Selektywność wyłączników B20, B16, B10 – który zadziała pierwszy przy zwarciu i przeciążeniu?

Pytanie

Jeśli na jednej linii są zamontowane trzy bezpieczniki typu esy kolejno 20A, 16A i 10A typu B to w przypadku zwarcia lub przeciążenia który wybije pierwszy

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Przeciążenie: jako pierwszy zadziała wyłącznik B10 (10 A).
• Zwarcie: to zależy od wartości prądu zwarciowego Ik i tolerancji mechanizmów; dla niewielkich Ik (między progami B10 a B16/B20) zadziała sam B10, dla większych Ik zwykle zadziałają równocześnie co najmniej dwa, a często wszystkie trzy — brak gwarancji selektywności.

Szczegółowa analiza problemu

• Mechanizmy wyzwalania:

  • Termiczny (przeciążeniowy): bimetal; zadziałanie zależy od krotności prądu i czasu. Umownie: nie wyłącza przy 1,13×In w 1 h; wyłącza przy 1,45×In w 1 h (dla In ≤ 63 A).
  • Elektromagnetyczny (zwarciowy): „natychmiastowy” przy 3–5×In dla charakterystyki B.

• Dla zestawu B20/B16/B10:

  • Progi elektromagnetyczne (orientacyjnie):
    • B10: 30–50 A
    • B16: 48–80 A
    • B20: 60–100 A

• Przeciążenie (bez zwarcia):

  • Ten sam prąd płynie przez wszystkie trzy aparaty. Najwyższa krotność dotyczy B10, więc jego bimetal nagrzeje się najszybciej — pierwszy zadziała B10.

• Zwarcie:

  • Jeżeli Ik jest np. 40 A: przekracza próg B10, ale może nie przekroczyć progu B16/B20 → wyłączy B10.
  • Jeżeli Ik ≈ 70 A: przekracza progi B10 i B16 → zwykle zadziałają oba (kolejność przypadkowa w milisekundach).
  • Jeżeli Ik ≳ 110 A: przekracza progi wszystkich trzech → często zadziałają wszystkie naraz (brak selektywności).
  • Wniosek: przy dużych, „twardych” zwarciach o kolejności decydują tolerancje i dynamika układu (I²t, narastanie prądu, mechanika). Nie ma gwarancji, że „najmniejszy” zawsze wybije pierwszy.

• Dlaczego tak się dzieje:

  • Wszystkie wyłączniki widzą ten sam prąd zwarciowy; różnice progów 3–5×In i tolerancji powodują nakładanie się charakterystyk. Standardowe MCB tej samej charakterystyki i serii zbliżonych prądów znamionowych nie zapewniają selektywności zwarciowej.

Aktualne informacje i trendy

• W praktyce projektowej selektywność przeciążeniową uzyskuje się stopniowaniem In (np. 10→16→20 A), ale selektywność zwarciową — tylko na podstawie tabel/diagramów selektywności producenta lub przez użycie aparatów selektywnych/koordynowanych (MCB selektywne, wkładki gG o właściwej klasie ograniczenia, wyłączniki S/SLS).
• Powszechna jest koordynacja „MCB obwodowy + bezpiecznik topikowy gG upstream” dla uzyskania selektywności energetycznej (I²t).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Obliczenie Ik na końcu obwodu: Ik ≈ U0 / Zs (np. 230 V / impedancja pętli zwarcia). To pozwala przewidzieć, które progi 3–5×In zostaną przekroczone.
• I²t (całka Joule’a): im mniejszy aparat, tym mniejszą energię przepuszcza do chwili otwarcia; jednak przy wysokich Ik czas działania wszystkich staje się porównywalnie krótki, co znosi selektywność.
• Kolejność mechaniczna (20→16→10) nie gwarantuje selektywności; decydują charakterystyki czasowo-prądowe i Ik.

Aspekty etyczne i prawne

• Należy projektować ochronę zgodnie z PN‑EN 60898‑1/PN‑HD 60364 (lub właściwymi lokalnymi przepisami) oraz danymi producentów dotyczącymi selektywności i kaskadowania.
• Dobra praktyka wymaga, by zabezpieczenie upstream nie wyłączało przy zwarciu w obwodzie downstream, o ile to możliwe i zgodne z obliczeniami.

Praktyczne wskazówki

• Jeśli chcesz, by „zawsze pierwszy” wyłączał B10:
  • Zapewnij Ik na końcu obwodu takie, aby mieścił się między progami elektromagnetycznymi B10 a B16 (zwykle trudne do zagwarantowania).
  • Lepiej: zastosuj selektywny aparat nadrzędny (np. bezpiecznik topikowy gG odpowiednio dobrany do MCB B10) lub wyłącznik selektywny S/SLS zgodnie z tabelami producenta.
• Sprawdź przekroje przewodów: 1,5 mm² typowo do 10–16 A, 2,5 mm² do 16–20 A (zależnie od warunków ułożenia).
• Zweryfikuj pętlę zwarcia Zs i czasy wyłączenia, aby spełnić wymagania ochrony przeciwporażeniowej.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Trzy MCB w szeregu o zbliżonych In zazwyczaj nie dają selektywności zwarciowej — przy dużych Ik często „wybija” więcej niż jeden.
• Różni producenci/serie mają nieco inne tolerancje i krzywe; rzeczywiste zachowanie może się różnić.

Sugestie dalszych badań

• Sprawdź tabele selektywności i kaskadowania dla konkretnego producenta/serii aparatów, które masz.
• Wykonaj pomiar impedancji pętli zwarcia na końcu linii i porównaj z krzywymi czasowo‑prądowymi B10/B16/B20.

Krótkie podsumowanie

• Przy przeciążeniu pierwszy zadziała B10 — to przewidywalne.
• Przy zwarciu kolejność nie jest gwarantowana; dla małych Ik zadziała B10, dla większych Ik zwykle zadziała jednocześnie kilka (często wszystkie) — układ nie jest selektywny bez doboru aparatów pod selektywność.