KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2024

PYTANIE NR 17.
Ile wynosi najmniejsza wartość prądu wywołującego zadziałanie wyłącznika nadprądowego o przedstawionej charakterystyce i prądzie znamionowym 20 A, aby wyłącznik ten zapewniał w sieci TN-S skuteczną ochronę przeciwporażeniową przy uszkodzeniu?
Ilustracja przedstawia wykres logarytmiczny zatytułowany 'Charakterystyka B'.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla charakterystyki B wyzwalacz elektromagnetyczny działa w paśmie 3–5·In.
Aby ochrona była zapewniona, przyjmuje się wartość gwarantowaną, czyli górną granicę 5·In. Dla In=20 A otrzymujemy Ia=5·20 A=100 A, co daje bezzwłoczne wyłączenie.

Pełne wyjaśnienie:

W układzie TN-S skuteczna ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu polega na samoczynnym wyłączeniu zasilania w wymaganym czasie. W praktyce oznacza to, że zabezpieczenie nadprądowe musi zadziałać na tyle szybko, aby napięcie dotykowe nie utrzymywało się zbyt długo.

Wyłącznik nadprądowy ma dwa tory zadziałania:

  • człon termiczny (przeciążenia) – działa wolniej, a czas wyłączenia może być rzędu sekund lub dłużej,
  • człon elektromagnetyczny (zwarcia) – działa bezzwłocznie; dla typowych wyłączników czas jest bardzo krótki (rzędu poniżej 0,1 s).

Dla charakterystyki B wyzwalanie elektromagnetyczne jest określone jako pasmo tolerancji 3–5·In. To oznacza, że przy 3·In zadziałanie jest możliwe, ale nie ma pewności, czy dany egzemplarz zadziała już elektromagnetycznie (może jeszcze "pójść" torem termicznym). Jeżeli pytanie zawiera warunek "aby wyłącznik zapewniał skuteczną ochronę", należy przyjąć wartość gwarantującą zadziałanie bezzwłoczne, czyli górną granicę pasma: 5·In.

Obliczenie jest proste:

  • In = 20 A
  • Ia = 5·In = 5·20 A = 100 A

Dlaczego pozostałe wartości są niepoprawne?

  • "60 A" to 3·In. Jest to dolna granica pasma, przy której zadziałanie elektromagnetyczne nie jest pewne, więc nie spełnia wymogu "zapewniał".
  • "20 A" równa się In i nie odpowiada prądowi zwarciowemu wymaganemu do szybkiego wyzwolenia; to poziom pracy znamionowej, nie bezzwłocznego wyłączenia.
  • "200 A" (10·In) oznacza prąd znacznie większy niż minimalnie potrzebny do gwarantowanego wyzwolenia w charakterystyce B; nie jest to "najmniejsza" wartość spełniająca warunek.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się słowo "zapewnia", szukaj wartości gwarantowanej (dla B zwykle 5·In), a nie minimalnie możliwej (3·In).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Charakterystyka B określa, przy jakich krotnościach prądu znamionowego In wyłącznik zadziała. Dla zwarć istotny jest człon elektromagnetyczny, którego pasmo zadziałania wynosi typowo 3–5·In. Im bliżej 5·In, tym większa pewność bezzwłocznego wyłączenia.
Bo 3·In to dolna granica pasma i zadziałanie może nie być pewne dla każdego egzemplarza. Przy 5·In przyjmuje się wartość gwarantującą zadziałanie elektromagnetyczne (szybkie), co jest kluczowe dla skutecznej ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania.
Dla skutecznej ochrony w zadaniach egzaminacyjnych zwykle przyjmuje się Ia=5·In dla charakterystyki B. Liczysz więc 5·20 A = 100 A. To minimalna wartość, która ma zapewnić pewne szybkie zadziałanie wyzwalacza elektromagnetycznego.
In to prąd znamionowy wyłącznika, czyli wartość, przy której może on pracować długotrwale w określonych warunkach bez zadziałania. Nie jest to prąd zwarciowy. Do szybkiego wyłączenia zwarcia potrzebne są wielokrotności In zależne od charakterystyki (np. B: 3–5·In).
Tak, 3·In to dolna granica pasma zadziałania elektromagnetycznego, więc wyzwolenie jest możliwe. Problem polega na tym, że nie jest ono gwarantowane dla każdego egzemplarza i warunków. W pytaniach o "zapewnienie" ochrony przyjmuje się 5·In jako wartość pewną.
Wymagania czasu wyłączenia zależą od rodzaju obwodu i przyjętych kryteriów ochrony. W praktyce dąży się do szybkiego wyłączenia zwarcia przez człon elektromagnetyczny wyłącznika, aby spełnić warunek samoczynnego wyłączenia zasilania. Szczegóły określają normy dotyczące ochrony przeciwporażeniowej.
Zadziałanie termiczne dotyczy przeciążeń i jest wolniejsze (zależne od nagrzewania bimetalu). Zadziałanie elektromagnetyczne dotyczy zwarć i jest bezzwłoczne (szybkie wyłączenie). W ochronie przeciwporażeniowej w TN-S zwykle kluczowe jest zadziałanie elektromagnetyczne, bo zapewnia krótki czas wyłączenia.
200 A (10·In) prawdopodobnie spowoduje szybkie zadziałanie, ale pytanie dotyczy najmniejszej wartości prądu, która ma zapewnić skuteczną ochronę. Dla charakterystyki B za minimalną gwarantowaną wartość przyjmuje się 5·In, czyli 100 A przy In=20 A.
Nie zawsze. Trzeba sprawdzić, czy prąd zwarcia Ik w najdalszym punkcie obwodu jest wystarczająco duży (Ik ≥ Ia). Jeśli nie, ochrona może być nieskuteczna i wtedy stosuje się rozwiązania takie jak dobór innego zabezpieczenia (niższe In/inna charakterystyka) lub zastosowanie RCD, zależnie od projektu.
Najczęściej wybiera się 3·In, bo jest "najmniejsze", ignorując, że to tylko dolna granica pasma (możliwe, niepewne). Częsty jest też błąd mylenia charakterystyk (np. branie wartości dla typu C) oraz nieuwzględnianie, że pytanie wymaga wartości zapewniającej szybkie wyłączenie, a nie dowolnego zadziałania.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 65% zdających egzamin. średnie

Według specjalistów z branży: "Dla charakterystyki B wyzwalacz elektromagnetyczny działa w paśmie 3–5·In.Aby ochrona była zapewniona, przyjmuje się wartość gwarantowaną, czyli górną granicę 5·In."

Źródła:

  • PN-HD 60364-4-41: Instalacje elektryczne niskiego napięcia — Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa — Ochrona przed porażeniem elektrycznym (wymagania dotyczące samoczynnego wyłączenia zasilania w układach TN).
  • PN-EN 60898-1: Wyłączniki do zabezpieczeń nadprądowych instalacji domowych i podobnych — Część 1: Wyłączniki do prądu przemiennego (charakterystyki czasowo-prądowe, m.in. typ B i pasma zadziałania).

Materiały:

  • PN-HD 60364-4-41 – rozdziały dotyczące samoczynnego wyłączenia zasilania w układach TN
  • PN-EN 60898-1 – część opisująca charakterystyki B/C/D i pasma zadziałania
  • Podręczniki z podstaw ochrony przeciwporażeniowej i doboru zabezpieczeń nadprądowych (elektroinstalacje)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego