Dopuszczalna impedancja pętli zwarcia

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