Spodziewany prąd zwarciowy — od Ik'' w punkcie przyłączenia do wymaganego Icu aparatury łączeniowej

Przewodnik MCCB kontra MCB wyjaśnia, jak oznacza się odporność zwarciową aparatury łączeniowej (Icn dla MCB, Icu/Ics dla MCCB). Ten artykuł dotyczy pytania, które poprzedza to zagadnienie: jaki prąd zwarciowy to Icu/Icn ma faktycznie opanować i skąd bierze się ta liczba?

Czym właściwie jest Ik''

Spodziewany prąd zwarciowy (Ik''), zdefiniowany w IEC 60909-0, to prąd, jaki płynąłby przy zwarciu o pomijalnej impedancji w danym punkcie sieci — a więc nie jest to rzeczywiście zmierzony prąd podczas prawdziwego uszkodzenia (który zawsze jest ograniczony przez impedancję resztkową), lecz teoretyczna, obliczona wartość graniczna, będąca punktem wyjścia obliczeń projektowych. Ik'' jest wielkością obliczeniową, a nie specyfikacją urządzenia: sama aparatura łączeniowa nie ma "Ik''" — ma Icu/Icn, które trzeba porównać z obliczonym Ik'' w miejscu zastosowania urządzenia.

Dlaczego ta liczba pochodzi od operatora sieci

Dla nowego lub zmienionego przyłącza operator sieci udostępnia na żądanie spodziewany prąd zwarciowy w punkcie przyłączenia (punkcie, w którym instalacja klienta łączy się z siecią publiczną, często stronie wtórnej transformatora lub szafce licznikowej). Ta wartość jest punktem wyjścia obliczeń projektowych, ale nie jest wartością obowiązującą wszędzie w instalacji:

• Im dalej wyłącznik lub MCB znajduje się od punktu przyłączenia, tym więcej impedancji kabli i transformatorów znajduje się między nimi, i tym niższy staje się rzeczywisty spodziewany prąd zwarciowy w tej pozycji.
• Icu (lub Icn) każdego aparatu łączeniowego musi być równe lub większe od rzeczywistego prądu zwarciowego w jego własnej pozycji w instalacji — a nie od Ik'' w samym punkcie przyłączenia, co dla wyłącznika znajdującego się głęboko w instalacji byłoby często wymaganiem niepotrzebnie surowym (a więc niepotrzebnie kosztownym).

Uwaga: jest to inny rodzaj obliczeń niż równanie adiabatyczne z przewodnika o zabezpieczeniu zwarciowym §434 — tamto określa, czy kabel wytrzyma termicznie zwarcie do momentu wyłączenia; ten artykuł określa, czy aparat łączeniowy może i potrafi przerwać zwarcie bez uszkodzenia samego siebie. Oba obliczenia są potrzebne i uzupełniają się nawzajem, ale odpowiadają na inne pytanie.

Kroki praktyczne

1. Zażądać od operatora sieci spodziewanego prądu zwarciowego (Ik'') w punkcie przyłączenia (lub, przy własnym transformatorze, obliczyć go z mocy znamionowej i napięcia zwarcia uk% transformatora).
2. Dla każdej pozycji w instalacji, w której stosowana jest aparatura łączeniowa, obliczyć rzeczywisty prąd zwarciowy w tej pozycji (uwzględniając impedancję kabli i ewentualnych transformatorów między punktem przyłączenia a tą pozycją).
3. Dla każdej pozycji dobrać aparaturę łączeniową o Icu/Icn równym lub większym od wartości obliczonej dla tej konkretnej pozycji — a nie uniwersalnie na podstawie Ik'' w punkcie przyłączenia.

Znaczenie praktyczne

Przy projektowaniu lub rozbudowie instalacji trzeba wyraźnie udokumentować, jaki spodziewany prąd zwarciowy posłużył jako podstawa doboru każdego wyłącznika i w której pozycji instalacji tę wartość obliczono — wyłącznik dobrany na Ik'' w punkcie przyłączenia, a faktycznie znajdujący się głęboko w instalacji, jest funkcjonalnie bezpieczny, ale potencjalnie znacznie przewymiarowany (a więc niepotrzebnie kosztowny); wyłącznik dobrany na zbyt niską, nieaktualną wartość Ik'' (np. po zwiększeniu mocy przyłącza przez operatora sieci) jest natomiast niedowymiarowany i stanowi zagrożenie bezpieczeństwa.

Częste błędy

1. Stosowanie tego samego wymagania Icu/Icn w całej instalacji na podstawie Ik'' w punkcie przyłączenia — jest to bezpieczne, ale prowadzi do niepotrzebnie ciężkiej (i drogiej) aparatury łączeniowej dalej w instalacji, gdzie rzeczywisty prąd zwarciowy jest już znacznie niższy z powodu impedancji kabli.
2. Dalsze korzystanie z nieaktualnej wartości Ik'' po zwiększeniu mocy przyłącza — większa moc przyłącza często wiąże się z wyższym spodziewanym prądem zwarciowym od operatora sieci, co może sprawić, że istniejąca aparatura łączeniowa dalej w instalacji stanie się niedowymiarowana.
3. Mylenie Ik'' z obliczeniem adiabatycznym kabla z §434 — oba wykorzystują prąd zwarciowy jako dane wejściowe, ale sprawdzają inną właściwość (wytrzymałość termiczną kabla wobec zdolności wyłączeniowej aparatu łączeniowego).

Powiązane

• Wyłącznik mocy (MCCB) kontra wyłącznik instalacyjny (MCB)
• Zabezpieczenie zwarciowe i równanie adiabatyczne — §434
• Rozdzielnice i selektywność — §536
• Nastawy wyzwalacza wyłącznika mocy — LSI(G)