Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 1 z 8
bezpieczniki.com > informacje techniczne
Informacje techniczne
Konferencja naukowa "Zabezpieczenia obwodów elektrycznych za pomocą bezpieczników
topikowych" w Poznaniu 21.06.2005
Dr in\
. Edward Musiał
Politechnika Gdańska
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i
kabli
Zabezpieczenia nadprądowe są najpowszechniej stosowaną odmianą zabezpieczeń w
instalacjach elektrycznych. SÅ‚u\
ą do zabezpieczania silników i innych odbiorników,
transformatorów, przekształtników i urządzeń rozdzielczych, ale w większości zastosowań ich
głównym bądz
ubocznym zadaniem jest zabezpieczanie przewodów. Zasady zwarciowego
zabezpieczania przewodów są niezmienne od dziesięcioleci. Sprawa jest bardziej zło\
ona z
zabezpieczeniem przeciÄ…\
eniowym przewodów, jeśli jest ono wymagane. Procedura doboru
zale\
y zarówno od wymaganej skuteczności zabezpieczenia, jak i od obcią\
alności długotrwałej
przypisywanej przewodom i kablom. Kwestie te mają precyzować arkusze 43, 473 i 523 normy
PN-IEC 60364 [2, 3], ale są to niestety obarczone błędami nieudolne tłumaczenia oryginału
IEC, który te\
budzi ró\
ne zastrze\
enia.
1. Umiejscowienie zabezpieczeń nadprądowych
Normy i przepisy budowy urządzeń elektrycznych formułują minimalne wymagania, jakie
powinny spełniać instalacje pod względem wyposa\
enia w zabezpieczenia: rodzaj
zabezpieczeń, ich umiejscowienie, czułość i skuteczność. Rozwiązania doskonalsze, dalej idące
ni\
minimum wymagane przez dokumenty normatywne, mogą być uzasadnione szczególną
wartością zasilanego obiektu, zwiększonymi wymaganiami co do niezawodności zasilania albo
inną specyfiką warunków eksploatacji.
Rys. 1. Wymagane na poczÄ…tku
obwodu (a) i dozwolone w pewnej
odległości od punktu odgałęzienia
obwodu (b) usytuowanie
zabezpieczenia zwarciowego
1 - odporny na zwarcie odcinek prze-
wodów o długości l<=3 m
Zabezpieczenie zwarciowe jest najpowszechniej stosowanym zabezpieczeniem. Występuje
ex definitione w ka\
dym obwodzie elektrycznym i to na poczÄ…tku, w miejscu wyprowadzenia
lub odgałęzienia obwodu, a tak\
e w miejscach, w których następuje zmniejszenie obcią\
alności
zwarciowej przewodów (zmniejszenie przekroju \
ył i/lub zmiana budowy przewodu: materiału
\
ył i/lub materiału izolacji). Zwa\
ywszy, \
e nie jest łatwo umieścić zabezpieczenie zwarciowe
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 2 z 8
dokładnie w punkcie odgałęzienia obwodu, wolno [3] je zainstalować w odległości
nieprzekraczającej 3 m od tego punktu (rys. 1). Mimo to odcinek przewodów od odgałęzienia
do zabezpieczenia tak się wymiaruje, jak gdyby zabezpieczenie znajdowało się przed nim, co
jest równoznaczne z zało\
eniem, i\
prawdopodobieństwo zwarcia na tym odcinku uwa\
a siÄ™ za
pomijalnie małe. Podobne zało\
enie dopuszcza się w odniesieniu do przewodów łączących
z
ródła energii (generatory, transformatory, przekształtniki, baterie akumulatorów)
z rozdzielnicami, je\
eli zabezpieczenia znajdują się w rozdzielnicy, u końca obwodu (rys. 2).
Obydwa odstępstwa są dopuszczalne, jeśli pozbawiony nale\
ytego zabezpieczenia zwarciowego
odcinek przewodów jest odporny na zwarcie, tzn. jeśli są spełnione dwa warunki:
1. Połączenie jest wykonane w sposób ograniczający do minimum niebezpieczeństwo
wystąpienia zwarcia (izolowane i osłonięte przewody szynowe lub jedno\
yłowe przewody
o izolacji wzmocnionej albo układane w osobnych izolacyjnych rurach bądz
przedziałach
korytek, lub przewody oponowe przemysłowe albo kable o napięciu znamionowym
wy\
szym ni\
napięcie znamionowe obwodu)
2. Przewody ani ich osłony nie znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie części z
materiałów łatwo zapalnych.
Rys. 2. Odcinek przewodów od z
ródła energii
do rozdzielnicy niezabezpieczony przed
skutkami zwarć - dopuszczalne odstępstwo w
przypadku:
a) generatora;
b) baterii akumulatorów;
c) przekształtnika
Zabezpieczenie przeciÄ…\
eniowe nale\
y stosować przy odbiornikach i innych urządzeniach,
którym grozi niedopuszczalne nagrzewanie w razie nadmiernego obcią\
enia, niewłaściwych
warunków zasilania bądz
przekroczenia dopuszczalnych środowiskowych warunków pracy.
Precyzyjnego zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowego wymagajÄ… silniki, zgrubne zabezpieczenie bywa
stosowane w odniesieniu do przewodów, transformatorów i baterii kondensatorów. Od ogólnej
zasady umieszczania zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowego na poczÄ…tku obwodu dopuszcza siÄ™
liczne odstępstwa. Nie wymaga się zabezpieczenia przecią\
eniowego przewodów sieci
rozdzielczych poza budynkami. W przypadku instalacji - poza miejscami niebezpiecznymi pod
względem wybuchowym i/lub po\
arowym - dopuszcza siÄ™ umieszczenie go w dowolnym
miejscu obwodu, równie\
na końcu i akceptuje się w tej roli wbudowane zabezpieczenie
przeciÄ…\
eniowe odbiornika, jednak pod warunkiem \
e na trasie przewodów nie ma odgałęzień.
Nie nale\
y jednak zapominać, \
e zabezpieczenie zainstalowane u końca obwodu zapobiega
przeciÄ…\
eniu przewodów przez odbiornik bądz
grupę odbiorników, ale nie zapobiega ich
przegrzaniu w wyniku zwarcia oporowego na trasie przewodów. Z zabezpieczenia
przeciÄ…\
eniowego przewodów wolno zrezygnować, jeśli są one wystarczająco zabezpieczone
przez zabezpieczenie poprzedzającego obwodu albo jeśli prawdopodobieństwo przecią\
enia jest
pomijalnie małe, tzn. przewody mają obcią\
alność długotrwałą Iz niemniejszą ni\
ich szczytowe
obciÄ…\
enie IB i występuje co najmniej jedna z dodatkowych okoliczności wskazanych w normie.
Tablica 1. Wymagania co do zabezpieczania nadprądowego i przerywania poszczególnych
przewodów w trójfazowych obwodach instalacji o układzie TN i TT [3]
Detekcja prÄ…du w Przerywanie przewodu
Przewody
przewodzie w razie przetÄ™\
enia
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 3 z 8
fazowe L (o przekroju sL)
wymagana wymagane
sN >= sL nie wymagana1)
nie wymagane2)
neutralny N
(o przekroju sN)
sN < sL
wymagana3) nie wymagane2)
ochronny PE dozwolona zabronione
ochronno-neutralny PEN dozwolona zabronione
1 ) Kontrola prÄ…du w przewodzie N jest wskazana w obwodach o obciÄ…\
eniu silnie
odkształconym, z du\
ym udziałem harmonicznych rzędu podzielnego przez 3 (triplen).
2 ) Przewód N powinien być rozłączany nie wcześniej ni\
przewody L, a załączany - nie
póz
niej ni\
one; nie wolno w przewodzie N umieścić bezpiecznika przerywającego obwód
jednobiegunowo, co groziłoby wystąpieniem asymetrii napięć fazowych.
3 ) Dopuszczalne odstępstwo, jeśli obcią\
alność długotrwała przewodu N jest dobrana z
zapasem (nie grozi mu przeciÄ…\
enie) i jest on wystarczajÄ…co zabezpieczony przed skutkami
zwarć przez zabezpieczenia w przewodach fazowych.
Rozwa\
ając umiejscowienie zabezpieczeń nadprądowych trzeba te\
rozstrzygnąć, w których
przewodach powinny siÄ™ one znalez
ć i które przewody - po wykryciu przetę\
enia - powinny
rozłączać. Zwięzłe zasady dla instalacji o układzie TN i TT podaje tabl. 1.
Wyjątkiem od ogólnej zasady zabezpieczania ka\
dego obwodu instalacji elektrycznej sÄ…
obwody, w których ze względów bezpieczeństwa zabezpieczenia przecią\
eniowe, a nawet
zabezpieczenia zwarciowe sÄ… niewskazane bÄ…dz
zabronione, bo ich zadziałanie mogłoby
wywołać następstwa groz
niejsze ni\
ich brak. Chodzi o urządzenia, które powinny być
utrzymane w ruchu mimo przeciÄ…\
enia, a w razie zwarcia dopuszcza się ich wyłączenie tylko
wtedy, gdy bezpośrednio zagra\
a im zniszczenie. W ich obwodach nie stosuje siÄ™
zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowego działającego na wyłączenie, lecz co najwy\
ej sygnalizacjÄ™
przeciÄ…\
enia. Jeśli zabezpieczenie zwarciowe w takich obwodach jest dopuszczalne, to
bezpieczniki powinny mieć prąd znamionowy o jeden, a nawet dwa stopnie większy ni\

wynikający ze zwykłych zasad doboru, aby zapobiec nieuzasadnionemu zadziałaniu.
Funkcje zabezpieczenia zwarciowego i zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowego mo\
e spełniać jedno
urządzenie (bezpiecznik lub wyłącznik) bądz
osobne urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…ce o
skoordynowanych charakterystykach (np. bezpiecznik oraz rozłącznik samoczynny z członem
przeciÄ…\
eniowym). Wybór powinien być podyktowany względami technicznymi i
ekonomicznymi, a nie absurdalnym wymaganiem rozporządzenia ministra [4], które w ż 183.1
stanowi: W instalacjach elektrycznych nale\
y stosować:.4) wyłączniki nadprądowe w obwodach
odbiorczych. Zasada ta jest słuszna w większości obwodów odbiorczych w budynkach
mieszkalnych bÄ…dz
budynkach u\
yteczności publicznej, bo eliminuje mo\
liwość "reperowania"
wkładek bezpiecznikowych, ale jest niedorzeczna w obwodach silnikowych obiektów
przemysłowych, których wspomniane rozporządzenie równie\
dotyczy. Podobnych szkodliwych
postanowień, wprowadzonych przez nieuków, jest w tym rozporządzeniu więcej.
2. Zabezpieczenia przed przeciÄ…\
eniami
Temperatura graniczna dopuszczalna długotrwale dla przewodu jest tak dobrana, aby
znamionowa trwaÅ‚ość termiczna izolacji wynosiÅ‚a 20÷30 lat nieprzerwanej pracy. Gdyby izolacja
nie była nadwerę\
ana cieplnie przez przeciÄ…\
enia i zwarcia, rzeczywista trwałość termiczna
byłaby większa, bo wskutek losowej zmienności w czasie zarówno temperatury otoczenia, jak i
prÄ…du obciÄ…\
enia, tylko sporadycznie dochodzi do jednoczesnego wystÄ…pienia obliczeniowych
największych wartości obu tych parametrów, a więc sporadycznie utrzymuje się temperatura
graniczna dopuszczalna długotrwale. Oszacowania trwałości izolacji wykorzystują prawo
Arrheniusa, które dotyczy termokinetyki prostych reakcji chemicznych, o szybkości wykładniczo
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 4 z 8
zale\
nej od temperatury. Zwa\
ywszy, \
e dwukrotną zmianę trwałości powoduje zmiana
temperatury o 6÷10 K, Å›rednio o 8 K, mo\
na oszacować skutki przykładowych przecią\
eń
przewodów o izolacji z polwinitu (w nawiasach - z gumy etylenowo-propylenowej):
jedna godzina pracy w temperaturze, jaka ustala siÄ™ przy przeciÄ…\
eniu o 20 %, tzn. przy
prÄ…dzie 1,20×Iz, wywoÅ‚uje ubytek trwaÅ‚oÅ›ci odpowiadajÄ…cy 5 (10) godzinom pracy przy
temperaturze dopuszczalnej długotrwale,
jedna godzina pracy w temperaturze, jaka ustala siÄ™ przy przeciÄ…\
eniu o 45 %, tzn. przy
prÄ…dzie 1,45×Iz, wywoÅ‚uje ubytek trwaÅ‚oÅ›ci odpowiadajÄ…cy 50 (300) godzinom pracy
przy temperaturze dopuszczalnej długotrwale.
Tylko w przypadku kosztownych linii wysokonapięciowych nara\
onych na przeciÄ…\
enie,
zwłaszcza kabli najwy\
szego napięcia, sposób zabezpieczenia od przecią\
eń ustala się w
oparciu o analizę przebiegów nagrzewania i stygnięcia, tworząc modele cieplne, podobnie jak
dla transformatorów bądz
maszyn wirujÄ…cych du\
ej mocy. Dla kabla jest to zresztÄ… o tyle
trudniejsze, \
e na jego trasie mogą znacznie zmieniać się warunki oddawania ciepła. Poza
takimi przypadkami stosuje siÄ™ proste, nadprÄ…dowe zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowe i to raczej
tylko w liniach kablowych nara\
onych na przeciÄ…\
enie. Ze względu na największy dopuszczalny
spadek napięcia większość linii rozdzielczych ma przekrój przewodów większy ni\
wynikajÄ…cy z
wymagań obcią\
alności cieplnej roboczej i nie jest nara\
ona na przeciÄ…\
enie w normalnych
warunkach u\
ytkowania.
W odniesieniu do instalacji obiektów budowlanych - gdzie zagro\
enie po\
arowe jest bez
porównania większe ni\
w sieciach - wymaga siÄ™, aby przewody nara\
one na przeciÄ…\
enia były
przed nimi zabezpieczone. Norma PN-IEC 60364 [2] stawia (rys. 3) dwa warunki:
ObciÄ…\
alność długotrwała przewodu Iz powinna być niemniejsza ni\
prÄ…d znamionowy lub
prÄ…d nastawczy In aparatu stanowiÄ…cego zabezpieczenie przeciÄ…\
eniowe; ten z kolei - by
zapobiec zbędnym zadziałaniom - powinien być niemniejszy ni\
obliczeniowy prÄ…d
szczytowy obwodu IB.
(1)
PrÄ…d przeciÄ…\
eniowy o wartoÅ›ci 1,45×Iz, wywoÅ‚ujÄ…cy ustalony przyrost temperatury
przewodu w przybli\
eniu dwukrotnie większy ni\
dopuszczalny długotrwale, powinien
spowodować zadziałanie nadprądowego zabezpieczenia obwodu. Największy czas, w
jakim powinno to nastÄ…pić (1÷4 h) wynika z warunków probierczych formuÅ‚owanych
przez normy przedmiotowe na bezpieczniki i wyłączniki.
(2)
czyli
Prąd I2 jest najmniejszym prądem powodującym zadziałanie (członu przecią\
eniowego)
zabezpieczenia nadprądowego, czyli jego górnym prądem probierczym. Wartość tę mo\
na
odczytać z charakterystyki czasowo-prądowej urządzenia zabezpieczającego. Wynosi ona w
stosunku do prÄ…du znamionowego lub prÄ…du nastawczego In:
1,45 - dla instalacyjnych wyłączników nadprądowych (wyłączenie przed upływem 1 h),
1,60 - dla bezpieczników gG o prądzie znamionowym 16 A i większym (wyłączenie przed
upÅ‚ywem 1÷4 h zale\
nie od prÄ…du znamionowego),
1,90 - dla bezpieczników gG o prądzie znamionowym 6 i 10 A (wyłączenie przed
upływem 1 h).
Bezpiecznik jest w zasadzie zabezpieczeniem zwarciowym. Ze względu na konieczny margines,
rzędu 30%, między granicznym prądem niezadziałania wkładki Inf a prądem znamionowym In,
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 5 z 8
jakim wolno ją długotrwale obcią\
yć (na ogół Inf /In = 1,3), bezpiecznik nie mo\
e pełnić roli
zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowego odbiornika. Mo\
e jednak spełniać tę rolę w odniesieniu do
przewodów, pod warunkiem nieznacznego ich przewymiarowania. Dotyczy to tylko
bezpieczników o pełnozakresowym wyłączaniu bądz
bezpieczników ogólnego przeznaczenia "g";
bezpieczniki o niepełnozakresowym wyłączaniu "a" nie gwarantują wyłączenia prądu
przeciÄ…\
eniowego.
Rys. 3. Zestawienie wymagań co do
przeciÄ…\
eniowego zabezpieczenia
przewodów w instalacjach obiektów
budowlanych
Je\
eli w obwodzie jest więcej ni\
jedno zabezpieczenie nadprÄ…dowe (np. bezpiecznik i stycznik z
przekaz
nikiem termobimetalowym), to przyjmuje się wartość prądu I2 tego zabezpieczenia, dla
którego wypada ona najmniejsza. Porównując podobne uproszczone zasady zabezpieczania
przewodów od przecią\
eń mo\
na wprowadzić [1] dwa wskaz
niki syntetyczne:
Stopień wyzyskania przewodu (Nutzungsgrad) rozumiany jako stosunek największego
prÄ…du, jaki mo\
na w nim dopuścić długotrwale (prądu znamionowego urządzenia
zabezpieczajÄ…cego In) do obciÄ…\
alności długotrwałej przewodu Iz, który według koncepcji
IEC przyjmuje wartości n<=1,00.
(3)
,
Stopień zabezpieczenia (Schutzgrad), czyli stosunek górnego prądu probierczego
urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…cego I2 do obciÄ…\
alności długotrwałej przewodu Iz,który według
koncepcji IEC przyjmuje wartości S<=1,45.
(4)
,
Przytoczona wartość S = 1,45 we wzorach (2) jest uzgodnionym międzynarodowo
kompromisem między dą\
eniem do zapewnienia jak największego stopnia wyzyskania
przewodu i jak najmniejszego stopnia zabezpieczenia (jak największej skuteczności
zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowego). Procedura przyjęta przez IEC nie uwzględnia rzeczywistej
charakterystyki przeciÄ…\
eniowej przewodu, nie uwzględnia nawet jego cieplnej stałej czasowej,
a ogranicza siÄ™ do przybli\
onego sprawdzenia wzajemnego usytuowania asymptot obu
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 6 z 8
charakterystyk t-I przewodu i urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…cego.
3. Zabezpieczenie przed skutkami zwarć
Skutek cieplny prÄ…du zwarciowego dopuszczalny dla przewodu o przekroju s [mm2]
i największej dopuszczalnej jednosekundowej gęstości prądu k [A/mm2] wynosi
[A2s]. Powinien być on niemniejszy ni\
rzeczywiście występujący skutek cieplny prądu
zwarciowego, na który przewód jest nara\
ony, tzn.:
obliczony przez projektanta instalacji iloczyn
prądu zwarciowego zastępczego
cieplnego Ith podniesionego do kwadratu i czasu trwania zwarcia Tk, jeśli zabezpieczenie
nie działa ograniczająco, albo
podana przez wytwórcę wartość całki Joule'a wyłączania (I2tw) bezpiecznika
ograniczającego lub wyłącznika ograniczającego.
Wspomniane wymaganie mo\
na zatem zapisać następująco:
(5)
lub
Z zale\
ności tej mo\
na obliczyć przekrój przewodu wymagany ze względu na obcią\
alność
zwarciowÄ… cieplnÄ…
(6)
lub
W obu przypadkach druga postać wzoru dotyczy sytuacji, gdy nara\
enia zwarciowe cieplne sÄ…
scharakteryzowane całką Joule'a wyłączania I2tw bezpiecznika albo wyłącznika. Jedynka w
mianowniku wyra\
enia podpierwiastkowego oznacza czas 1 s, którego dotyczy gęstość prądu k,
i pozostała tam dla zgodności jednostek. W przeciwnym razie trzeba by - jak to czyni norma -
gęstość prądu wyra\
ać w dziwacznych jednostkach zamiast w A/mm2.
Jak widać, sprawdzenie skuteczności zabezpieczenia przewodów przed skutkami cieplnymi
przepływu największego spodziewanego prądu zwarciowego (przy zwarciu na początku
obwodu) opiera siÄ™ na jednoznacznym kryterium i wymaga niewielu informacji o przewodzie.
Je\
eli jedynym zabezpieczeniem nadprądowym przewodów jest bezpiecznik, to w zale\
ności od
wartości prądu przetę\
eniowego zmienia się czas wyłączania oraz maksymalny przyrost
temperatury osiÄ…gany przez przewody. PrÄ…d mniejszy ni\
prąd zadziałania bezpiecznika
utrzymuje się długotrwale i wywołuje ustalony przyrost temperatury proporcjonalny do
kwadratu prÄ…du. Du\
y prąd zwarciowy wywołuje skutek cieplny (I2t wyłączania) niewielki i w
małym stopniu zale\
ny od wartości prądu. Największe nara\
enia cieplne przewodów (rys. 4)
występują przy prądzie nieco większym ni\
górny prąd probierczy I2 wkładki. Je\
eli zatem
bezpiecznik został tak dobrany, \
e pełni rolę zabezpieczenia przecią\
eniowego przewodów
(wzór 2), to nie trzeba sprawdzać, czy zabezpiecza on je równie\
przy du\
ym prÄ…dzie
zwarciowym. Warunek (6) jest wtedy samorzutnie spełniony i to z du\
ym nadmiarem.
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 7 z 8
Rys.4. Maksymalny przyrost
temperatury Ømax osiÄ…gany przez
przewód zabezpieczony
bezpiecznikiem o prÄ…dzie
znamionowym In i górnym
prÄ…dzie probierczym I2
Jeśli natomiast bezpiecznik ma zabezpieczać przewody tylko przed skutkami zwarć, to nie
wystarczy upewnić się, \
e czyni to skutecznie przy największym spodziewanym prądzie
zwarciowym. Nale\
ałoby ponadto sprawdzić, czy nara\
enia cieplne przewodów występujące
przy prÄ…dach mniejszych, np. przy najmniejszym obliczeniowym prÄ…dzie zwarciowym, nie sÄ…
nadmierne.
Przykład
Określić najmniejszy wymagany ze względu na nagrzewanie przekrój przewodów obwodu
230/400 V, którego jedynym zabezpieczeniem nadprądowym są bezpieczniki klasy gG
o prądzie znamionowym 63 A. Instalacja ma układ TN, obwód jest trójfazowy, jego obcią\
enie
jest symetryczne nieodkształcone, przewody są miedziane o izolacji polwinitowej, sposób
uło\
enia B1, obliczeniowa temperatura otoczenia +25°C. Ze wzglÄ™du na zabezpieczenie przed
przeciÄ…\
eniami obciÄ…\
alność długotrwała przewodów powinna spełniać warunki wyra\
one
wzorami (1) oraz (2). Drugi z tych warunków jest ostrzejszy:
WymaganÄ… obciÄ…\
alność zapewnia przewód o przekroju 16 mm2, który ma obcią\
alność
długotrwałą 72 A. Obliczając przekrój przewodu wymagany ze względu na nagrzewanie prądem
zwarciowym dobrze mieć przed oczyma rys. 5. Przy adiabatycznym nagrzewaniu prądem
zwarciowym przewód miedziany 16 mm2 o izolacji polwinitowej wytrzymuje caÅ‚kÄ™ Joule'a (k×s)
2
×1 = (115×16)2×1 = 3385600 A2s. Przy du\
ym prądzie zwarciowym całka Joule'a wyłączania
wynosi I2tw = 21200 A2s, z czego wynika najmniejszy dopuszczalny przekrój według wzoru (9)
zaledwie
Przyrost temperatury dopuszczalny przy zwarciu wynosi - = 160-70 = 90 K, wobec
czego du\
y prąd zwarciowy wywoła przyrost temperatury przewodu zaledwie
.
Ostrzejsze nara\
enia cieplne występują przy najmniejszym obliczeniowym prądzie zwarciowym.
Za podstawÄ™ mo\
na przyjąć prąd odpowiadający największemu dopuszczalnemu czasowi
wyłączania zwarć jednofazowych ze względu na skuteczność ochrony przeciwpora\
eniowej,
który w układzie TN o napięciu 230/400 V zale\
nie od okoliczności wynosi 0,4 s lub 5 s. Prąd
wyłączający wkładki gG 63 A w czasie 0,4 s wynosi 534 A, wobec czego wymagany przekrój
przewodu
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31
Dobór bezpieczników do zabezpieczania przewodów i kabli Strona 8 z 8
Przewód 16 mm2 nagrzewa się podczas takiego zwarcia o 3 K. Gdyby dopuszczalny czas
trwania zwarcia wynosił 5 s, co odpowiada prądowi wyłączającemu 305 A, to wymagany
przekrój przewodu
Przewód 16 mm2 nagrzewa się podczas takiego zwarcia o 12 K. Obliczenia potwierdzają, \
e
przewód poprawnie zabezpieczony bezpiecznikiem przed przecią\
eniami nie jest nara\
ony na
niedopuszczalne nagrzewanie przy zwarciach. Dla pełnego obrazu mo\
na obliczyć ustalony
przyrost temperatury przewodu w razie długotrwałego przepływu górnego prądu probierczego
bezpiecznika 1,6×In = 1,6 × 63 101 A, który bezpiecznik powinien wyÅ‚Ä…czyć przed upÅ‚ywem
1 godziny:
Literatura
Nienhaus H., Vogt D.: Schutz bei Überlast und Kurzschluß in elektrischen Anlagen. VDE-
Verlag, Berlin, 1999.
PN-IEC 60364-4-43:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla
zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed prądem przetę\
eniowym
PN-IEC 60364-4-473:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla
zapewnienia bezpieczeństwa. Stosowanie środków ochrony zapewniających
bezpieczeństwo. Środki ochrony przed prądem przetę\
eniowym
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 02.75.690,
04.109.1156.
http://www.bezpieczniki.com/strony/wyklady/2/dobor.htm 2006-05-31