Który z jednofazowych wyłączników nadprądowych spełnia warunki ochrony przeciwporażeniowej przy impedancji pętli zwarcia Z = 4,2 Ω?
Dla impedancji pętli zwarcia 4,2 Ω trzeba sprawdzić, czy prąd zwarciowy będzie wystarczająco duży, aby wyłącznik nadprądowy zadziałał samoczynnie w wymaganym czasie. W instalacji jednofazowej przyjmujemy napięcie względem ziemi U₀ = 230 V. Prąd zwarciowy można oszacować ze wzoru $I_k=\frac{U_0}{Z_s}$, czyli 230 V / 4,2 Ω ≈ 54,8 A. Wyłącznik B10 ma prąd znamionowy 10 A, a charakterystyka B wymaga do pewnego szybkiego zadziałania około 5 × In, czyli 50 A. Ponieważ 54,8 A > 50 A, warunek jest spełniony. Moim zdaniem to dobry przykład, że nie patrzy się tylko na wartość 10 A czy 16 A, ale na charakterystykę czasowo-prądową. W praktyce taki dobór sprawdza się np. przy obwodach oświetleniowych albo małych obwodach gniazd, oczywiście jeśli przekrój przewodów, sposób ułożenia i obciążalność też są dobrane poprawnie. Zgodnie z dobrą praktyką i wymaganiami PN-HD 60364 sprawdza się warunek samoczynnego wyłączenia zasilania, często zapisywany jako $Z_s \le \frac{U_0}{I_a}$. Dla B10 wychodzi granicznie 230 V / 50 A = 4,6 Ω, więc zmierzone 4,2 Ω mieści się z pewnym zapasem, choć nie jest to jakiś ogromny zapas.
Przy tym zadaniu łatwo wpaść w pułapkę i wybrać wyłącznik tylko po prądzie znamionowym, na przykład 16 A, bo wydaje się mocniejszy albo bardziej uniwersalny. W ochronie przeciwporażeniowej nie chodzi jednak o to, żeby aparat miał większy prąd znamionowy, tylko żeby przy zwarciu doziemnym popłynął prąd wystarczający do szybkiego wyłączenia zasilania. Dla pętli zwarcia 4,2 Ω prąd zwarciowy wynosi około 54,8 A. To za mało, aby pewnie zadziałały wyłączniki C10, B16 i C16 w członie elektromagnetycznym. Charakterystyka C potrzebuje do gwarantowanego szybkiego wyzwolenia aż około 10 × In, więc C10 wymaga przy sprawdzaniu 100 A, a C16 aż 160 A. Charakterystyka B16 wymaga około 80 A, więc też odpada, mimo że sama litera B jest łagodniejsza niż C. Typowy błąd myślowy polega na przyjęciu dolnej granicy zadziałania, np. dla C10 około 5 × In, i uznaniu, że skoro 54,8 A jest trochę powyżej 50 A, to będzie dobrze. Tak się nie projektuje ochrony, bo aparat ma tolerancję działania i trzeba brać wartość zapewniającą zadziałanie w wymaganym czasie. Z mojego doświadczenia pomiarowego wynika, że przy długich przewodach albo małych przekrojach impedancja pętli potrafi szybko wzrosnąć i wtedy zabezpieczenie, które na papierze wyglądało sensownie, nie spełnia warunku. Dlatego według zasad PN-HD 60364 i dobrej praktyki sprawdza się zależność $Z_s \le \frac{U_0}{I_a}$, a nie tylko dobiera wyłącznik na oko.