Anwendung einer mehrkreisigen Strombegrenzungsschutzbox in einer Ladestation für Elektrofahrzeuge

Abstrakt:Die AC-Ladesäule, allgemein bekannt als „Langsamladesäule“, ist fest außerhalb des Elektrofahrzeugs installiert und an das Wechselstromnetz angeschlossen. Der nationale Standard sieht 220 V einphasigen Wechselstrom für die Stromversorgung der Bordladegeräte von Elektrofahrzeugen (d. h. der fest in Elektrofahrzeugen installierten Ladegeräte) vor. Der nationale Standard GB51348-2019 schreibt die Ausstattung von Reservelagern, Ladestationen für Elektrofahrzeuge usw. mit strombegrenzenden elektrischen Brandschutzeinrichtungen vor. Elektrische feuerfeste Strombegrenzungsvorrichtungen können die Nachteile wie hohen Strom bei Kurzschluss, lange Abschaltzeiten, große Lichtbogenbildung bei Kurzschluss und kurze Lebensdauer herkömmlicher Schutzschalter wie Luftschalter und Überwachungsgeräte effektiv überwinden. Im Falle eines Kurzschlusses kann der Kurzschlussstrom mikrosekundenschnell begrenzt werden, um einen Lichtbogenlöschschutz zu erreichen. Dies reduziert die Anzahl elektrischer Brandunfälle deutlich und gewährleistet die Sicherheit von Personal und Eigentum vor Ort.

Schlüsselwörter:Ladesäule für Elektrofahrzeuge; AC-Ladesäule; Ladesäulen-Verteilerkasten; Langsamladesäule; Kurzschlussschutz; elektrischer Brandschutz

0.Branchenhintergrund

Mit der Entwicklung der Welt ist der Umweltschutz zur Aufgabe der Menschheit mit einer gemeinsamen Zukunft geworden. Da Fahrzeuge mit neuer Energie keine Abgase, keine Schadstoffe wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Stickoxide, keine Lärmbelästigung und weniger Umweltbelastung verursachen, bieten Regierungen weltweit auch bevorzugte Maßnahmen zur Förderung der Verbreitung der Elektrofahrzeugtechnologie.

Die AC-Ladesäule, allgemein bekannt als „Langsamladesäule“, ist fest außerhalb des Elektrofahrzeugs installiert und an das Wechselstromnetz angeschlossen. Der nationale Standard sieht 220 V einphasigen Wechselstrom für das Netzteil vor, das die Bordladegeräte von Elektrofahrzeugen (d. h. die fest in Elektrofahrzeugen installierten Ladegeräte) mit Wechselstrom versorgt. Die AC-Ladesäule gibt nur Strom ab und hat keine Ladefunktion. Sie muss an das Bordladegerät angeschlossen werden, um das Elektrofahrzeug zu laden, das lediglich die Stromquelle steuert. Sie verwendet einen AC-Lademodus, der dem nationalen Standard entspricht, und die Ausgangsleistung beträgt nicht mehr als 7 kW. Normalerweise dauert es 5–8 Stunden, bis eine Fahrzeugbatterie von 0 auf 1 vollständig aufgeladen ist. Die genaue Situation hängt von der Kapazität der Power-Batterie verschiedener Modelle und der tatsächlichen Ladeleistung ab.

Für Ladestationen für Elektrofahrzeuge schreibt die nationale Norm GB51348-2019 „Civil Building Electrical Design Standards“ 13.5.5 vor, dass diese an den Stellen für Reservelager, zum Laden von Elektrofahrzeugen usw. mit strombegrenzenden elektrischen Brandschutzvorrichtungen ausgestattet sein müssen.

1.Produkteinführung

Die feuerbeständigen Strombegrenzungsschutzeinrichtungen der ASCP-Serie wurden von Acrel speziell zum Schutz vor Kurzschluss- und Überlastungsproblemen in Niederspannungsleitungen entwickelt. Sie können die Nachteile wie hohen Strom bei Kurzschlüssen, lange Abschaltzeiten, große Lichtbogenfunken und die kurze Lebensdauer herkömmlicher Leistungsschalter wie Luftschalter und Überwachungsgeräte effektiv überwinden. Bei einem Kurzschluss kann der Kurzschlussstrom mikrosekundenschnell begrenzt werden, um einen Lichtbogenlöschschutz zu erreichen. Dies reduziert die Anzahl elektrischer Brandunfälle erheblich und gewährleistet die Sicherheit von Personal und Eigentum vor Ort.

Die Strombegrenzungsvorrichtungen der ASCP-Serie für den elektrischen Brandschutz können vielseitig zum Schutz von Haupt- und Nebenleitungen an verschiedenen Orten eingesetzt werden, an denen Elektrizität verwendet wird, beispielsweise in Schulen, Krankenhäusern, Einkaufszentren, Hotels, Unterhaltungsstätten, Tempeln, Kulturdenkmälern, Bibliotheken, Archiven, Ausstellungen, Wohnhäusern, Lagerhallen, Kindergärten, Altenheimen, Studentenwohnheimen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Einkaufszentren zur Vermietung, Großhandelsmärkten, Basaren, Gefahrgutlagern der Klassen A, B und C usw.

Für den Einsatz eines zentralen Verteilerkastens in einer Ladestation für Elektrofahrzeuge empfiehlt sich die Verwendung von Mehrkreis-Strombegrenzungskästen der Serie ASCP500-40B. Sie vereinfacht nicht nur die Installation, sondern ist auch optisch ansprechender und praktischer. Das Produkt ist unten abgebildet.

2.Funktionseinführung

1) Die Funktion des Kurzschlussschutzes. Der Schutz überwacht den Strom von 4/6 Stromleitungen in Echtzeit. Bei einem Kurzschluss kann innerhalb von 150 Mikrosekunden ein schneller Strombegrenzungsschutz erreicht und ein akustisches und optisches Alarmsignal ausgegeben werden.

2) Die Funktion des Überlastschutzes. Wenn der Strom des geschützten Stromkreises überlastet ist und die Dauer der Überlastung die Einschaltzeit (einstellbar von 3 bis 60 Sekunden) überschreitet, startet der Schutz den Strombegrenzungsschutz und sendet ein akustisches und optisches Alarmsignal.

3) Die Funktion des Übertemperaturschutzes im Messgerät. Wenn die Betriebstemperatur der internen Komponenten des Schutzes zu hoch ist, implementiert der Schutz einen Übertemperatur- und Strombegrenzungsschutz und sendet ein akustisches und optisches Alarmsignal.

4) Die Funktion des Überspannungsschutzes. Wenn der Schutz eine Unter- oder Überspannung der Netzspannung erkennt, sendet er ein akustisches und optisches Alarmsignal. Es kann vorab eingestellt werden, ob der Strombegrenzungsschutz aktiviert werden soll.

5) Die Funktion der Leckstromüberwachung. Wenn der überwachte Leitungsleckstrom den Alarmwert überschreitet, sendet der Schutz ein akustisches und optisches Alarmsignal. Außerdem kann vorab eingestellt werden, ob der Strombegrenzungsschutz aktiviert werden soll.

6) Die Schutzanzeigeeinheit verfügt über eine RS485-Schnittstelle, die an ein drahtloses Kommunikationsmodul angeschlossen werden kann. Sie unterstützt 2G, NB-IoT und 4G und kann Daten an das Hintergrundüberwachungssystem senden, um eine Fernüberwachung zu ermöglichen. Der Überwachungshintergrund kann nicht nur als Host für die elektrische Brandüberwachung des Acrel Acrel-6000/B dienen, sondern auch als sichere Cloud-Plattform für das Energiemanagement des Ankerui Acrel-6000 oder sogar als Überwachungssoftware oder -plattform eines Drittanbieters.

3.Produktanwendung

Für AC-Ladesäulen wird üblicherweise eine zentrale Stromversorgung verwendet. Bei Außeninstallationen sind die Ladesäulen an mehreren Standorten verteilt, die relativ weit auseinander liegen. Die Installation eines feuerfesten Strombegrenzungsschutzes an jeder Ladesäule ist aufwendig. Zudem gibt es keinen passenden Installationsort und die Anforderungen an die Wasserdichtigkeit sind sehr hoch. Bei Wandmontage im Innenbereich benötigt der Schutz eine bestimmte Position. Die einheitliche und zentrale Installation ist jedoch wartungsfreundlich.

Überdachter Parkplatz, die Ladesäule ist an der Wand montiert

Außenparkplatz, mit Säulen zur verteilten Installation

Der Verteilerkasten der Ladesäule wird bei der Planung grundsätzlich zentral installiert, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Daher kann es gemäß den Konstruktionszeichnungen stapelweise an der Wand installiert werden.

4. Schlussfolgerung

Die Branche der Elektrofahrzeuge entwickelt sich stetig weiter, und immer mehr Wohnanlagen und Gewerbegebäude bauen oder erneuern Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Die Installation von strombegrenzenden Brandschutzvorrichtungen ist eine notwendige Komponente, daher ist eine gute unterstützende Installation von entscheidender Bedeutung. Wir sollten die Installation und Nutzung weiterer feuerbeständiger strombegrenzender Schutzvorrichtungen prüfen.

Verweise

Acrel Enterprise Microgrid Design- und Anwendungshandbuch. Ausgabe 2019.11

Über den Autor:

Xiang Teng arbeitet derzeit bei Acrel Co., Ltd. und forscht hauptsächlich im Bereich der Niederspannungsstromverteilung und der sicheren Nutzung von Elektrizität. Mobil: 18702113830, E-Mail: 381392761@qq.com