Dopuszczalna impedancja pętli zwarcia zależy od napięcia U0, prądu zadziałania zabezpieczenia Ia oraz typu zabezpieczenia. Poniższa tabela dotyczy układu TN, napięcia U0 = 230 V i wyłączników nadprądowych o charakterystyce B, C oraz D.
Dopuszczalna impedancja pętli zwarcia – tabela B, C, D
| Prąd znamionowy In [A] | B – Zs max [Ω] | C – Zs max [Ω] | D – Zs max [Ω] |
|---|---|---|---|
| 6 | 7,67 | 3,83 | 1,92 |
| 10 | 4,60 | 2,30 | 1,15 |
| 13 | 3,54 | 1,77 | 0,88 |
| 16 | 2,88 | 1,44 | 0,72 |
| 20 | 2,30 | 1,15 | 0,58 |
| 25 | 1,84 | 0,92 | 0,46 |
| 32 | 1,44 | 0,72 | 0,36 |
| 40 | 1,15 | 0,58 | 0,29 |
| 50 | 0,92 | 0,46 | 0,23 |
| 63 | 0,73 | 0,37 | 0,18 |
Jak obliczyć dopuszczalną impedancję pętli zwarcia?
W układzie TN warunek samoczynnego wyłączenia zasilania można zapisać jako:
Zs × Ia ≤ U0
Po przekształceniu:
Zs ≤ U0 / Ia
Gdzie Zs oznacza impedancję pętli zwarcia w Ω, U0 napięcie fazowe względem ziemi, a Ia prąd powodujący zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie.
Dla wyłączników nadprądowych w tabeli przyjęto: B = 5 × In, C = 10 × In, D = 20 × In.
Obliczenia w praktyce i współczynnik poprawkowy 0,8
Dla wyłącznika nadprądowego B16 prąd znamionowy wynosi In = 16 A. Dla charakterystyki B przyjmuje się Ia = 5 × In, czyli:
Ia = 5 × 16 A = 80 A
Wartość obliczeniowa dla napięcia U0 = 230 V wynosi:
Zs ≤ 230 V / 80 A = 2,875 Ω ≈ 2,88 Ω
W praktyce pomiarowej można stosować współczynnik poprawkowy 0,8, uwzględniający między innymi wzrost rezystancji przewodów pod wpływem temperatury podczas przepływu prądu zwarciowego oraz współczynnik napięciowy cmin = 0,95.
Dla B16 daje to wartość porównawczą:
2,875 Ω × 0,8 = 2,30 Ω
Dlatego w tabelach i protokołach można spotkać dwie wartości: 2,88 Ω jako granicę obliczeniową oraz około 2,30 Ω jako wartość po zastosowaniu współczynnika poprawkowego.
Układ TN, TT i RCD
Tabela B, C, D jest użyteczna przede wszystkim dla układu TN, gdzie ocenia się warunek Zs × Ia ≤ U0. W takim układzie impedancja pętli zwarcia decyduje o tym, czy zabezpieczenie nadprądowe wyłączy zasilanie w wymaganym czasie.
W układzie TT ochrona przy uszkodzeniu jest zwykle realizowana przez wyłącznik różnicowoprądowy. Wtedy ocena nie sprowadza się do tabeli B/C/D, bo kluczowe znaczenie ma rezystancja uziemienia, prąd różnicowy i warunek ochrony dla zastosowanego RCD.
Kiedy tabela IPZ nie wystarcza?
Tabela nie zastępuje oceny całego obwodu. Dla bezpieczników topikowych gG/gL prąd Ia trzeba przyjąć z charakterystyki czasowo-prądowej wkładki dla wymaganego czasu wyłączenia. Nie należy wyznaczać ich z tabeli B/C/D.
Wynik pomiaru IPZ należy oceniać razem z typem zabezpieczenia, układem sieci, wymaganym czasem wyłączenia, rzeczywistym napięciem, temperaturą przewodów, długością obwodu, dokładnością miernika oraz współczynnikiem poprawkowym przyjętym w procedurze pomiarowej.
Źródła
- PN-HD 60364-4-41:2017-09 – Instalacje elektryczne niskiego napięcia, ochrona przed porażeniem elektrycznym
- PN-HD 60364-6:2016-07 – Instalacje elektryczne niskiego napięcia, sprawdzanie
- IEC Webstore – IEC 60364-4-41 i normy dotyczące instalacji elektrycznych niskiego napięcia
- Polski Komitet Normalizacyjny – PN-EN 61557-3, wymagania dotyczące przyrządów do pomiaru impedancji pętli zwarcia