KWALIFIKACJA ELE5 - WRZESIEŃ 2015

PYTANIE NR 37.
W instalacji elektrycznej w celu stwierdzenia skuteczności ochrony przeciwporażeniowej dokonano pomiarów i otrzymano wartości napięcia fazowego oraz impedancji pętli zwarcia wskazywane przez zamieszczony na rysunku miernik MZC-304. Które z zabezpieczeń nadprądowych przy tym stanie technicznym instalacji spełni warunek samoczynnego wyłączenia zasilania?
Ilustracja przedstawia miernik elektryczny model MZC-304, który jest używany do pomiarów w instalacjach elektrycznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby spełnić warunek samoczynnego wyłączenia zasilania, prąd zwarciowy If = U0/Zs musi być co najmniej równy prądowi zadziałania Ia przyjętemu konserwatywnie (górna granica). Dla Zs = 0,73 Ω i U ≈ 223,8 V otrzymuje się ok. 315 A. To przekracza 10×25 A = 250 A, więc "C25" spełnia warunek; pozostałe nie.

Pełne wyjaśnienie:

W ochronie przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN sprawdza się, czy w razie zwarcia doziemnego/międzyprzewodowego powstanie na tyle duży prąd, aby zabezpieczenie zadziałało w wymaganym czasie. Norma przyjmuje zależność Zs×Ia ≤ U0, co w praktyce często weryfikuje się przez porównanie prądu zwarciowego z progiem zadziałania.

Krok 1: oblicz prąd zwarciowy
Ze wskazań miernika: U ≈ 223,8 V oraz Zs = 0,73 Ω. Zatem:
If = U0/Zs ≈ 223,8/0,73 ≈ 306–315 A (w zależności od przyjęcia 230 V lub wartości zmierzonej; w obu podejściach wynik jest rzędu ~315 A).

Krok 2: dobierz Ia (wartość gwarantującą zadziałanie)
Wyłączniki nadprądowe mają charakterystyki czasowo-prądowe. Dla sprawdzenia SWZ przyjmuje się górną granicę progu wyzwalacza magnetycznego, aby mieć pewność zadziałania w najmniej korzystnych warunkach:

  • dla charakterystyki C: Ia = 10×In,
  • dla charakterystyki D: Ia = 20×In.

Ocena odpowiedzi

  • "C25": Ia = 10×25 A = 250 A. Ponieważ If ≈ 315 A > 250 A, zabezpieczenie ma zapewnione zadziałanie wyzwalacza magnetycznego, więc warunek SWZ jest spełniony.
  • "C32": Ia = 10×32 A = 320 A. Tu If ≈ 315 A < 320 A, czyli prąd zwarciowy jest za mały, by gwarantować zadziałanie w granicy wymaganej do SWZ.
  • "D25": Ia = 20×25 A = 500 A. If jest znacząco mniejszy od 500 A, więc warunek nie jest spełniony.
  • "D32": Ia = 20×32 A = 640 A. Tym bardziej brak spełnienia warunku.

Wskazówka egzaminacyjna: częsty błąd to przyjęcie dolnej granicy (np. 5×In dla C). Weryfikacja SWZ ma być bezpieczna, dlatego stosuje się wartość gwarantującą zadziałanie (górną granicę).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stosuje się zależność If = U0/Zs, gdzie U0 to napięcie fazowe względem ziemi (zwykle ok. 230 V lub wartość zmierzona), a Zs to impedancja pętli zwarcia w omach. Im mniejsza Zs, tym większy If i większa szansa spełnienia warunku SWZ.
Bo SWZ ma być spełnione z gwarancją, także przy niekorzystnych tolerancjach zabezpieczenia i warunkach instalacji. Dla charakterystyki C wyzwalacz magnetyczny działa w zakresie 5–10×In, więc przyjmuje się 10×In, aby mieć pewność zadziałania, a nie tylko "szansę".
To kryterium, które sprawdza, czy impedancja pętli zwarcia jest na tyle mała, aby przy zwarciu popłynął prąd co najmniej równy Ia (prąd zadziałania zabezpieczenia). Gdy nierówność jest spełniona, zabezpieczenie powinno wyłączyć zasilanie w wymaganym czasie.
W kontekście szybkiego zadziałania (wyzwalacz magnetyczny) typowo przyjmuje się: C: 5–10×In, D: 10–20×In. Do sprawdzenia skuteczności SWZ używa się wartości gwarantującej zadziałanie, czyli odpowiednio 10×In dla C i 20×In dla D.
Charakterystyka D jest przeznaczona do obwodów z dużymi prądami rozruchowymi, więc ma wyższy próg wyzwalacza magnetycznego. Dla tego samego In warunek gwarantujący zadziałanie jest ostrzejszy (często przyjmuje się 20×In zamiast 10×In), dlatego instalacja musi mieć mniejszą Zs, aby uzyskać większy If.
Nie. Zwiększenie In zwykle zwiększa wymagany prąd zadziałania Ia (bo Ia jest wielokrotnością In). Jeśli Zs pozostaje bez zmian, prąd zwarciowy If się nie zwiększy, a próg zadziałania rośnie, więc łatwiej o niespełnienie warunku. Dlatego dobór In musi uwzględniać warunki zwarciowe.
Kluczowe są dwie wielkości: U (napięcie zasilania podczas testu) oraz Z lub Zs (impedancja pętli zwarcia w danym trybie). Z tych danych wylicza się If i porównuje z wymaganym Ia dla zastosowanego zabezpieczenia. Wynik ocenia się konserwatywnie.
Najczęściej: (1) odwrócenie nierówności i uznanie, że If ma być mniejsze od Ia, (2) użycie dolnej granicy 5×In zamiast 10×In dla charakterystyki C, (3) pomylenie charakterystyk C i D, (4) nieuwzględnienie, że większe In oznacza większy wymagany próg zadziałania.
W typowych rozważaniach SWZ dla obwodów końcowych 230 V w układzie TN przyjmuje się wymaganie szybkiego wyłączenia (w kontekście normy wskazanej w zadaniu: 0,4 s). W praktyce oznacza to konieczność takiej Zs, aby zabezpieczenie zadziałało dostatecznie szybko.
Wykonaj kroki: 1) policz If = U0/Zs, 2) wyznacz Ia dla każdego zabezpieczenia (dla C zwykle 10×In, dla D 20×In), 3) wybierz takie, dla którego If jest co najmniej równe Ia (lub równoważnie: Zs×Ia ≤ U0). To daje jedną poprawną odpowiedź.
info

Około 57% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Aby spełnić warunek samoczynnego wyłączenia zasilania, prąd zwarciowy If = U0/Zs musi być co najmniej równy prądowi zadziałania Ia przyjętemu konserwatywnie (górna granica)."

Źródła:

  • PN-HD 60364-4-41:2017-09, Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym (warunek Zs×Ia ≤ U0, czasy wyłączenia w układzie TN).
  • SONEL S.A., "MZC-304 – Instrukcja obsługi / dokumentacja produktu" (opis funkcji pomiaru impedancji pętli zwarcia i prezentacji wyników U oraz Z).

Materiały:

  • PN-HD 60364-4-41:2017-09 (rozdziały dot. SWZ i warunku Zs×Ia ≤ U0)
  • Instrukcja obsługi miernika Sonel MZC-304 (tryby pomiaru Z, interpretacja wyników)
  • Materiały dydaktyczne do kwalifikacji elektrycznych: ochrona przeciwporażeniowa, pomiary ochronne, interpretacja charakterystyk B/C/D

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego