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5分钟教你学会充电桩中剩余电流保护器的选用(干货分享)

2018-07-07 16:33 来源: 蜻蜓微微点水

着近两年来的新能源汽车数量的爆发式增长, 其配套设施充电桩的建设规模也随之扩大。 2010 年—2017 年七年间,我国充电桩数量已经从千余个增长至 21 万个。新能源汽车市场的增长离不开基础充电设施的建设,如何保证充电过程中的用电安全,尤其是防止泄漏电流对生命财产造成危害,是值得关注的问题。

剩余电流保护器作为一种漏电保护器,被广泛应用于低压配电系统中,用于防止电击事故、电气设备漏电损坏和电气火灾。同样在电动汽车充电领域,RCD也作为一种基本电气保护装置被广泛应用。

电动汽车充电一共有四种模式,在GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》中有明确说明。

模式一使用充电连接电缆将电动汽车与交流电网相连,剩余电流保护主要依靠建筑配电箱中的剩余电流保护装置(RCD),由于不能保证所有现存建筑物装置都配有RCD,所以这种方式十分危险,已经被禁止使用;模式二在充电连接电缆上安装了缆上控制保护装置(IC-CPD),IC-CPD内部具有剩余电流检测保护功能;模式三使用专用供电设备,将电动汽车与交流电网直接连接,并且在专用供电设备上安装了控制导引装置,专用供电设备即交流充电桩;模式四将电动汽车连接交流电网或直流电网时,使用了带控制导引功能的直流供电设备,即直流充电桩。在这里,我们主要讨论模式三、模式四充电桩内的剩余电流保护器的选用。

在GB/T 18487.1-2015中要求,交流供电设备的剩余电流保护器宜采用A型或B型,符合GB 14084.2-2008,GB 16916.1-2014和GB 22794-2008的相关要求。如图1所示为充电模式3控制导引电路原理图,在供电设备内部安装了剩余电流保护器。

5分钟教你学会充电桩中剩余电流保护器的选用(干货分享)

图 1充电模式3控制导引电路原理图

什么是A型或者B型剩余电流保护器?我国的剩余电流保护装置(RCD)指导性标准GB/Z 6829-2008(IEC/TR 60755:2008,MOD)《剩余电流动作保护器的一般要求》从产品的基本结构、剩余电流类型、脱扣方式等方面作了划分。

根据剩余电流类型可将RCD分为AC型、A型、B型。AC型剩余电流保护器:对突然施加或缓慢上升的剩余正弦交流电流确保脱扣的RCD。A型剩余电流保护器:包含AC型的特性并对脉动直流剩余电流、脉动直流剩余电流叠加6mA平滑剩余电流确保脱扣的RCD。

B型剩余电流保护器:包含A型的保护特性,此外,还能对1000Hz及以下的正弦交流剩余电流、交流剩余电流叠加平滑直流剩余电流、脉动直流剩余电流叠加平滑剩余电流、两相或多相整流电路产生的脉动直流剩余电流、平滑直流剩余电流确保脱扣的RCD。

5分钟教你学会充电桩中剩余电流保护器的选用(干货分享)

目前,由于B型RCD价格过于昂贵,国内大部分的交流充电桩内部安装的都是A型剩余电流保护器。下图所示为交流充电桩内部结构图,使用了A型剩余电流保护装置。

那么A型的剩余电流保护器能满足充电桩的漏电保护要求吗?我们来分析一下充电过程中可能产生的剩余电流类型。

5分钟教你学会充电桩中剩余电流保护器的选用(干货分享)

图3电动汽车充电设施与电网及电动车间连接示意图

如图3所示,在使用交流充电桩充电过程中,交流充电桩和车辆耦合器与公共电网相连,桩内如果由于绝缘破坏,可能产生工频交流漏电流。

在电动汽车部分,可能产生的漏电流主要来自于车载充电机漏电,充电机一般拓扑主要为AC/DC和DC/DC两部分。如下图所示为一种常见车载充电机的主电路图。

5分钟教你学会充电桩中剩余电流保护器的选用(干货分享)

图4 一种车载充电机主电路原理图

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