限流式保護(hù)器在電動車充電站的應(yīng)用探討

摘 要： 限流式保護(hù)器在電動車充電站的應(yīng)用探討隨著世界的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)成為整個人類命運(yùn)共同體的任務(wù)。各國政府也為此提供優(yōu)惠政策鼓勵電動車科技的普及。交流充電樁俗稱“慢充樁"，固定安裝在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，國標(biāo)采用 220V單相交流電，為電動汽車車載充電機(jī)（即固定安裝在電動汽車上的充電機(jī)）提供交流電源的供電裝置。國家標(biāo)準(zhǔn)GB51348-2019中規(guī)定儲備倉庫、電動車充電等場所的末端回路應(yīng)設(shè)置限流式電氣防火保護(hù)器。電氣防火限流式保護(hù)器可以克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當(dāng)發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

　　關(guān)鍵詞：電動車充電樁；交流充電樁；慢充樁；短路保護(hù)；過載保護(hù)；電氣防火；滅弧

　　0 行業(yè)背景：限流式保護(hù)器在電動車充電站的應(yīng)用探討

　　隨著世界的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)成為整個人類命運(yùn)共同體的任務(wù)。新能源車因?yàn)闆]有尾氣排放，不會產(chǎn)生一氧化碳，二氧化碳，氮氧化合物等有害物質(zhì)，沒有噪聲污染，對環(huán)境污染較小，各國政府也為此提供優(yōu)惠政策鼓勵電動車科技的普及。我國各地政府紛紛出臺政策，要求設(shè)計(jì)安裝充電樁。

　　上海滬交科[2021]60號文件關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)本市公用和專用充電設(shè)施建設(shè)運(yùn)營管理的實(shí)施意見中指出：落實(shí)新（改、擴(kuò)）房建項(xiàng)目配建停車場（庫）、新建居民小區(qū)充電設(shè)施配建要求，一類地區(qū)配建充電設(shè)施的停車位不少于總停車位百分之十五、二類地區(qū)配建充電設(shè)施的車位不少于總車位百分之十二、三類地區(qū)配建充電設(shè)施的車位不少于總車位百分之十。尤其加強(qiáng)60kW及以上經(jīng)營性快充樁建設(shè)，新（改、擴(kuò)）房建項(xiàng)目配建停車場（庫），快充車位占比不少于總充電車位的百分之三十。

　　對于電動車充電樁，國家標(biāo)準(zhǔn)GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中13.5.5規(guī)定，儲備倉庫、電動車充電等場所的末端回路應(yīng)設(shè)置限流式電氣防火保護(hù)器。

　　對于如此龐大數(shù)量的充電樁，該如何應(yīng)用電氣防火限流式保護(hù)器呢？

　　電動車充電樁主要分為兩大類，一類是直流充電樁，俗稱“快充樁"，一類是交流充電樁，俗稱“慢充樁"。直流充電樁充電功率一般為30kW、60kW、120kW，交流充電樁充電功率一般為3.5kW、7kW、14kW。

　　如何針對這兩類充電樁進(jìn)行電氣防火限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)成為很多設(shè)計(jì)師的難題，下面就此兩類充電樁進(jìn)行探討。

　　對于直流充電樁，一般是三相電經(jīng)過AC/DC模塊輸出直流，按照30kW計(jì)算，交流側(cè)電流約為50A、而60kW交流側(cè)約為100A，按照設(shè)計(jì)要求，在交流側(cè)安裝三相50A/100A或者直流側(cè)安裝直流限流式保護(hù)器。目前市場上限流式保護(hù)器均為交流，鮮有三相限流式保護(hù)器。推薦使用絕緣監(jiān)測儀，監(jiān)測絕緣充電樁的絕緣狀況。

　　對于交流充電樁，一般是市電直接接入，按照雙槍14kW功率計(jì)算，額定電流約為63A，按照設(shè)計(jì)要求，可以在充電樁前端按照額定電流設(shè)計(jì)匹配的電氣防火限流式保護(hù)器。

　　設(shè)計(jì)圖例如下圖所示。

??1 產(chǎn)品介紹

　　ASCP系列電氣防火限流式保護(hù)器是安科瑞專門為了保護(hù)低壓配電線路中短路、過載等問題研發(fā)，可以克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當(dāng)發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

　　ASCP系列電氣防火限流式保護(hù)器可廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場、賓館、娛樂場所、寺廟、文物建筑、圖書館、檔案室、會展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動車充電站及租售式商場商鋪、批發(fā)市場、集貿(mào)市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端干、支路的線路保護(hù)。

　　對于電動車充電站中交流慢充樁的保護(hù)，可以根據(jù)不同的功率選擇不同規(guī)格的限流式保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)，對于3.5kW的慢充樁，可以使用ASCP200-20D，對于7kW慢充樁，可以使用ASCP200-40B，對于14kW的雙槍慢充樁，可以使用ASCP200-63D。

ASCP200-20D

ASCP200-40B

ASCP200-63D

　　2 功能介紹限流式保護(hù)器在電動車充電站的應(yīng)用探討

　　■ 短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

　　■ 過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設(shè)）時，保護(hù)器啟動限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

　　■ 表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

　　■ 過欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測到線路電壓欠壓或過壓時，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。

　　■ 配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。

　　■ 漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。

　　■ 保護(hù)器具有1路RS485接口，1路無線通訊，支持2G和NB-IoT，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺，或第三方監(jiān)控軟件或平臺。

　　3 產(chǎn)品應(yīng)用

　　在電動汽車汽車充電樁安裝限流式保護(hù)器時建議采用一充電樁一保護(hù)器的方式，保護(hù)器安裝于充電樁旁邊，如果是戶外，可以將保護(hù)器安裝于防水盒中。實(shí)際安裝如圖所示。

??4 結(jié)語

　　新能源汽車行業(yè)持續(xù)發(fā)展。近期也印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》的規(guī)劃。2020年新增超2.5萬家充電樁相關(guān)企業(yè)，行業(yè)呈現(xiàn)出百家爭鳴的景象。2021年世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會在北京召開，全國新能源汽車保有量超過600萬輛。

　　我們應(yīng)該堅(jiān)定的跟著國家政策，努力的建設(shè)好新基建。讓更多的消費(fèi)者使用上新能源汽車，而且新能源汽車隨時隨地安全的充電，當(dāng)然，在安全可靠的充電同時，也要防止電氣火災(zāi)發(fā)生，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。