Projekt instalacji elektrycznej
Spadek napięcia w linii
Model linii niskiego napięcia (w tym przewodu instalacyjnego):
ZL
IL I2
. .
U1 U2
Odb.
. .
ZL = RL + j XL
lub ZL = RL
Projekt instalacji elektrycznej
Spadek napięcia w linii
Wykres wskazowy napięć i prądów dla linii o modelu ZL = RL + j XL
przy obciÄ…\
eniu o charakterze indukcyjnym:
Im
U1
ILZL
jILXL
U2 ´U Re
´
´
´
IL
ILRL
Projekt instalacji elektrycznej
Spadek napięcia w linii
Spadek napięcia dla linii o modelu ZL = RL + j XL :
´U = Re {IL ZL } = Re { (I + j I  ) (RL + j XL) =
´
´
´
= I RL  I  XL [V]
Spadek napięcia dla linii o modelu ZL = RL :
´U = Re {IL ZL } = Re { (I + j I  ) RL =
´
´
´
= I RL [V]
Projekt instalacji elektrycznej
Spadek napięcia w linii
Spadek napięcia dla linii obliczony w %
3 ´U
´U% = 100
Un
Projekt instalacji elektrycznej
Dopuszczalny spadek napięcia [wg PBUE z. 9]
Wewnętrzne linie zasilające Instalacje odbiorcze
Rodzaj instalacji Zasilane ze Zasilane ze stacji Zasilane z Zasilane Zasilane
wspólnej sieci transformatoro- wewnętrznych bezpośrednio bezpośrednio z
wych w obiekcie linii zasilających z sieci głównych rozdzielni
budowlanym elektroenerge- stacji
tycznej 1 kV transformatorowych
Instalacje o Un > 42V,
wspólne dla odbiorników 2 3 2 4
7
oświetleniowych i grzejnych
Instalacje o Un > 42V, nie
zasilające odbiorników 3 4 3 6
9
oświetleniowych
1)
Spadki napięć w instalacjach odbiorczych mogą przekraczać podane wartości, lecz suma spadków napięć w
instalacjach odbiorczych i liniach wewnętrznych nie powinna przekraczać sumy spadków napięć podanych w tablicy.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór przekroju przewodów na dopuszczalny spadek
napięcia
Dla przewodu o przekroju dobranym wg kryterium nagrzewania
prÄ…dem roboczym i po sprawdzeniu czy dobrane zabezpieczenia
nie wymagają powiększenia przekroju nale\
y obliczyć procentowy
spadek napięcia i sprawdzić, czy:
´U% d" ´Udop
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór przekroju przewodów na wytrzymałość
mechanicznÄ…
Najmniejsze przekroje \
ył przewodów dopuszczalne ze względu na wytrzymałość mechaniczną
Najmniejszy przekrój \
ył 1) [mm2]
Lp. Rodzaj przewodów i sposób uło\
enia
miedzianej aluminiowej
1 Przewody gołe uło\
one w pomieszczeniach 4 6
2 Przewody gołe uło\
one na zewnątrz pomieszczeń 6 16
Przewody izolowane bez powłoki lub pancerza
3 6 10
uło\
one po wierzchu na zewnątrz pomieszczeń
Przewody izolowane w obwodach sygnalizacyjnych,
4 0,5 1
sterowniczych i pomiarowych
5 Przewody izolowane nie wymienione w lp. 3 i 4 (1) 1,5 (1,5) 2,5
1)
Ustalenia nie dotyczą przewodów ochronnych i szynowych
Projekt instalacji elektrycznej
Zabezpieczenia przewodów
Przewody robocze instalacji elektroenergetycznych powinny być
zabezpieczone przed skutkami zwarć i przecią\
eń przez urządzenie
zabezpieczające, które samoczynnie wyłączy zasilanie.
PN-IEC 60364-4-43. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.
Ochrona zapewniająca bezpieczeństwo. Ochrona przed prądem
przetÄ™\
eniowym.
PN-IEC 60364-4-473. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.
Ochrona zapewniająca bezpieczeństwo. Środki ochrony przed prądem
przetÄ™\
eniowym.
Projekt instalacji elektrycznej
Zabezpieczenia przewodów
 rodzaje urządzeń zabezpieczających
Zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowe  urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…ce
tylko przed skutkami prÄ…du przeciÄ…\
eniowego
Zabezpieczenia zwarciowe  urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…ce tylko
przed skutkami prÄ…du zwarciowego
Zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowo-zwarciowe - urzÄ…dzenia
zabezpieczające jednocześnie przed skutkami prądu
przeciÄ…\
eniowego i zwarciowego
Projekt instalacji elektrycznej
Rodzaje urządzeń zabezpieczających
Zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowe
Wyłączniki wyposa\
one w wyzwalacze przeciÄ…\
eniowe
Bezpieczniki topikowe ogólnego przeznaczenia z pełnozakresową
charakterystyką wyłączania
Zabezpieczenia zwarciowe
Wyłączniki wyposa\
one w wyzwalacze zwarciowe
Bezpieczniki topikowe ogólnego przeznaczenia z pełnozakresową
charakterystyką wyłączania
Wkładki topikowe dobezpieczeniowe ( z niepełnozakresową
charakterystyką wyłączania)
Projekt instalacji elektrycznej
Rodzaje urządzeń zabezpieczających
Zabezpieczenia przeciÄ…\
eniowo - zwarciowe
Wyłączniki wyposa\
one w wyzwalacze przeciÄ…\
eniowe i wyzwalacze
zwarciowe
Wyłączniki współpracujące z bezpiecznikami topikowymi
Wyłączniki wyposa\
one w wyzwalacze przeciÄ…\
eniowe i
dobezpieczeniowe wkładki topikowe
Bezpieczniki topikowe ogólnego przeznaczenia z pełnozakresową
charakterystyką wyłączania
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe
Są to łączniki bezstykowe jednorazowego działania.
Przerwanie obwodu następuje samoczynnie po przekroczeniu
określonej wartości prądu w czasie zale\
nym od prÄ…du i typu
bezpiecznika.
Elementem wykonawczym jest element topikowy  drut lub paski
miedziane.
Element topikowy umieszczony jest wewnÄ…trz korpusu
ceramicznego wypełnionego piaskiem kwarcowym
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - działanie
W czasie przepływu prądu przez bezpiecznik element topikowy
nagrzewa siÄ™ a jego temperatura jest zale\
na od wartości prądu.
PrÄ…d przeciÄ…\
eniowy PrÄ…d zwarciowy
Ä[oC] Ä[oC]
Ä Ä
Ä Ä
Ä Ä
miejsce przeciÄ…\
eniowe
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - parametry
1. Napięcie znamionowe  bezpiecznik musi być tak dobrany aby
napięcie sieci nie przekraczało 110% napięcia znamionowego
bezpiecznika
2. Prąd znamionowy  In  wartość prądu, który wkładka mo\
e
przewodzić ciągle bez uszkodzenia
3. Prąd niezadziałania  I1 (probierczy dolny  Inf)  największa
wartość prądu, który wkładka topikowa jest w stanie przewodzić
bez stopienia się w określonym (umownym) czasie
4. Prąd zadziałania  I2 (probierczy górny  If)  najmniejsza
wartość prądu, która powoduje zadziałanie wkładki w
określonym czasie
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - parametry
Charakterystyka pasmowa bezpiecznika
5. Charakterystyka czasowo-
t
prÄ…dowa  krzywa
I1 I2
tu
przedstawiająca średnie
czasy przedłukowe (między
poczÄ…tkiem wystÄ…pienia
prądu mogącego przetopić
4s
topik a chwilą zapłonu łuku)
lub czasy wyłączania (suma
0,2s
czasu przedłukowego i
I5
0,01
Å‚ukowego) w zale\
ności od
I4
spodziewanego prÄ…du
In I [A]
( Charakterystyka prezentowana jest w skalach
np..50A
logarytmicznych)
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - parametry
6. Charakterystyka I2t 
krzywa przedstawiajÄ…ca
Charakterystyka wyłączania
+"i2dt
+"
+"
+"
zale\
ność
[A2s]
t
1
Charakterystyka przedłukowa
2
2
i dt
I t =
t
0
Ik [kA]
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - parametry
Charakterystyka prÄ…du ograniczonego
7. Charakterystyka prÄ…du
i
ograniczonego  krzywa
ip 400A
[kA]
przedstawiajÄ…ca
zale\
ność prądu
11kA 100A
ograniczonego od
9kA
spodziewanego
25A
2,5kA
4 kA
Ik[kA]
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - parametry
8. Zdolność wyłączania wkładki bezpiecznikowej 
największa wartość skuteczna spodziewanego prądu
zwarciowego, którą wkładka topikowa jest w stanie
przerwać przy określonym napięciu.
Prądy wyłączalne dla bezpieczników instalacyjnych
wynoszÄ… od 8 do 100 kA.
Bezpieczniki przemysłowe mają prąd wyłączalny rzędu
100 lub 120 kA.
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - oznaczenia
Według PN-91/E-06160/10 (odpowiednik IEC-60269-1):
1. Zdolność bezpiecznika do ochrony urządzeń od skutków przetę\
eń określa
pierwsza z dwóch liter:
g - wkładka topikowa o pełnozakresowej zdolności wyłączania zdolna do
wyłączania obwodu w zakresie prądów od minimalnego powodującego
stopienie topika do znamionowej zdolności wyłączania
a - wkładka topikowa o niepełnozakresowej zdolności wyłączania zdolna do
wyłączania obwodu w zakresie prądów od pewnej krotności prądu
znamionowego do znamionowej zdolności wyłączania. Bezpiecznik taki nie
wyłącza zwykle małych prądów przecią\
eniowych i stosowany jest tylko jako
zabezpieczenie zwarciowe (najczęściej dobezpieczenie układu, który od
przeciÄ…\
eń chroniony jest innym łącznikiem)
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - oznaczenia
2. Przeznaczenie bezpiecznika do zabezpieczenia określonych obwodów i
urządzeń oznaczane jest drugą literą:
L  do przewodów i kabli
M  do silników
R  do elementów energoelektronicznych
B  do urządzeń elektroenergetycznych górniczych
Tr  do transformatorów
G  ogólnego przeznaczenia
przykład:
NH WT-01/gG  bezpiecznik przemysłowy (mocowany w gniez
dzie za pomocÄ…
styków no\
owych lub połączeniem śrubowym) o wkładce topikowej
zwłocznej ogólnego przeznaczenia
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - oznaczenia
Według PN-87/E-93100/01 ( IEC 60269-3) i PN-85/E-06171:
Mo\
na stosować oznaczenia charakteryzujące sposób działania wkładek
instalacyjnych:
Bi-Wts - wkładka o działaniu szybkim,
Bi-Wtz - wkładka o działaniu zwłocznym
Btp - wkładka o działaniu bardzo szybkim do zabezpieczeń urządzeń
energoelektronicznych
Przykłady:
1. D III Bi-Wts 35A (charakterystyka szybka gF) - typ wkładki, oznaczenie
wkładki, typ charakterystyki
2. D IV H Bi-Wtz 80A (charakterystyka zwłoczna gL)
Projekt instalacji elektrycznej
Bezpieczniki topikowe - parametry
Umowne czasy prób oraz prądy probiercze wkładek topikowych bezpieczników
Typ Zakres prądu znamionowego Umowny czas prób Prąd probierczy (krotność pradu znam.)
wkładki A h Inf If
4 1 1,5 2,1
6 - 16 1 1,5 1,9
gG 20  63 1 1,25 1,6
80  160 2 1,25 1,6
200  400 3 1,25 1,6
> 400 4 1,25 1,6
4 1 1,5 2,1
6  10 1 1,5 1,9
16  25 1 1,4 1,75
gL 32  63 1 1,3 1,6
80  160 2 1,3 1,6
200  400 3 1,3 1,6
400 4 1,3 1,6
aM Wszystkie wartości prądu 60 s 4,0 6,3
Projekt instalacji elektrycznej
Wyłączniki nadmiarowe
Normy:
Wyłączniki samoczynne przeznaczone do ochrony przewodów i
kabli od skutków przetę\
eń:
PN-90/E-06150/20. Aparatura rozdzielcza i sterownicza
niskonapięciowa. Wyłączniki.
PN-90/E-93002. Wyłączniki nadprądowe do instalacji domowych i
podobnych.
PN-90/E-93003. Wyłączniki samoczynne do zabezpieczania
urządzeń elektrycznych.
Projekt instalacji elektrycznej
Wyłączniki nadmiarowe - działanie
Działanie wyłączników i ich charakterystyki czasowo - prądowe
wynikają z reakcji na przepływ prądu nadmiarowego dwóch
wyzwalaczy:
członu przecią\
eniowego (termobimetalowego)  o
charakterystyce czasowo  prÄ…dowej zale\
nej
członu zwarciowego (elektromagnetycznego)  o charakterystyce
czasowo  prÄ…dowej niezale\
nej
Projekt instalacji elektrycznej
Wyłączniki nadmiarowe - działanie
Charakterystyka wyzwalacza Int - umowny prąd niezadziałania  taka
przeciÄ…\
eniowego wartość prądu, która mo\
e przepływać
przez wyłącznik w określonym
(umownym) czasie nie powodujÄ…c jego
t
działania
tu
It - umowny prąd zadziałania  taka
wartość prądu, która przepływając przez
wyłącznik spowoduje jego zadziałanie
przed upływem określonego (umownego)
czasu.
Czas umowny ( tu ):
I
1 h  dla wyłączników o In d" 63 A
Int It
2 h  dla wyłączników o In > 63 A
Projekt instalacji elektrycznej
Wyłączniki nadmiarowe - działanie
Charakterystyka wyzwalacza
zwarciowego
t
Prąd zadziałania bezzwłocznego
 Ibezzwl - minimalna wartość prądu, która
powoduje samoczynne zadziałanie
wyłącznika bez celowej zwłoki.
Ibezzwł I
Projekt instalacji elektrycznej
Wyłączniki instalacyjne
Charakterystyki wyłączników instalacyjnych
Powinny działać zgodnie z
t [s]
pasmem znormalizowanej
charakterystyki czasowo-
prÄ…dowej.
Przewiduje się 3 główne
typy charakterystyki
B
C D
czasowo-prÄ…dowej: B, C, D
wyró\
nione w zale\
ności od
wartości prądu zadziałania
bezzwłocznego.
I/In
1,13 1,45 5 10 20
3
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń
UrzÄ…dzenie zabezpieczajÄ…ce od przeciÄ…\
eń powinno być tak
dobrane, aby przerwanie przepływu prądu przecią\
eniowego
nastąpiło zanim pojawi się niebezpieczeństwo uszkodzenia izolacji
przewodów, połączeń, zacisków lub otoczenia na skutek
nadmiernego wzrostu temperatury.
Zabezpieczenie zwarciowe powinno być tak dobrane, aby
przerwanie przepływu prądu zwarciowego nastąpiło zanim
wystąpi niebezpieczeństwo uszkodzeń cieplnych i mechanicznych
w przewodach lub ich połączeniach.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń przecią\
eniowych
Nale\
y wybrać urządzenie zabezpieczające o najmniejszym
prądzie znamionowym, którego charakterystyki działania spełniają
poni\
sze warunki:
IB d" d" Iz
d" In d"
d" d"
d" d"
I2 d"
d" 1,45 Iz
d"
d"
gdzie: IB  przewidywany prÄ…d obciÄ…\
enia przewodu
In  prÄ…d znamionowy (lub nastawiony) urzÄ…dzenia
zabezpieczajÄ…cego
Iz  obciÄ…\
alność długotrwała przewodu
I2  prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych
Ka\
de urzÄ…dzenie zabezpieczajÄ…ce przed skutkami prÄ…du
zwarciowego powinno spełniać poni\
sze warunki:
1. Zabezpieczenie zwarciowe powinno mieć zdolność do
przerywania prądu zwarciowego o wartości nie mniejszej od
wartości spodziewanego prądu zwarciowego w miejscu
zainstalowania danego urzÄ…dzenia:
Inw e"
e" Iws
e"
e"
gdzie: Inw  prąd znamionowy wyłączalny urządzenia
zabezpieczającego (znamionowa zdolność zwarciowa)
Iws  spodziewana wartość prądu wyłączeniowego obwodu
(praktycznie w instalacjach  prÄ…d zwarciowy poczÄ…tkowy)
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych
2. Czas przepływu prądu zwarciowego powinien być taki, aby
temperatura przewodów nie przekroczyła granicznej wartości
dopuszczalnej przy zwarciu:
k2 S2 e"
e" I2 t
e"
e"
gdzie: k  współczynnik liczbowy w [A2s/mm], odpowiadający
jednosekundowej dopuszczalnej gęstości prądu podczas
zwarcia,
S  przekrój przewodu w [mm2],
I  prÄ…d zwarciowy poczÄ…tkowy w [A],
t  czas trwania prÄ…du zwarciowego w [s].
Wartość I2t zabezpieczenia nale\
y odczytać z charakterystyki +"i2dt.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych
Wartości współczynników k w [A2s/mm] dla przewodów:
Z \
yłami miedzianymi w izolacji z gumy, butylenu, polietylenu
usieciowanego lub etylenu-propylenu k = 135
Z \
yłami miedzianymi w izolacji z PVC i dla połączeń
przewodów miedzianych lutowanych cyną k = 115
Z \
yłami aluminiowymi w izolacji z gumy, butylenu,
polietylenu usieciowanego lub etylenu-propylenu k = 87
Z \
yłami aluminiowymi w izolacji z PVC k = 74
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych
3. Znamionowy prÄ…d urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…cego przed
skutkami zwarcia mo\
e być większy od obcią\
alności
prądowej długotrwałej przewodu
In e" Iz
e"
e"
e"
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych - przykład
Dane: - prÄ…d obciÄ…\
enia  IB = 50 A
- wybrano przewód YLY 5 x 10 mm2 o obcią\
alności
Iz = 50 A (metoda B1 tab. 52-C3)
- spodziewany prÄ…d zwarciowy I = 2 kA
A. Stosujemy bezpiecznik jako zabezpieczenie od zwarć i przecią\
eń.
Dobór zabezpieczenia przecią\
eniowego:
1. IB d" In d" Iz In = 50 A
2. I2 d" 1,45 Iz
Dla bezpieczników o charakterystykach gL lub gG i In = 50 A
I2 = 1.6 x 50 = 80 A
1,45 x Iz = 73,95 A
Warunek 2. nie jest spełniony. Nale\
y zmienić przekrój przewodu.
Wybieramy YLY 5 x 16 mm2 o obciÄ…\
alności Iz = 68 A. Wówczas
1,45 x Iz = 95,2 A.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych - przykład
A. Stosujemy bezpiecznik jako zabezpieczenie od zwarć i przecią\
eń.
Dobór zabezpieczenia zwarciowego:
Dla wybranego bezpiecznika sprawdzamy warunek zwarciowy:
k2 S2 e" I2 t
1) Dla bezpiecznika przemysłowego typu NH o charakterystyce gL lub gG
i In = 50 A (WTN  01 50 A) odczytujemy z katalogu bezpieczników wartość
maksymalną całki Joule a
I2 t = 10500 A2s
2) Dla zastosowanego przewodu typu YLY 5 x 16 mm2 obliczamy:
K2 S2 = 1152 162 = 3385600 A2s
Wybrany bezpiecznik prawidłowo chroni przewód od zwarć.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych - przykład
Dane: - prÄ…d obciÄ…\
enia  IB = 50 A
- wybrano przewód YLY 5 x 10 mm2 o obcią\
alności
Iz = 50 A
- spodziewany prÄ…d zwarciowy I = 2 kA
B. Stosujemy wyłącznik instalacyjny jako zabezpieczenie od zwarć i
przeciÄ…\
eń.
Dobór zabezpieczenia przecią\
eniowego:
1. IB d" In d" Iz In = 50 A
2. I2 d" 1,45 Iz
Dla wyłączników instalacyjnych o In = 50 A
I2 = 1,45 x 50 = 72,5 A
1,45 x Iz = 73,95 A
Warunek 2. jest spełniony. Przewód YLY 5 x 10 mm2 jest odpowiednio
chroniony od przeciÄ…\
eń.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych - przykład
B. Stosujemy wyłącznik instalacyjny jako zabezpieczenie od zwarć i
przeciÄ…\
eń
Dobór zabezpieczenia zwarciowego:
Dla wybranego wyłącznika instalacyjnego sprawdzamy warunek zwarciowy:
k2 S2 e" I2 t
1) Dla wyłącznika instalacyjnego np.. typu S 190 B 50 A odczytujemy z
katalogu wyłączników wartość całki Joule a
I2 t = 9000 A2s
2) Dla zastosowanego przewodu typu YLY 5 x 10 mm2 obliczamy:
K2 S2 = 1152 102 = 1322500 A2s
Wybrany wyłącznik prawidłowo chroni przewód od zwarć.
Projekt instalacji elektrycznej
Dobór zabezpieczeń zwarciowych - porównanie
Dla danych: - prÄ…d obciÄ…\
enia  IB = 50 A
- wybrano przewód YLY 5 x 10 mm2 o obcią\
alności
Iz = 50 A
- spodziewany prÄ…d zwarciowy I = 2 kA
Jako ochrona od zwarć i
Jako ochrona od zwarć i
przeciÄ…\
eń zastosowany
przeciÄ…\
eń zastosowany
wyłącznik instalacyjny S
bezpiecznik WTN  01 50A
190 B 50 A prawidłowo
wymaga powiększenia przekroju
chroni dobrany przewód
przewodu. Trzeba wybrać
YLY 5 x 10 mm2
przewód YLY 5 x 16 mm2