KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 36.
Który z wymienionych wyłączników nadprądowych należy zastosować w obwodzie zasilającym wyłącznie rezystancyjny grzejnik elektryczny o trzech grzałkach po 3 kW połączonych w trójkąt, zasilanym z sieci 3/N/PE ~ 400/230 V 50 Hz?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla grzejnika 3×3 kW w połączeniu trójkąt moc całkowita wynosi 9 kW. Prąd liniowy obciążenia: I = P/(√3·U) = 9000/(1,732·400) ≈ 13 A, więc dobiera się najbliższy wyższy prąd znamionowy 16 A. Dla obciążenia rezystancyjnego właściwa jest charakterystyka B, a tor N nie jest potrzebny.

Pełne wyjaśnienie:

Odbiornik to czysto rezystancyjny grzejnik z trzema jednakowymi grzałkami po 3 kW połączonymi w trójkąt (delta). W trójkącie każda grzałka jest zasilana napięciem międzyfazowym 400 V, a przewód neutralny nie jest wymagany do pracy odbiornika (nie ma "punktu gwiazdowego").

Krok 1: moc całkowita
Grzałki: 3 × 3 kW = 9 kW.

Krok 2: obliczenie prądu liniowego
Dla układu trójfazowego (dla obciążenia rezystancyjnego cosφ≈1):
P = √3 · U · I
Stąd:
I = P / (√3 · U) = 9000 W / (1,732 · 400 V) ≈ 13 A.

Krok 3: dobór In i charakterystyki
Skoro prąd roboczy wynosi ok. 13 A, dobiera się wyłącznik o prądzie znamionowym 16 A (wartość znormalizowana, z zapasem). Ponieważ odbiornik jest rezystancyjny i nie generuje dużych prądów rozruchowych, właściwa jest charakterystyka B (zwykle 3–5×In dla członu elektromagnetycznego).

Krok 4: liczba biegunów
Odbiornik w trójkącie nie wymaga toru neutralnego, więc technicznie wystarcza wyłącznik 3-biegunowy (3P).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • CLS6-B16/4 – 4-biegunowy; przy obciążeniu w trójkącie nie ma potrzeby rozłączania toru N, więc jest to dobór nieadekwatny do opisu zadania.
  • CLS6-C16/1N – charakterystyka C jest przewidziana dla obciążeń z większymi prądami rozruchowymi; dodatkowo wariant 1N nie odpowiada obwodowi trójfazowemu grzałek w trójkącie.
  • CLS6-B16/3N – ma tor neutralny (3P+N). Może być spotykany w praktyce instalacyjnej, ale dla grzejnika pracującego wyłącznie w trójkącie nie jest wymagany do spełnienia założeń zadania.

Wniosek: poprawny jest CLS6-B16/3, bo łączy właściwy prąd znamionowy, charakterystykę dla obciążenia rezystancyjnego i właściwą liczbę biegunów dla układu delta.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj zależności dla trójfaz: I = P/(√3·U) (dla grzałek zwykle cosφ≈1). Dla 9 kW i 400 V: I ≈ 9000/(1,732·400) ≈ 13 A. Potem dobierz najbliższą wyższą wartość z szeregu, np. 16 A.
Połączenie w trójkąt oznacza, że każda grzałka jest podłączona między dwiema fazami i zasilana napięciem 400 V. Nie tworzy się punkt neutralny, więc do pracy odbiornika nie jest potrzebny przewód N. Prąd w przewodach fazowych jest większy niż prąd pojedynczej grzałki.
Charakterystyka B jest przeznaczona dla obciążeń bez dużych prądów rozruchowych, typowych dla grzałek i odbiorników rezystancyjnych. Charakterystyka C dopuszcza większy prąd chwilowy i częściej stosuje się ją przy silnikach lub odbiornikach o większym prądzie startowym.
Nie zawsze. To, że w sieci jest dostępny przewód N, nie oznacza, że dany odbiornik go używa. Dla odbiornika w trójkącie prąd w N nie płynie, więc technicznie wystarcza wyłącznik 3P. 3P+N bywa stosowany "na przyszłość", ale nie jest konieczny z opisu zadania.
W oznaczeniach spotyka się skróty typu /3 (3P), /3N (3P+N) i /4 (4P). Dla obciążenia trójfazowego bez neutralnego (np. trójkąt) wybiera się 3P. Gdy wymagane jest rozłączanie N, stosuje się wersje z torem N.
Najczęściej zapomina się o czynniku √3 i myli się prąd fazowy z liniowym. Inny błąd to liczenie prądu tylko dla jednej grzałki 3 kW zamiast dla całej mocy 9 kW. Warto zapamiętać wzór: P = √3·U·I dla trójfaz.
W typowym zadaniu dla grzałek (obciążenie rezystancyjne) przyjmuje się cosφ≈1, bo prąd i napięcie są prawie w fazie. Dzięki temu obliczenia są prostsze i odpowiadają rzeczywistym warunkom dla grzania oporowego. Gdyby odbiornik był indukcyjny, cosφ trzeba by uwzględnić.
Dobiera się wyłącznik o prądzie znamionowym nie mniejszym niż prąd obciążenia, zwykle z szeregu znormalizowanego. Skoro obciążenie ma ok. 13 A, najbliższa typowa wartość to 16 A. Dobór zbyt małej wartości (np. 10 A) powodowałby niepotrzebne wyzwalanie zabezpieczenia.
Wyłącznik 4P rozłącza dodatkowo tor neutralny, ale w trójkącie neutralny nie jest używany przez odbiornik. Stosowanie 4P może być uzasadnione w innych układach lub wymaganiach eksploatacyjnych, jednak dla grzejnika delta nie wynika z samej zasady działania obciążenia.
Pomaga szybkie oszacowanie: dla 3-faz przy 400 V prąd w amperach jest z grubsza równy mocy w kW podzielonej przez 0,7–0,8. Dla 9 kW: 9/0,7 ≈ 13 A, więc wynik jest spójny. Taka kontrola ogranicza błędy rachunkowe i złe podstawienia.
info

Statystycznie 31% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dla grzejnika 3×3 kW w połączeniu trójkąt moc całkowita wynosi 9 kW.

Źródła:

  • PN-IEC 60898-1: Wyłączniki do zabezpieczenia instalacji elektrycznych przed prądem przetężeniowym (zakres: charakterystyki B/C i wymagania dla wyłączników instalacyjnych)
  • PN-HD 60364: Instalacje elektryczne niskiego napięcia (zakres: zasady doboru i montażu aparatury oraz ochrony w obwodach)

Materiały:

  • Tablice i wzory dla mocy w układzie trójfazowym (P = √3·U·I·cosφ) – repetytorium z elektrotechniki
  • Materiały producentów aparatury modułowej dotyczące oznaczeń 3P, 3P+N, 4P oraz charakterystyk B/C
  • Opracowania dydaktyczne do PN-HD 60364 dotyczące doboru i ochrony obwodów odbiorczych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego