Jaki przewód do instalacji 3 fazowej w 2025 roku? Praktyczny Poradnik

Zastanawiasz się, jaki przewód do instalacji 3 fazowej będzie najlepszym wyborem dla Twojego domu czy warsztatu? Wybór odpowiedniego kabla to często prawdziwa sztuka, która na pierwszy rzut oka może wydawać się czarną magią, jednak klucz do sukcesu tkwi w zrozumieniu podstawowych zasad fizyki i norm; odpowiedź w dużej mierze zależy od mocy odbiorników, długości linii i metody instalacji. Precyzyjne dobranie parametrów zapewnia bezpieczeństwo i niezawodność systemu elektrycznego przez lata, minimalizując ryzyko przegrzewania czy nadmiernych spadków napięcia.

Dobór przekroju przewodu do mocy odbiorników i obciążalności prądowej

Wyobraźmy sobie obwód trójfazowy dla silnika o mocy 11 kW pracującego przy współczynniku mocy cos φ = 0.85. Zasilanie wynosi 400V.

Najpierw obliczamy prąd znamionowy: I = 11000 W / (√3 * 400 V * 0.85) ≈ 11000 / (1.732 * 400 * 0.85) ≈ 11000 / 588.88 ≈ 18.68 A.

Teraz musimy zajrzeć do normatywnych tabel obciążalności prądowej dla przyjętej metody instalacji i temperatury. Przykładowo, dla przewodu miedzianego wielożyłowego (jak YDY) układanego w ścianie w rurce (metoda instalacji A2) w temperaturze otoczenia 30°C:

Powszechnie dostępne tabele normatywne wyglądają mniej więcej tak (przykładowe, uproszczone wartości):

Naszym obliczony prąd wynosi około 18.68 A. Przewód 1.5 mm² ma obciążalność 16 A, co jest za mało. Przewód 2.5 mm² ma obciążalność 22 A, co jest większe niż 18.68 A. Wydawałoby się, że 2.5 mm² jest wystarczający.

To jest ten moment, gdzie wielu popełnia błąd. Podane w tabelach wartości obciążalności są wartościami bazowymi. Prawie zawsze musimy zastosować współczynniki korygujące, np. dla innej temperatury otoczenia niż referencyjna (zwykle 30°C), dla grupowania przewodów w wiązki lub układania ich blisko siebie, a także dla rodzaju i jakości izolacji. Temperatura jest cichym wrogiem przewodów. Praca w wyższej temperaturze wymaga obniżenia dopuszczalnego prądu.

Jeśli np. silnik pracuje w pomieszczeniu, gdzie temperatura otoczenia może osiągnąć 40°C, musimy zastosować współczynnik korygujący temperaturę (np. k_temp = 0.87 dla kabla PVC). Wtedy dopuszczalny prąd dla 2.5 mm² spadnie do 22 A * 0.87 = 19.14 A. Wciąż nieco powyżej 18.68 A, ale na granicy.

Jeśli dodatkowo ten obwód biegnie w jednej rurce z innymi dwoma obwodami (grupowanie 3 obwodów), stosujemy współczynnik korygujący grupowanie (np. k_grupa = 0.7). Wtedy dopuszczalny prąd dla 2.5 mm² z obu korekcjami wyniesie 22 A * 0.87 * 0.7 ≈ 13.4 A. To jest zdecydowanie za mało.

W takim przypadku musimy przejść do kolejnego standardowego przekroju, czyli 4 mm². Jego bazowa obciążalność to 29 A. Zastosujmy korekcje: 29 A * 0.87 * 0.7 ≈ 17.6 A. Nadal za mało! Wygląda na to, że nawet 4 mm² może być niewystarczające przy takich warunkach.

Spróbujmy 6 mm². Jego bazowa obciążalność to 38 A. Z korekcjami: 38 A * 0.87 * 0.7 ≈ 23.1 A. Dopiero ten przekrój ma obciążalność większą niż wymagane 18.68 A, po uwzględnieniu rzeczywistych warunków instalacji. To pokazuje, jak bardzo skomplikowany potrafi być proces doboru i jak łatwo zbagatelizować kluczowe czynniki.

Dodatkowo, przy doborze przewodu pod obciążalność, często projektanci dodają pewien margines na przyszłe rozbudowy lub zmienne warunki pracy, co jest dobrą praktyką inżynierską. "Sztuka polega na przewidywaniu," mawiał jeden doświadczony elektryk.

Obciążalność prądowa jest więc parametrem dynamicznym, zależnym od wielu czynników środowiskowych i sposobu ułożenia przewodów. Nigdy nie należy opierać się wyłącznie na prądzie obliczonym z mocy, bez uwzględnienia współczynników korygujących. To przepis na potencjalną katastrofę.

Wykres poniżej przedstawia uproszczone zapotrzebowanie na prąd w zależności od mocy odbiornika trójfazowego (przy założeniu stałego cos φ i 400V) oraz przykładową minimalną obciążalność dla kilku typowych przekrojów w standardowych warunkach. Widać, jak szybki wzrost mocy wymusza skokowy wzrost przekroju, gdy przekraczamy obciążalność dostępnych standardowych kabli.

Spadek napięcia w instalacji 3 fazowej – Jak go obliczyć i uwzględnić przy wyborze przewodu?

Obciążalność prądowa to nie wszystko. Nawet jeśli przewód nie będzie się przegrzewał, może okazać się zbyt cienki z innego, równie ważnego powodu: spadku napięcia. Zjawisko to polega na tym, że napięcie na końcu długiej linii zasilającej jest niższe niż napięcie na jej początku, ze względu na rezystancję i reaktancję samego przewodu. Im większy prąd i dłuższa linia, tym większy spadek napięcia.

W instalacjach trójfazowych, zgodnie z normami (np. PN-HD 60364-5-52), dopuszczalny spadek napięcia od źródła zasilania (np. licznika) do najdalszego punktu poboru nie powinien przekraczać określonych wartości, często wynoszących 3% dla obwodów oświetleniowych i 4% dla pozostałych obwodów (np. gniazd, silników). Zbyt duży spadek napięcia może powodować nieprawidłowe działanie urządzeń elektrycznych, np. silniki tracą moc, oświetlenie świeci słabiej, a urządzenia grzewcze grzeją wolniej.

Obliczanie spadku napięcia w obwodach trójfazowych jest nieco bardziej złożone niż w jednofazowych, ponieważ uwzględnia zarówno rezystancję (R) jak i reaktancję (X) przewodu, a także współczynnik mocy odbiornika (cos φ). Wzór przybliżony na spadek napięcia (ΔU) w woltach, dla linii o długości L (w metrach) i przepływającym prądzie I (w amperach), wynosi: ΔU ≈ √3 * I * L * (R_km * cos φ + X_km * sin φ), gdzie R_km i X_km to odpowiednio rezystancja i reaktancja na kilometr długości przewodu.

Wartości R_km i X_km dla poszczególnych przekrojów i typów przewodów podane są w tabelach normatywnych i danych producentów. Reaktancja ma znaczenie głównie przy większych przekrojach (powyżej 16 mm²) i dłuższych liniach, ale w precyzyjnych obliczeniach dla każdej linii trójfazowej powinna być brana pod uwagę. Dla mniejszych przekrojów i krótkich linii rezystancja dominuje, ale ignorowanie reaktancji może prowadzić do niedoszacowania spadku na dłuższych odcinkach.

Przyjmijmy przykład z poprzedniego rozdziału: silnik 11 kW (prąd ok. 18.7 A) zasilany linią o długości 50 metrów, współczynnik mocy cos φ = 0.85 (sin φ ≈ 0.527). Rozważamy przewód miedziany YDY 4x6 mm². Dane producenta lub norma mogą podawać dla przewodu 6 mm² (4 żyły miedziane): R_km ≈ 3.08 Ω/km, X_km ≈ 0.085 Ω/km. Pamiętajmy, że mówimy o parametrach jednej żyły.

Obliczmy spadek napięcia dla linii o długości 50m (0.05 km): ΔU ≈ √3 * 18.7 A * 0.05 km * (3.08 Ω/km * 0.85 + 0.085 Ω/km * 0.527) ≈ 1.732 * 18.7 * 0.05 * (2.618 + 0.045) ≈ 1.62 * 2.663 ≈ 4.31 V.

Teraz przeliczmy ten spadek napięcia na procent napięcia znamionowego. Napięcie międzyfazowe wynosi 400V. Spadek procentowy = (ΔU / U) * 100% = (4.31 V / 400 V) * 100% ≈ 1.08%.

Przy dopuszczalnym spadku napięcia dla obwodów siłowych wynoszącym 4%, spadek 1.08% na przewodzie 6 mm² jest absolutnie w granicach normy i nie stanowi problemu. Co jednak, gdyby linia była dłuższa, np. 150 metrów, a przyjęlibyśmy błędnie mniejszy przewód, np. 2.5 mm² (R_km ≈ 7.41 Ω/km, X_km ≈ 0.091 Ω/km)?

Dla przewodu 2.5 mm² na 150m (0.15 km): ΔU ≈ √3 * 18.7 A * 0.15 km * (7.41 Ω/km * 0.85 + 0.091 Ω/km * 0.527) ≈ 1.732 * 18.7 * 0.15 * (6.30 + 0.048) ≈ 4.85 * 6.348 ≈ 30.8 V.

Spadek procentowy = (30.8 V / 400 V) * 100% ≈ 7.7%. To jest wartość znacznie powyżej dopuszczalnych 4%.

W takiej sytuacji, mimo że przewód 2.5 mm² (bazowo 22A) mógłby teoretycznie przenieść prąd 18.7 A pod względem obciążalności (zależnie od korekcji), nadmierny spadek napięcia dyskwalifikuje go. Musielibyśmy zastosować przewód o większym przekroju, np. powrócić do 6 mm² lub nawet 10 mm², aby spadek napięcia zmieścił się w dopuszczalnych limitach na tak długim odcinku.

Dobór przewodu 3 fazowego musi więc uwzględniać zarówno obciążalność prądową (ryzyko przegrzania), jak i spadek napięcia (ryzyko nieprawidłowej pracy odbiorników). Zdarza się, że z punktu widzenia obciążalności prądowej wystarczyłby mniejszy przewód, ale długość linii wymusza zastosowanie większego przekroju ze względu na dopuszczalny spadek napięcia. To częsty scenariusz, zwłaszcza na odległych odcinkach instalacji w dużych obiektach lub na zewnątrz budynków.

Warto sporządzić tabelę lub wykres, które pomagają wizualizować ten efekt. Poniżej przykład danych spadku napięcia dla różnych przekrojów na przykładowej odległości dla stałego prądu.

* Wartość przybliżona, zdominowana przez rezystancję dla tych przekrojów i częstotliwości 50 Hz. Pełne obliczenie uwzględnia także reaktancję i cos φ, jak w powyższych przykładach.

Ta tabela pokazuje, że spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do rezystancji przewodu i długości linii. Im większy przekrój, tym mniejsza rezystancja i reaktancja na kilometr, a co za tym idzie, mniejszy spadek napięcia. Jest to argument za stosowaniem większych przekrojów na dłuższych odcinkach.

Podczas projektowania instalacji, obliczenia spadków napięcia powinny być wykonane dla każdego obwodu, szczególnie tych zasilających urządzenia o dużym poborze prądu lub biegnących na znaczne odległości. Tylko w ten sposób możemy zagwarantować, że napięcie na zaciskach odbiorników będzie mieściło się w dopuszczalnych normach, zapewniając ich prawidłową i bezpieczną pracę. Spadek napięcia jest często czynnikiem decydującym o ostatecznym przekroju przewodu, zwłaszcza w przypadku dłuższych linii.

Metody instalacji przewodów i ich wpływ na dobór przekroju

Sposób, w jaki przewód jest ułożony, ma fundamentalne znaczenie dla jego zdolności do rozpraszania ciepła generowanego przez przepływający prąd. To z kolei bezpośrednio wpływa na jego dopuszczalną obciążalność prądową długotrwałą. Standardy techniczne dokładnie definiują różne metody instalacji i przypisują im odpowiednie współczynniki korygujące obciążalność.

Najlepsze warunki do rozpraszania ciepła przewód ma, gdy jest ułożony swobodnie w powietrzu lub na nieperforowanej półce kablowej z odstępami od innych przewodów. Najgorsze, gdy jest ciasno upakowany w rurze instalacyjnej w ścianie ocieplonej styropianem, a obok niego biegną inne obwody, również obciążone. W pierwszym przypadku dopuszczalna obciążalność jest najwyższa, w drugim – znacznie obniżona.

Norma PN-HD 60364-5-52 dzieli metody instalacji na grupy, np. A1 (przewody w izolacji, w rurkach w ścianie izolowanej termicznie), A2 (przewody w izolacji, w rurkach w ścianie nieizolowanej), B1 (przewody w izolacji, w listwach przypodłogowych), B2 (przewody w izolacji, w rurkach na ścianie), C (przewody wielożyłowe na ścianie lub na półce nieperforowanej), D (przewody w izolacji, w rurkach lub kanałach pod ziemią), E (przewody na perforowanych półkach kablowych, w powietrzu), F (kable w powietrzu, na obejmach), G (kable ułożone w ziemi). Każda z tych metod ma inną zdolność odprowadzania ciepła.

Kluczowe dla doboru są współczynniki korygujące obciążalność prądową, które uwzględniają między innymi: temperaturę otoczenia różną od referencyjnej (np. 30°C), grupowanie wielu przewodów lub kabli, specyficzne warunki gruntu (dla kabli ziemnych) czy typ izolacji przewodu. Najczęściej spotykanym współczynnikiem jest ten dotyczący grupowania. Im więcej przewodów lub obwodów biegnie obok siebie (np. w jednej rurce, kanale, na tej samej półce kablowej lub w wiązce), tym bardziej wzajemnie się grzeją, a ich zdolność do odprowadzania ciepła na zewnątrz spada. W efekcie, każdy z nich musi pracować z obniżoną dopuszczalną obciążalnością prądową.

Dla przykładu, jeśli w rurce w ścianie (metoda A2, bazowa obciążalność) zamiast jednego obwodu (3+N+PE), poprowadzimy trzy takie obwody trójfazowe, dopuszczalna obciążalność każdego przewodu (dla danej temperatury referencyjnej) może spaść do około 60-70% wartości bazowej dla pojedynczego obwodu (współczynnik korygujący grupowanie ok. 0.6-0.7). To oznacza, że jeśli do zasilania odbiornika potrzebujemy 20A, a pojedynczy przewód o przekroju 2.5 mm² miał bazową obciążalność 22A (co wydaje się wystarczające), to przy grupowaniu trzech takich obwodów, rzeczywista dopuszczalna obciążalność spadnie do ok. 22A * 0.65 ≈ 14.3A, co jest zdecydowanie za mało. Trzeba by wtedy zastosować przewód o większym przekroju, np. 4 mm², którego obciążalność zredukowana do ok. 29A * 0.65 ≈ 18.85A, nadal byłaby niewystarczająca, a najprawdopodobniej 6 mm², którego obciążalność 38A * 0.65 ≈ 24.7A byłaby już wystarczająca z zapasem.

Współczynniki korygujące grupowanie i temperaturę są ze sobą mnożone. Jeśli więc mamy grupowanie kilku obwodów w wyższej temperaturze, efekt redukcji obciążalności jest spotęgowany. Powszechne jest stosowanie tabel normatywnych, które podają te współczynniki dla różnych warunków.

Przykładowa tabela korygująca obciążalność przewodu miedzianego PVC (YDY) z uwzględnieniem metody instalacji i grupowania (orientacyjne wartości wg uproszczonych norm):

Tabela wyraźnie pokazuje, jak bardzo obciążalność tego samego przewodu 4 mm² może spaść w zależności od sposobu ułożenia i liczby sąsiadujących obwodów. "Upchnięcie" kilku kabli w ciasnej rurce bez uwzględnienia redukcji to częsta przyczyna problemów w instalacjach.

Projektant instalacji elektrycznej musi przeanalizować trasę każdego obwodu, określić metodę instalacji na poszczególnych odcinkach, zliczyć liczbę obwodów biegnących razem i uwzględnić przewidywaną temperaturę otoczenia. Następnie, na podstawie normatywnych tabel i odpowiednich współczynników korygujących, ustalić dopuszczalną obciążalność prądową dla każdego rozważanego przekroju w konkretnych warunkach. Dopiero tak skorygowana obciążalność jest podstawą do porównania z wymaganym prądem odbiornika.

Ignorowanie wpływu metody instalacji i grupowania to błąd, który może skutkować poważnymi problemami z przegrzewaniem, nawet jeśli pierwotny dobór "na papierze" wyglądał poprawnie. Należy podchodzić do tematu z należytą starannością i zawsze stosować się do wytycznych norm instalacyjnych. Inwestycja w porządny projekt minimalizuje ryzyko.

Rodzaje przewodów 3-fazowych: Porównanie i zastosowanie (np. YDY, YKY)

Na rynku dostępne są różne typy przewodów i kabli, które znajdują zastosowanie w instalacjach trójfazowych, a wybór odpowiedniego typu zależy głównie od miejsca i sposobu jego ułożenia oraz wymaganej odporności mechanicznej i warunków środowiskowych. Dwa najczęściej spotykane typy to przewody w izolacji PVC (polichlorek winylu) oraz kable w izolacji polietylenu sieciowanego (XLPE) i oponie PVC lub innej.

Przewody typu YDYp (płaskie) i YDY (okrągłe) są przeznaczone przede wszystkim do stałych instalacji wewnętrznych w budynkach mieszkalnych i przemysłowych. Składają się z żył miedzianych (czasami aluminiowych, ale miedziane są powszechniejsze w instalacjach wewnętrznych) w izolacji PVC, często owiniętych dodatkową warstwą osłonową i zewnętrzną oponą z PVC. YDYp jest popularny w tynkowych i podtynkowych instalacjach w budownictwie mieszkalnym ze względu na płaski kształt, który ułatwia układanie pod tynkiem. YDY (okrągły) jest bardziej uniwersalny, stosowany w rurkach, kanałach, na tynku i wpuszczany w bruzdy.

Przewody YDY/YDYp mają relatywnie niską odporność mechaniczną na rozciąganie i ściskanie oraz nie są odporne na promieniowanie UV, dlatego nie nadają się do układania bezpośrednio w ziemi lub na zewnątrz bez dodatkowych osłon. Ich izolacja PVC dopuszcza pracę ciągłą żyły do temperatury 70°C, co jest kluczowe przy doborze pod kątem obciążalności prądowej (współczynniki korygujące temperaturę bazują na tym parametrze).

Kable typu YKY są zaprojektowane do układania na stałe na zewnątrz, w ziemi (bezpośrednio lub w kanałach/rurach) oraz wewnątrz obiektów, gdzie wymagana jest wyższa odporność mechaniczna. Składają się z żył miedzianych lub aluminiowych (Al), izolowanych polietylenem sieciowanym (XLPE) i zazwyczaj pokrytych wypełnieniem oraz oponą zewnętrzną z PVC lub innego tworzywa o zwiększonej odporności mechanicznej i na warunki atmosferyczne. Izolacja XLPE jest bardziej odporna termicznie od PVC, dopuszczając pracę ciągłą żyły do 90°C. Ta wyższa odporność termiczna oznacza, że kable XLPE mogą przenosić większy prąd dla tego samego przekroju w porównaniu do kabli PVC w tych samych warunkach instalacji (posiadają korzystniejsze współczynniki korygujące temperaturę).

Kable YKY charakteryzują się wyższą odpornością na wilgoć i uszkodzenia mechaniczne w porównaniu do przewodów YDY/YDYp, co czyni je odpowiednimi do zasilania budynków z zewnątrz, połączeń między budynkami, czy prowadzenia instalacji po terenie posesji. Ich zewnętrzna opona PVC zapewnia podstawową ochronę przed czynnikami zewnętrznymi, choć w trudnych warunkach (np. ruch kołowy, ostre kamienie w gruncie) zaleca się stosowanie dodatkowych rur osłonowych.

Oprócz YDY i YKY, w instalacjach trójfazowych stosuje się również inne rodzaje kabli, np. AsXSn (samonośne, do napowietrznych linii zasilających, izolacja XLPE, odporne na warunki atmosferyczne i UV) czy kable w izolacji gumowej (np. H07RN-F) do zastosowań mobilnych, tymczasowych lub w trudnych warunkach przemysłowych, gdzie wymagana jest elastyczność i wysoka odporność mechaniczna i chemiczna. Wybór typu kabla ma wpływ nie tylko na jego właściwości użytkowe, ale również na koszt materiałów.

Podsumowując porównanie YDY vs YKY:

Wykres poniżej przedstawia przykładową, bardzo orientacyjną relację cenową między przewodami YDY i kablami YKY dla popularnych przekrojów miedzianych, co pokazuje jeden z czynników wpływających na wybór. Rzeczywiste ceny mogą się różnić w zależności od producenta, specyfikacji (np. YKY z żyłami Al będzie tańszy od YKY z żyłami Cu o tej samej obciążalności, ale trzeba pamiętać o innych właściwościach aluminium) i miejsca zakupu. Ale generalna zasada jest taka, że kable o wyższych parametrach, przeznaczone do trudniejszych warunków, są droższe.

Zabezpieczenia zwarciowe a dobór przewodów w instalacjach 3 fazowych

Prawidłowy dobór przewodów w instalacjach 3 fazowych byłby niepełny bez uwzględnienia sposobu ich ochrony przed skutkami zwarć i przeciążeń, czyli bez koordynacji z zainstalowanymi zabezpieczeniami. Główne zadanie zabezpieczeń zwarciowych (bezpieczniki topikowe, wyłączniki nadprądowe) polega na szybkim przerwaniu przepływu prądu o wartości zwarciowej lub przetężenia, zanim przewody ulegną uszkodzeniu termicznemu (stopieniu, zapaleniu izolacji) lub mechanicznemu (siły dynamiczne zwarcia).

Podczas zwarcia w obwodzie elektrycznym, prąd może osiągnąć wartości wielokrotnie, a nawet setki razy większe od prądu znamionowego obwodu. Ta gigantyczna energia jest przez krótki czas oddawana w postaci ciepła w przewodach zgodnie z prawem Joule'a-Lenza (Q = I² * R * t). Aby przewód wytrzymał taki impuls termiczny, jego przekrój musi być odpowiednio dobrany. Zdolność przewodu do wytrzymania krótkotrwałego zwarcia określa tzw. warunek cieplny (adiabatyczny) zwarcia.

Warunek ten wyraża się wzorem: I_k² * t ≤ k² * S², gdzie I_k to skuteczna wartość prądu zwarcia (A), t to czas trwania zwarcia (s), k to współczynnik materiałowy (dla miedzi w izolacji PVC ok. 115, w XLPE ok. 143, dla aluminium w PVC ok. 74), a S to przekrój przewodu (mm²). W praktyce, warunek ten przekształca się, aby sprawdzić, czy czas wyłączenia zwarcia przez zabezpieczenie (t) jest krótszy od maksymalnego dopuszczalnego czasu nagrzania przewodu do granicznej temperatury. Dopuszczalny czas nagrzewania przewodów podczas zwarcia wynosi zazwyczaj 5 sekund, ale systemy zabezpieczające powinny reagować znacznie szybciej (setki, dziesiątki lub milisekundy) w zależności od wartości prądu zwarcia, aby minimalizować ryzyko.

Rolą wyłącznika nadprądowego lub bezpiecznika topikowego jest przerwanie prądu zwarciowego tak szybko, aby iloczyn I² * t przepuszczony przez zabezpieczenie (tzw. energia właściwa I²t) był mniejszy niż energia właściwa, jaką może wytrzymać chroniony przewód (określona przez k² * S²). Charakteryzowane przez producentów krzywe wyłączenia (dla wyłączników) lub czasy zadziałania (dla bezpieczników) pokazują, jak szybko zabezpieczenie reaguje na prądy o różnej wartości.

W instalacjach trójfazowych typowe wyłączniki nadprądowe to wyłączniki typu B (do ochrony obwodów oświetleniowych i gniazd ogólnego przeznaczenia), typu C (do ochrony obwodów z silnikami, urządzeniami o dużym prądzie rozruchowym) i typu D (do urządzeń o bardzo dużych prądach rozruchowych). Każdy typ ma inną charakterystykę czasowo-prądową; np. wyłącznik typu C zadziała przy prądzie zwarciowym 5-10 razy większym niż jego prąd znamionowy, podczas gdy typu B przy 3-5 In.

Przy doborze przewodów i zabezpieczeń należy zatem:

1. Obliczyć minimalny i maksymalny prąd zwarciowy w obwodzie, uwzględniając impedancję źródła zasilania (transformatora), linii zasilającej głównej i projektowanego obwodu. W trójfazowych instalacjach niskiego napięcia najgroźniejsze jest zwarcie trójfazowe lub dwufazowe, ale najmniejszy prąd zwarciowy (ważny dla pewności zadziałania zabezpieczenia w określonym czasie) występuje zazwyczaj przy zwarciu doziemnym lub do neutralnego (w zależności od układu sieci TN, TT, IT). Niskie prądy zwarciowe na końcu długich linii są kluczowe, by sprawdzić, czy wyłącznik na początku linii zadziała w wymaganym czasie (np. 0.4s dla obwodów gniazdowych).

2. Sprawdzić, czy dla największego prądu zwarciowego przewidzianego w danym punkcie instalacji, wybrany przewód o przekroju S wytrzyma impuls termiczny do momentu wyłączenia zwarcia przez zabezpieczenie. Wymaga to porównania charakterystyki zabezpieczenia (energia właściwa I²t lub czas wyłączenia t dla prądu zwarciowego I_k) z odpornością termiczną przewodu (k²S²). Jeśli przewidziany czas wyłączenia jest zbyt długi, trzeba albo zwiększyć przekrój przewodu (aby zwiększyć jego odporność cieplną S²), albo zastosować szybsze zabezpieczenie (o mniejszej energii przepuszczonej I²t). "Liczy się każda milisekunda" w kontekście prądów zwarciowych.

3. Sprawdzić, czy minimalny prąd zwarciowy (np. na końcu najdłuższego odcinka linii) jest wystarczająco duży, aby spowodować zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie, zapewniając ochronę przed porażeniem (szybkie wyłączenie w przypadku zwarcia doziemnego/neutralnego) i ochronę cieplną przewodów. Ten warunek sprawdza się obliczając impedancję pętli zwarcia (Z_k = U_f / I_k), gdzie U_f to napięcie fazowe (230V dla sieci 400/230V), i porównując minimalny prąd zwarciowy (I_k_min = U_f / Z_k_max) z charakterystyką zabezpieczenia (prąd In razy krotność wymagana do szybkiego zadziałania, np. 5*In dla typu C).

Poniższa tabela przedstawia bardzo uproszczoną relację między przekrojem przewodu miedzianego w izolacji PVC a maksymalnym prądem zwarciowym, jaki może przepływać przez 1 sekundę bez uszkodzenia (bazując na k=115).

Widać, że odporność cieplna przewodu na zwarcia gwałtownie rośnie wraz z kwadratem jego przekroju. Zabezpieczenia muszą działać na tyle szybko (czas wyłączenia t musi być odpowiednio krótki dla danego prądu zwarciowego), aby energia właściwa wyłączenia była poniżej wartości k²S² dla wybranego przekroju. Niewłaściwa koordynacja może prowadzić do tego, że zabezpieczenie będzie działać zbyt wolno, powodując uszkodzenie przewodu przed przerwaniem obwodu.

Dobór zabezpieczeń zwarciowych w tandemie z doborem przekroju przewodu jest krytycznym etapem projektowania instalacji elektrycznej. Wymaga to obliczeń prądów zwarciowych, znajomości charakterystyk zabezpieczeń oraz zastosowania normatywnych współczynników. Prawidłowa koordynacja gwarantuje, że w przypadku awarii, zabezpieczenie zadziała szybko i skutecznie, chroniąc przewody i minimalizując ryzyko pożaru lub innych poważnych uszkodzeń.