KWALIFIKACJA TKO5 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 10.
W instalacji elektrycznej zmierzono metodą techniczną impedancję pętli zwarcia i uzyskano następujące wyniki pomiarów: U0 = 228 V, U = 208 V, I =15 A. Jaką wartość ma impedancja pętli zwarcia?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W metodzie technicznej impedancję pętli zwarcia liczy się ze spadku napięcia pod znanym prądem: Zs = ΔU/I, gdzie ΔU = U0 − U. Tu ΔU = 228 V − 208 V = 20 V, więc Zs = 20/15 = 1,33 Ω. Pozostałe wyniki wynikają z użycia U lub U0 zamiast różnicy.

Pełne wyjaśnienie:

W metodzie technicznej pomiaru impedancji pętli zwarcia wykorzystuje się fakt, że przy wymuszeniu znanego prądu testowego w badanym obwodzie pojawia się spadek napięcia zależny od impedancji całej pętli (przewód fazowy, przewód ochronny/neutralny, połączenia, elementy toru prądowego).

Dlatego do obliczenia Zs nie stosuje się bezpośrednio ilorazu "napięcie/prąd" dla napięcia zasilania, lecz iloraz spadku napięcia do prądu testowego:

Zs = ΔU / I, gdzie ΔU = U0 − U.

  • U0 – napięcie przed obciążeniem (bez przepływu prądu testowego),
  • U – napięcie w czasie przepływu prądu testowego I,
  • I – prąd testowy wymuszony podczas pomiaru.

Krok 1: oblicz spadek napięcia
ΔU = 228 V − 208 V = 20 V.

Krok 2: podziel spadek napięcia przez prąd
Zs = 20 V / 15 A = 1,333… Ω ≈ 1,33 Ω.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? W praktyce wynikają z typowych pomyłek:

  • "13,87 Ω" może pojawić się po nieprawidłowym zestawieniu liczb (np. użyciu niewłaściwej różnicy lub błędnym przeliczeniu), bez kontroli sensu metody.
  • "15,20 Ω" odpowiada sytuacji, gdy ktoś błędnie liczy 228/15 (czyli używa U0/I zamiast ΔU/I). To ignoruje fakt, że mierzymy spadek, a nie napięcie zasilające.
  • "0,75 Ω" może wynikać z odwrócenia zależności (I/ΔU) lub z przyjęcia innej, nieuzasadnionej operacji na danych.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź jednostki. Dla Zs musi wyjść Ω, a V/A = Ω. Jeśli w obliczeniach nie pojawia się różnica U0−U, to prawie na pewno użyto złego wzoru dla metody technicznej.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Impedancja pętli zwarcia Zs to całkowita "przeszkoda" dla prądu zwarciowego w obwodzie, obejmująca przewody, połączenia i elementy toru prądowego. Od jej wartości zależy, czy prąd zwarcia będzie na tyle duży, aby zabezpieczenie zadziałało szybko i skutecznie.
Metoda techniczna polega na wymuszeniu znanego prądu testowego i obserwacji spadku napięcia. Mierzy się napięcie przed obciążeniem U0 oraz napięcie w czasie przepływu prądu U, a następnie liczy Zs = (U0 − U)/I.
Ponieważ interesuje nas spadek napięcia wywołany przepływem prądu testowego. Napięcie U samo w sobie nie opisuje zmian spowodowanych obciążeniem, a dopiero ΔU = U0 − U jest proporcjonalne do impedancji badanego toru.
Najpierw policz spadek napięcia ΔU = U0 − U. Potem podziel go przez prąd testowy I: Zs = ΔU/I. To prosta aplikacja zależności Z = U/I, ale dla spadku napięcia, a nie dla napięcia zasilania.
Najczęściej myli się wzór i liczy U/I albo U0/I zamiast (U0−U)/I. Częsty jest też błąd odwrócenia ułamka (I/ΔU) oraz brak kontroli jednostek. Pomaga nawyk zapisywania etapów: ΔU, potem dzielenie.
Nie. Rezystancja dotyczy elementów czysto oporowych, a impedancja uwzględnia także składowe zależne od częstotliwości (reaktancję). W praktyce instalacji niskiego napięcia składowa rezystancyjna dominuje, ale wciąż mówimy o impedancji.
Pomiary wykonuje się m.in. przy odbiorze instalacji, po modernizacjach oraz w ramach przeglądów okresowych. Wynik służy do oceny skuteczności ochrony i działania zabezpieczeń. W obiektach kolejowych jest to istotne także dla niezawodności zasilania urządzeń SRK.
Im mniejsza Zs, tym większy możliwy prąd zwarciowy, a więc większa szansa na szybkie zadziałanie wyłącznika lub bezpiecznika. Zbyt duża Zs może oznaczać, że prąd zwarcia będzie za mały i zabezpieczenie nie wyłączy zasilania w wymaganym czasie.
Nie trzeba. Typowe zakresy mogą pomóc tylko w ocenie, czy wynik jest "z grubsza" realistyczny. Do obliczenia wystarcza wzór Zs = (U0−U)/I i poprawne wykonanie działań na podanych liczbach.
Oceń rząd wielkości: spadek napięcia to 20 V, a prąd 15 A, więc 20/15 ≈ 1,3. Jeśli wychodzi kilkanaście omów lub poniżej 0,1 Ω, to zwykle sygnał pomyłki we wzorze. Dodatkowo pamiętaj, że V/A daje Ω.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 63% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że w metodzie technicznej impedancję pętli zwarcia liczy się ze spadku napięcia pod znanym prądem: Zs = ΔU/I, gdzie ΔU = U0 − U.

Źródła:

  • PN-HD 60364-6, "Instalacje elektryczne niskiego napięcia — Część 6: Sprawdzanie" (wymagania dotyczące weryfikacji i pomiarów instalacji, w tym parametrów związanych ze skutecznością ochrony)
  • PN-EN 61557-3, "Bezpieczeństwo elektryczne w niskonapięciowych sieciach rozdzielczych do 1000 V AC i 1500 V DC — Urządzenia do badań, pomiarów lub monitorowania środków ochronnych — Część 3: Impedancja pętli zwarcia"

Materiały:

  • PN-HD 60364-6: część dotycząca sprawdzania instalacji oraz pomiarów (w tym pętli zwarcia)
  • PN-EN 61557-3: wymagania dla przyrządów mierzących impedancję pętli zwarcia
  • Podręczniki z podstaw elektrotechniki: prawo Ohma, spadek napięcia, impedancja

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego