W układzie TN-S ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu (np. zwarciu L-PE) jest realizowana głównie przez samoczynne wyłączenie zasilania. Prąd zwarciowy płynie metaliczną pętlą: przewód fazowy L → miejsce uszkodzenia → przewód ochronny PE → punkt neutralny źródła. Dzięki temu może zadziałać zabezpieczenie nadprądowe.
Sprawdzenie skuteczności opiera się na warunku:
Zs × Ia ≤ U0
gdzie: Zs – impedancja pętli zwarciowej L-PE, Ia – prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie, U0 – napięcie fazowe względem ziemi (230 V).
Dane z zadania: Zs = 1 Ω. Z tego wynika orientacyjny prąd zwarciowy:
Ik = U0 / Zs = 230 V / 1 Ω ≈ 230 A.
Aby SWZ była skuteczna, należy przyjąć takie Ia, które nie przekracza 230 A.
Dla wyłączników nadprądowych przy weryfikacji przyjmuje się górną granicę zadziałania wyzwalacza magnetycznego:
- typ B: 5×In
- typ C: 10×In
- typ D: 20×In
Ocena podanych wyłączników:
- B25: Ia≈5×25 A=125 A → spełnia (125 A ≤ 230 A).
- B40: Ia≈5×40 A=200 A → spełnia (200 A ≤ 230 A).
- C20: Ia≈10×20 A=200 A → spełnia (200 A ≤ 230 A).
- D16: Ia≈20×16 A=320 A → nie spełnia (320 A > 230 A), więc może nie wyłączyć zasilania wystarczająco szybko przy Zs=1 Ω.
Dlatego poprawna jest odpowiedź wskazująca wyłącznik D16 jako ten, który nie zapewni skutecznej ochrony w opisanym obwodzie. Pozostałe odpowiedzi są błędne, bo mimo różnych prądów znamionowych ich progi magnetyczne (przyjęte do weryfikacji) mieszczą się w granicy wynikającej z Zs=1 Ω.
Wskazówka egzaminacyjna: najpierw policz Ik z U0/Zs, a dopiero potem porównuj z Ia wynikającym z charakterystyki B/C/D; nie porównuj Ik z samym In.
