Który z przedstawionych wyłączników nie zapewni skutecznej ochrony przeciwporażeniowej w obwodzie zasilanym z sieci TN-S 230/400 V, w którym zmierzona wartość impedancji zwarcia L-PE wynosi 1 Ω?
D.
C.
B.
A.
Odpowiedź C jest właściwa, bo na zdjęciu C widać wyłącznik nadprądowy o charakterystyce D i prądzie znamionowym 16 A, czyli D16. W sieci TN-S skuteczność ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania sprawdza się warunkiem z PN-HD 60364-4-41: $Z_s \le \frac{U_0}{I_a}$. Dla zwarcia L-PE przyjmujemy napięcie względem ziemi U₀ = 230 V, a nie 400 V, bo zwarcie jest między przewodem fazowym i ochronnym. Dla charakterystyki D trzeba przyjąć prąd pewnego zadziałania członu elektromagnetycznego jako 20 × In. Dla D16 daje to 20 × 16 A = 320 A. Przy zmierzonej impedancji pętli zwarcia 1 Ω prąd zwarciowy wyniesie około 230 A. To za mało, żeby zagwarantować szybkie zadziałanie wyłącznika D16 w wymaganym czasie. Moim zdaniem to bardzo praktyczny przykład, bo w warsztacie łatwo popatrzeć tylko na 16 A i pomyśleć, że będzie dobrze, a kluczowa jest jeszcze charakterystyka B, C albo D. Dla porównania: B25 wymaga ok. 125 A, B40 ok. 200 A, a C20 ok. 200 A, więc przy 1 Ω spełniają warunek. Wyłącznik D16 nie daje tu pewnej ochrony przeciwporażeniowej bez dodatkowego środka, np. odpowiednio dobranego RCD albo zmniejszenia impedancji pętli zwarcia.
Jeżeli zaznaczono jeden z pozostałych wyłączników, to najpewniej pojawił się typowy błąd: patrzenie głównie na prąd znamionowy, a nie na charakterystykę czasowo-prądową zabezpieczenia. W ochronie przeciwporażeniowej w układzie TN-S nie chodzi tylko o to, czy wyłącznik kiedyś zadziała. On ma zadziałać wystarczająco szybko, żeby samoczynne wyłączenie zasilania ograniczyło czas utrzymywania się niebezpiecznego napięcia dotykowego. Norma PN-HD 60364-4-41 wymaga sprawdzenia warunku pętli zwarcia, czyli porównania impedancji z prądem powodującym pewne zadziałanie zabezpieczenia. Dla zwarcia L-PE przyjmujemy 230 V, bo to napięcie fazowe U₀, a nie 400 V międzyfazowe. Przy impedancji 1 Ω spodziewany prąd zwarciowy to około 230 A. Wyłączniki o charakterystyce B zadziałają pewnie w zakresie do 5 × In, więc B25 potrzebuje około 125 A, a B40 około 200 A. Wyłącznik C20 wymaga około 10 × In, czyli też około 200 A. Te wartości mieszczą się poniżej spodziewanego prądu zwarciowego, więc ochrona jest spełniona z zapasem albo przynajmniej poprawnie. Problemem jest D16, bo dla charakterystyki D do pewnego szybkiego wyłączenia przyjmuje się aż 20 × In, czyli 320 A. Przy 230 A nie ma gwarancji szybkiego wyzwolenia członu elektromagnetycznego. Z mojego doświadczenia to częsta pułapka przy zabezpieczaniu obwodów silnikowych: charakterystyka D dobrze znosi prądy rozruchowe, ale wymaga znacznie mniejszej impedancji pętli zwarcia. Dlatego nie wolno dobierać wyłącznika tylko po amperach z napisu na obudowie.