W układzie TN-S ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu realizowana jest m.in. przez samoczynne wyłączenie zasilania (SWZ). W praktyce sprawdza się, czy w razie zwarcia doziemnego popłynie na tyle duży prąd, aby zabezpieczenie zadziałało wystarczająco szybko. Do tego służy pomiar impedancji pętli zwarcia Zs (droga: źródło → przewód fazowy → miejsce uszkodzenia → przewód ochronny PE → źródło).
Dla układów TN stosuje się kryterium normowe:
Zs ≤ U0 / Ia
- U0 – napięcie względem ziemi (tu 230 V),
- Ia – prąd wyłączający zapewniający zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie.
W zadaniu analizujemy wyłączniki nadprądowe o charakterystyce B i C, więc kluczowe jest dobranie Ia z progu zadziałania członu elektromagnetycznego:
- dla B przyjmuje się weryfikacyjnie wartość z górnej granicy: Ia = 5×In,
- dla C analogicznie: Ia = 10×In.
Obliczenia:
- Dla B16: In=16 A, Ia=5×16=80 A, więc Zs(max)=230/80=2,875 Ω. Pomiar Zs=2,5 Ω jest mniejszy, więc warunek SWZ jest spełniony.
- Dla B20: Ia=5×20=100 A, Zs(max)=230/100=2,3 Ω. Pomiar 2,5 Ω jest większy, więc warunek nie jest spełniony.
- Dla C10: Ia=10×10=100 A, Zs(max)=2,3 Ω. Pomiar 2,5 Ω nie spełnia.
- Dla C16: Ia=10×16=160 A, Zs(max)=230/160≈1,44 Ω. Pomiar 2,5 Ω nie spełnia.
Dodatkowa kontrola intuicyjna: im mniejsze Zs, tym większy prąd zwarciowy (If≈U0/Zs). Dla 2,5 Ω otrzymujemy If≈230/2,5≈92 A. To wystarcza, aby przekroczyć próg weryfikacyjny dla B16 (80 A), ale nie wystarcza dla rozwiązań wymagających mniejszej Zs.
Wniosek: poprawny dobór to B16, ponieważ jako jedyny spełnia nierówność Zs ≤ U0/Ia dla podanego pomiaru.
