5×16 A = 80 A.

Pełne wyjaśnienie:

W układzie TN-S ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu jest realizowana przez samoczynne wyłączenie zasilania. W praktyce sprawdza się warunek Zs×Ia≤Uo, gdzie Ia musi być takim prądem, przy którym zabezpieczenie na pewno zadziała w wymaganym czasie (dla obwodów końcowych do 32 A przyjmuje się czas maksymalny 0,4 s).

Wyłącznik nadprądowy typu B ma dwa mechanizmy:

  • termiczny (dla przeciążeń) – działa w zakresie ok. 1,13–1,45×In i może mieć czasy rzędu sekund, minut lub godzin, więc nie służy do szybkiego wyłączenia zwarcia dla oceny ochrony,
  • elektromagnetyczny (bezzwłoczny) (dla zwarć) – dla charakterystyki B mieści się w paśmie 3–5×In.

Kluczowe jest to, że 3–5×In to pasmo tolerancji. Przy 3×In zadziałanie jest możliwe, ale nie jest zagwarantowane dla każdego egzemplarza i w krótkim czasie. Dopiero przy 5×In przyjmuje się wartość gwarantującą bezzwłoczne zadziałanie, co jest właściwe do obliczeń skuteczności ochrony.

Dla prądu znamionowego In=16 A:

  • 3×In = 48 A – dolna granica pasma (niepewne zadziałanie bezzwłoczne),
  • 5×In = 80 A – górna granica pasma, wartość przyjmowana jako gwarantująca szybkie wyłączenie.

Dlatego poprawna odpowiedź to 80 A.

Pozostałe odpowiedzi są błędne, bo:

  • 48 A odpowiada 3×In, czyli granicy "może zadziałać", a nie "musi zadziałać" – to zbyt mało, aby opierać na tym pewność spełnienia wymaganego czasu wyłączenia,
  • 23 A nie wynika ani z członu bezzwłocznego (3–5×In), ani z typowych progów termicznych, więc nie stanowi właściwego Ia dla zwarcia,
  • 18 A jest bliskie In i dotyczyłoby co najwyżej przeciążenia, a nie prądu zwarciowego potrzebnego do szybkiego wyłączenia przy uszkodzeniu.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu jest układ TN-S i warunek skuteczności ochrony, szukaj prądu gwarantującego zadziałanie w wymaganym czasie – dla B najczęściej przyjmuje się 5×In.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Charakterystyka B określa, w jakim zakresie prądów i czasów zadziała wyłącznik. Dla zwarć (człon elektromagnetyczny) typowy zakres to 3–5×In. To pasmo tolerancji: przy dolnej granicy zadziałanie może wystąpić, a przy górnej jest przyjmowane jako pewne.
Bo to praktyczny zapis wymogu, aby przy zwarciu doziemnym popłynął prąd wystarczający do zadziałania zabezpieczenia w wymaganym czasie. Zs to impedancja pętli zwarcia, Uo to napięcie względem ziemi, a Ia to prąd, przy którym wyłącznik na pewno odłączy zasilanie.
Dla członu bezzwłocznego wyłącznika B przyjmuje się krotność prądu znamionowego. Zakres to 3–5×In, ale do sprawdzeń skuteczności ochrony w TN-S stosuje się wartość gwarantującą szybkie zadziałanie, czyli 5×In. Zatem Ia=5×16 A=80 A.
Nie. 3×In jest dolną granicą pasma 3–5×In, w którym zadziałanie członu elektromagnetycznego jest zależne od tolerancji i konkretnego egzemplarza. Dlatego 3×In traktuje się jako "możliwe zadziałanie", a do obliczeń bezpieczeństwa zwykle przyjmuje się wartość z górnej granicy pasma.
Gdy celem jest pewność szybkiego wyłączenia przy uszkodzeniu (zwarciu) w układzie TN-S, czyli spełnienie wymaganego czasu wyłączenia. 5×In odpowiada górnej granicy pasma zadziałania elektromagnetycznego dla B i jest stosowane jako Ia do sprawdzeń warunku Zs×Ia≤Uo.
W sprawdzeniach ochrony przez samoczynne wyłączenie zasilania przyjmuje się wymagane krótkie czasy wyłączenia (często spotykane w zadaniach: 0,4 s dla obwodów końcowych do 32 A w TN). Dlatego potrzebny jest prąd zwarciowy zapewniający szybkie zadziałanie, a nie tylko przeciążeniowe.
Zs to suma impedancji przewodów i źródła w pętli zwarcia (m.in. przewód fazowy i ochronny). Im większa Zs, tym mniejszy prąd zwarciowy. Jeśli prąd jest zbyt mały, wyłącznik może nie zadziałać w wymaganym czasie, co obniża skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w instalacji.
Bo termiczny reaguje na przeciążenia i działa wolniej, a elektromagnetyczny odpowiada za szybkie wyłączenie zwarć. W ochronie przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu liczy się szybkie odłączenie zasilania, więc analizuje się zakres zadziałania członu elektromagnetycznego (dla B: 3–5×In), a nie progi termiczne.
Najczęstszy błąd to wybór 3×In jako "najmniejszej wartości" bez dopowiedzenia, że ma ona gwarantować zadziałanie. Uczniowie traktują przedział 3–5×In jak pewne zadziałanie już od 3×In, a to jest pasmo tolerancji. W zadaniach bezpieczeństwa zwykle wybiera się 5×In.
Na charakterystyce czasowo-prądowej pasmo jest ograniczone dwiema krzywymi. Dla członu bezzwłocznego w B pionowe "zejście" pasma zaczyna się od ok. 3×In (dolna granica) i kończy przy ok. 5×In (górna granica). Do gwarancji zadziałania przyjmuje się górną granicę.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 63% zdających egzamin. średnie

Źródła:

  • PN-HD 60364-4-41:2017-09, Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa — Ochrona przed porażeniem elektrycznym (wymagania dotyczące samoczynnego wyłączenia zasilania, warunek Zs×Ia≤Uo oraz czasy wyłączenia).
  • Wikipedia (PL) — "Wyłącznik nadprądowy" (opis charakterystyk B oraz zakresu 3–5×In): https://pl.wikipedia.org/wiki/Wy%C5%82%C4%85cznik_nadpr%C4%85dowy - dostęp 2026-02-27
  • Budujemydom.pl — artykuł poradnikowy o wyłącznikach nadprądowych i charakterystykach (B: 3–5×In): https://budujemydom.pl/instalacje/elektryczne/a/ - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • PN-HD 60364-4-41:2017-09 (rozdział o ochronie przez samoczynne wyłączenie zasilania)
  • Instrukcje i karty katalogowe producentów wyłączników nadprądowych (charakterystyki czasowo-prądowe typu B)
  • Materiały dydaktyczne z elektrotechniki instalacyjnej: układy sieciowe TN oraz pętla zwarcia

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego