Impedancja pętli zwarciowej Zs to całkowita impedancja obwodu, którym popłynie prąd zwarciowy przy zwarciu przewodu fazowego z częścią przewodzącą dostępną połączoną z przewodem ochronnym lub PEN.
W praktyce pętla zwarciowa obejmuje m.in.:
- źródło zasilania, np. transformator,
- przewód fazowy,
- miejsce zwarcia,
- przewód ochronny PE lub PEN,
- połączenia i zaciski w obwodzie.
Dlaczego Zs jest ważna?
Im mniejsza impedancja pętli zwarciowej, tym większy prąd zwarciowy. Duży prąd zwarciowy powoduje szybkie zadziałanie zabezpieczenia nadprądowego, np. wyłącznika instalacyjnego lub bezpiecznika.
Jeżeli Zs jest zbyt duża, prąd zwarciowy może być za mały, aby zabezpieczenie wyłączyło zasilanie w wymaganym czasie. Wtedy ochrona przeciwporażeniowa przez samoczynne wyłączenie zasilania może być nieskuteczna.
Podstawowy warunek
Dla układów TN stosuje się zależność:
Zs ≤ U0 / Ia
gdzie:
- Zs — impedancja pętli zwarciowej,
- U0 — napięcie fazowe względem ziemi, zwykle 230 V,
- Ia — prąd powodujący samoczynne zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie.
Przykład egzaminacyjny
Dla wyłącznika instalacyjnego B10 prąd zadziałania członu elektromagnetycznego przyjmuje się jako:
Ia = 5 × In = 5 × 10 A = 50 A
Dla napięcia fazowego U0 = 230 V:
Zs ≤ 230 V / 50 A = 4,6 Ω
Warunek skutecznej ochrony:
Zs < 4,6 Ω
W pytaniach egzaminacyjnych należy zwracać uwagę, że dla sieci 230/400 V do obliczeń pętli zwarciowej jednej fazy przyjmuje się 230 V, a nie 400 V.