W obwodach gniazd 230 V w typowym układzie TN skuteczność ochrony przy uszkodzeniu realizowanej przez samoczynne wyłączenie zasilania (SWZ) ocenia się przez sprawdzenie, czy w razie zwarcia doziemnego popłynie na tyle duży prąd, aby zabezpieczenie zadziałało w wymaganym czasie.
Podstawowy warunek ma postać: Zs × Ia ≤ U0, gdzie:
- Zs – impedancja pętli zwarcia (źródło + przewód fazowy + przewód ochronny/tor powrotny),
- Ia – prąd powodujący zadziałanie urządzenia ochronnego,
- U0 – napięcie znamionowe względem ziemi (dla sieci 230 V przyjmuje się 230 V).
Dla wyłączników nadprądowych o charakterystyce B w obliczeniach weryfikacyjnych przyjmuje się prąd pewnego zadziałania jako Ia = 5×In (wartość gwarantowana dla członu elektromagnetycznego). Dlatego po podstawieniu danych:
4,5 Ω × 5 × In ≤ 230 V
Po przekształceniu otrzymujemy:
In ≤ 230 / (4,5×5) = 230 / 22,5 ≈ 10,22 A
Oznacza to, że maksymalny dopuszczalny prąd znamionowy wyłącznika typu B dla takiej Zs to około 10 A. Spośród pokazanych aparatów poprawny jest zatem wyłącznik B10 (na ilustracji opisany jako A).
Dlaczego pozostałe są niepoprawne? Wyłączniki B16, B20 i B25 mają większy In, a więc mają też większy prąd pewnego zadziałania 5×In. Przy tej samej Zs prąd zwarciowy może być niewystarczający, aby zapewnić zadziałanie w wymaganym czasie (dla obwodów końcowych ≤32 A przyjmuje się czas ≤0,4 s).
W praktyce, jeśli zmierzona Zs jest zbyt duża, rozwiązaniem bywa skrócenie/naprawa obwodu (poprawa połączeń, większy przekrój, krótsza trasa), zastosowanie zabezpieczenia o mniejszym In lub uzupełnienie ochrony o wyłącznik różnicowoprądowy zgodnie z projektem i wymaganiami.
