Ელექტრო გადატვირთვებისგან დაცვა პრიორიტეტული მნიშვნელობისაა მაღალი სიმძლავრის EV სამუხრუჭეში. 7კვტ 32ა EV სამუხრუჭე იყენებს დუბლირებულ, სტანდარტების შესაბამის დაცვის მექანიზმებს ოპერაციის დროს კატასტროფული გამორთვების თავიდან ასაცილებლად.
Ავტომატური გათიშვების მოწყობილობები და ნაღადები ელექტრო სისტემებში ზედმეტი დენის წინააღმდეგ ჩვენი ძირეული დაცვის საშუალებაა. ისინი თითქმის დამოუკიდებლად გამორთავენ ელექტროენერგიას, როგორც კი გადახდებიან გარკვეულ ზღვარს. თერმომაგნიტური გათიშვების მოწყობილობები ფაქტობრივად ორი გზით მუშაობს. მაგნიტური ნაწილი სწრაფად არის ჩართული იმ ადგილას, სადაც ხდება მოკლე ჩაშლა და დენი მინიმუმ სამჯერ იმატებს ნორმალური მნიშვნელობის მიმართ. მეორე მხრივ, თერმული ასპექტი უფრო დიდ დროს სჭირდება, მაგრამ უმკლავდება იმ სიტუაციებს, როდესაც დენი მუდმივად აღემატება დასაშვებ ზღვარს. როდესაც საქმე გვაქვს 32 ამპერიან მუხლუხსთან, უმეტესობა ექსპერტთა მიერ 40 ამპერიანი წრედის გამოყენება ირჩევა. ეს მიდევს IEC 60364-5-52 მითითებებს, რომლებიც ძირეულად გულისხმობს ნორმალური რყევებისთვის გარკვეული „სუნთქვის“ სივრცის დატოვებას. თუმცა თუ ეს დაცვები არ არის განთავსებული, გამტარები სწრაფად გადახურდება. იზოლაცია დაიწყებს დაშლას მხოლოდ რამდენიმე წუთში ზედმეტი დენის გამო, რაც გამოიწვევს სერიოზულ პრობლემებს მომავალში.
IEC 61851 სტანდარტების შესაბამისობა ნიშნავს უსაფრთხოების რეაგირების სწორ მიღებას ყველა მხრიდან. სტანდარტი კონკრეტულად ამყარებს გათიშვის ზღვრებს დაახლოებით 110-დან 125 პროცენტამდე ნორმალური დენის დონის ფარგლებში. 32 ამპერიანი მუხტის მატარებლის მაგალითზე განვიხილოთ. სადენის გათიშვა უნდა მოხდეს 41 ამპერამდე, მუდმივი დენის მიღების შემთხვევაში, გარკვეული დროის შეზღუდვების გათვალისწინებით. ეს დაცვა მუშაობს როგორც სამუხტავ მოწყობილობებისთვის, ასევე იმ ნაზი ელექტრომობილის ბატარეის მართვის სისტემებისთვის, რომლებიც ისე იოლად ზიანდებიან. დღესდღეობით უმეტესი მწარმოებელი იყენებს იმას, რასაც ისინი ორეტაპიანი დენის მონიტორინგი ჰქვია. ეს ხელს უწყობს განასხვავონ მოკლე დენის პიკები, მაგალითად, როდესაც მანქანები ინფორმაციას უცვლიან ჩართვის დროს, რეალური პრობლემებისგან, როდესაც ძალიან მაღალი დენი გრძელი პერიოდის განმავლობაში გადის სისტემაში.
| Დაცვის პარამეტრი | IEC 61851 მოთხოვნა | Მიზანი |
|---|---|---|
| Გადატვირთვის რეაგირება | 125% ნომინალური დენი | Გატარებლის დეგრადაციის თავიდან აცილება |
| Მოკლე ჩართვის გათიშვა | 5მწმ ≥300% დენზე | Რევოლვერის ჩართვის რისკების გაუქმება |
| Უწყვეტი დაშვება | +5% დენის სტაბილურობა | Უზრუნველყოს უსაფრთხო 7კვტ-იანი მუდმივი მიწოდება |
Მოდის 3 სამუხრუჭე მოთხოვნას უწყვეტ 32A ელექტროენერგიის მიმოქცევას EV-ის სამუხრუჭე მოწყობილობებში გრძელი პერიოდის განმავლობაში, რაც ბევრად აღემატება იმას, რაზედაც უმეტესობა სახლის ელექტრო სისტემებია აგებული. ზუსტი დენის გაზომვა ±0.5%-ის შესაბამისად აქ აუცილებელია, რაც ჩვეულებრივ მიიღწევა ჰოლ-ეფექტის სენსორების გამოყენებით, რომლებიც საშუალებას აძლევს ოპერატორებს მონიტორინგი შეასრულონ რეალურ დროში და აირიდონ ქსელის ხშირი რყევები. თუ ეს სიზუსტე არ არის უზრუნველყოფილი, მხოლოდ ნახევარი საათის განმავლობაში 2A-იანი ზედმეტი დენი თითქმის 40 გრადუსით შეიძლება გაზარდოს კაბელის ტემპერატურა UK Electrical Safety First სტანდარტების მიხედვით, რაც შეიძლება გამოიწვიოს იზოლაციის ფენების დნობა. ზუსტი გაზომვების ჩატარება არის გადამწყვეტი 7კვტ-იანი მუდმივი გამოტანის უსაფრთხოდ შენარჩუნებისთვის, რათა არ შეიქმნას საფრთხე უსაფრთხოებისთვის და არ შემცირდეს მოწყობილობის სამსახურის ვადა.
NTC თერმისტორები, რომლებიც ნიშნავს უარყოფით ტემპერატურულ კოეფიციენტს, აკონტროლებენ შიდა ტემპერატურას, განსაკუთრებით იმ ძალისხმიერი ელექტრონიკის მოდულებისა და კონექტორების გარშემო, სადაც თბობა ხშირად იკრულებს. სისტემა სწრაფად ამჩნევს, როდის იწყებს კომპონენტები ზედმეტად გათბობას, როგორც წესი, დაახლოებით 85°C-ზე მეტი. ამ მომენტში სენსორები ავტომატურად გააქტიურდებიან და დააყოვნების გარეშე შეაჩერებენ მუხტვის პროცესს. ეს განსხვავდება ერთი სენსორის გამოყენებისგან, რადგან სისტემის რამდენიმე წერტილში განლაგებული სენსორები თბილი წერტილებს იჭერს პრობლემების წარმოშობამდე. მწარმოებლები ამ ყველა უსაფრთხოების ფუნქციას ამოწმებენ IEC 62955 სტანდარტის მიხედვით თერმული გადახურების სცენარებისთვის, რათა დარწმუნდეს, რომ ყველაფერი სწორად მუშაობს რეალური პირობების შესაბამისად.
Სტანდარტის EN 61851-1 დანართი D-ის მიხედვით, უმეტესი თანამედროვე მუხლუხი თავის გამოტანას შეამცირებს დაახლოებით 28 ამპერამდე, როდესაც გარემოს ტემპერატურა 35 გრადუს ცელსიუსზე მაღალი ხდება. ეს წარმოადგენს დაახლოებით 12,5%-იან შემცირებას, რაც მოწყობილობის შიგნით უსაფრთხო ექსპლუატაციას უზრუნველყოფს. ამ შესაბამისობის მიზეზი რა არის? ეს სითბოს დროთა განმავლობაში დაგროვების წინააღმდეგ ბრძოლაში ეხმარება. პრაქტიკულად რას ნიშნავს ეს? ხანგრძლივად მუშა მოწყობილობა! ზოგიერთი კვლევის მიხედვით, ამ ფუნქციის აქტიურობის შემთხვევაში პროდუქების სიცოცხლის ხანგრძლივობა დაახლოებით 30%-ით იზრდება. გარდა ამისა, იზოლაციური მასალების დროულად გაფუჭების თავიდან აცილებს. დღევანდელი სამუხლუხე სადგურები სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფის და სითბური მართვის მიზნით შემუშავებული კონტროლის მექანიზმების საშუალებით ასრულებენ ამ გამოთვლებს რეალურ დროში.
7კვტ 32ა ელექტრომობილების დენისგან დაცვის მიზნით, დენის დარჩენილობის მოწყობილობები ანუ RCD-ები გადამწყვეტ როლს ასრულებენ. სტანდარტული ტიპის A მოდელები ხვდებიან ჩვეულებრივ სინუსოიდურ დენის დარჩენილობას, მაგრამ ელექტრომობილების შემთხვევაში საჭიროა უკეთესი ამონახსნი. აქ შედის ტიპის B RCD-ები, რომლებიც ამოიცნობენ იმ პრობლემატულ პულსირებად მუდმივ დენს (DC), რომელიც წარმოიშვება ელექტრომობილის ელექტრო გარდაქმნის სისტემებში. IEC 61851 სტანდარტი ფაქტობრივად მოითხოვს ამ ფუნქციას, რადგან თუ მუდმივი დენის დარჩენილობა 6 მილიამპერზე მეტია და არ გამოვლენილდება, ელექტროშოკის სერიოზული რისკი არსებობს. უმეტეს ახალგაზრდა 7კვტ მუშაობის დროს 32ა დენით დამტენში უკვე ჩაშენებული აქვს ტიპის B დაცვა, როგორც სავალდებულო საშუალება. ეს ნიშნავს, რომ დამატებითი უსაფრთხოების ზომები აღარ არის საჭირო და მომხმარებელი იღებს უწყვეტ დაცვას მთელი საათის განმავლობაში 32ა დენით დამუშავების დროს, უსაფრთხოების სისუსტის გარეშე.
Მიწის გართობის სისტემის რეგულარული შემოწმება ხელს უშლის საფრთხის შემცველ ელექტროენერგიის დაგროვებას მოწყობილობების კორპუსში. თანამედროვე მიწის უწყვეტობის მონიტორინგის მოწყობილობები ზომავს გამტარის წინაღობას მეგოჰმმეტრის ტექნოლოგიის საფუძველზე, რაც შეადგენს წინაღობის ასობით გაზომვას ყოველ წამში. ეს სისტემები ავტომატურად გაათიშავს მოწყობილობებს, თუ წინაღობა აღემატება 0,3 ომს EN 50620 სტანდარტის მიხედვით. უკეთესი მოდელები ხელით ადრე ამჩნევს იზოლაციის პრობლემებს, ამოიცნობს დაცემებს 1 მეგაომზე ნაკლებ წინაღობაში და რეაგირებს ერთ მილიწამზე ნაკლებ დროში. ეს საკმაოდ მნიშვნელოვანია იმ სისტემებისთვის, რომლებიც მუშაობს 32 ამპერზე, სადაც სიმძლავრე მიაღწევს 7 კილოვატს უწყვეტლად. სმარტ პროგრამული უზრუნველყოფა მუდმივად ადარებს ძაბვის ცვლილებებს ნორმალური დიაპაზონის გარეთ (+/- 10%) ცნობილ გაჟონვის შაბლონებთან. ეს ხელს უშლის ყალბი გაფრთხილებების გამოწვევას და ასევე იცავს მცირე რაოდენობის რკალური გამტეხილებისგან, 5 მილიამპერამდე დენის დაშვებით.
Დღევანდელი 7კვტ 32ა მოწყობილობების მიკროპროცესორული სისტემები უწყვეტად აკონტროლირებენ დენისა და ძაბვის მაჩვენებლებს, რასაც ხდება 1000-ჯერ წამში იმ Hall-ის ეფექტის სენსორების მეშვეობით, რომლებზედაც ჩვენ ვსაუბრობთ. როდესაც რამე გადახრილია ნორმიდან – მაგალითად, როდესაც ხდება მომენტინი შეტევა 32ა ნომინალიდან 5%-ზე მეტით ზემოთ ან ქვემოთ, ან როდესაც ძაბვა 230ვ-იან სტანდარტულ სისტემებში 207ვ-ზე დაბალდება – ეს ჭკვიანი სისტემები ამას ითვლის და რეაგირებს მხოლოდ 100 მილიწამში. ასეთი სწრაფი რეაგირება მკვეთრად აღემატება ძველ მექანიკურ რელეებს და აჩერებს საშიშ ჯაჭვურ რეაქციებს მათი დაწყებამდე. ამას დამაგრებული აქვს რეალური გამოცდებიც; მიუხედავად იმისა, რომ მონაცემები IEC-ის მონაცემების მიხედვით წლის ბოლოს, სწრაფად მოქმედი კონსტრუქციები ელექტრული ხანძრების რაოდენობა 94%-ით შეამცირეს. და უფრო მეტიც, შესაბამისობის ამოცნობის ტექნოლოგია საშუალებას აძლევს მათ პრობლემების ადრე ამოცნობაში, რომლებიც არის გამოთიშვის და გადამყარების ნიშნები, ბევრად ადრე, ვიდრე ისინი საშიში საფრთხეები გახდებიან.
| Მონიტორინგის პარამეტრი | Აღმოჩენის ზღვარი | Რეაგირების მოქმედება |
|---|---|---|
| Დენის რყევა | 32A ნომინალის ±5% | Დენის შეზღუდვა |
| Ძაბვის ცვალებადობა | ნომინალის ±10% | Სასარგებლო პაუზა |
| Რკალის ხელმოწერები | 8mA RMS | Მყისიერი გამორთვა |
Დამუშავების პროცესი თავისი მხრიდან შეწყდება, როდესაც გადალახული იქნება მნიშვნელოვანი ზღვრები. როდესაც იზოლაციის წინაღობა ერთი მეგაომის ქვემოთ ეცემა, ეს ჩვეულებრივ ნიშნავს, რომ სადმე წყალი შედის ან ნაწილები იმატება, რაც საფრთხის შემცველ ელექტროშოკებს იწვევს. თუ ძაბვები ძალიან მნიშვნელოვნად გადახრებიან ნორმალური დონიდან, მაგალითად, 253 ვოლტზე მეტი ან 207 ვოლტზე ნაკლები, სისტემა სრულიად გამოირთვება, რათა დამტენი და მანქანის ელექტრონული სისტემები დაცული იყოს. პრობლემების ამ ორი ძირეული გამოვლენის მეთოდი ექვემდებარება IEC 62196-ის მიერ დადგენილ ინდუსტრიულ სტანდარტებს და 2024 წლის რეალური სამუშაო ტესტების მიხედვით ისინი 96%-ში ახდენენ საფრთხეების თავიდან აცილებას. ყოველ ჯერზე, როდესაც ვინმე დაიწყებს დამუშავებას, სპეციალური ტესტები ამოწმებს, თუ რამდენად კარგად მუშაობს გრუნტი, რასაც უმატებს 12 ვოლტზე ნაკლებ ძაბვის სიგნალებს. სისტემა მუდმივად ამოწმებს წინაღობას მუშაობის დროს და თუ რამე უსაფრთხოდ გამოიყურება, მაშინვე გამორთავს ძაბვას. სპეციალური სქემები ყოველ 20 მილიწამში ამოწმებს ძაბვის დონეებს, რათა თავიდან აიცილოს გადახურება იმ შემთხვევაში, თუ ძაბვა გაუმართლებლად მომატდება.
Ელექტროუსაფრთხოების საკითხში საერთაშორისო სტანდარტებმა განსაზღვრეს წესები, კერძოდ 2019 წლის IEC 60364-5-52 და BS 7671:2018. ეს მითითებები ძირეულად ამბობს, რომ მუდმივი ტვირთების შემთხვევაში უნდა დავიცვათ 80%-იანი შემცირების წესი. ეს ნიშნავს, რომ თუ ვინმეს სურს 32A-იანი ელექტრომობილის მუშაობის მისამაგრებლად, მას საჭირო ექნება მხოლოდ ამისთვის გამოყოფილი 40A-იანი წრე. როდესაც ინჟინრები ამ საკითხთან დაკავშირებით თერმულ მოდელებს აწარმოებენ, მიღებული შედეგები საკმაოდ მნიშვნელოვანია. თუ 6მმ²-იანი სპილენძის კაბელი დაიტვირთება მთლიანად 32A-ით და დამატებითი მარჯვენა სივრცის გარეშე, ტემპერატურა შეიძლება გაიზარდოს 15°C-ზე მეტით. დროთა განმავლობაში ამ სითბოს გადატვირთვა კაბელის იზოლაციაზე საკმაოდ უარყოფით გავლენას ახდენს. ნებისმიერი რეკონსტრუქციის ჩატარებამდე ელექტრიკოსებმა უნდა შეამოწმონ, თუ რამდენი თავისუფალი ადგილი დარჩა ძირითად გამანაწილებელ პანელში. ამ ნაბიჯის გამოტოვება შეიძლება გამოიწვიოს მრავალი პრობლემა მომავალში, მათ შორის ხშირი ავტომატური გამათავისუფლებლების გამორთვები, გამტარების და გარემოს დაზიანება და ყველაზე უარესი შემთხვევაში – შემოწმების დროს ვალდებულების შესაბამისობის შემოწმების ჩავარდნა.
EN 50620:2017 სტანდარტების მიხედვით, აპარატურა უნდა შეიცავდეს დარჩენილი დენის მონიტორებს (RCMs), რომლებიც შეუძლიათ გამოავლინონ ცვლილებები მცირე ზომით დადებითი ან უარყოფითი 30 მილიამპერი. სტანდარტი ასევე ითხოვს რეალური დროის ძაბვის სტაბილურობის სისტემებს, რომლებიც მუშაობის დროს დარჩენილ დენს შეუქმნიან სტაბილურ გამოტარებას ნორმალური დონიდან არაუმეტეს ათი პროცენტით. განვითარებული აპლიკაციებისთვის, დამატებითი დენის დაცვით აღჭურვილ დარჩენილი დენის გამმასვლელებს (RCBOs) შეუძლიათ გამოავლინონ წამომავალი დენის გაჟონვის გზები, მაშინაც კი, თუ ისინი ვითარდებიან სამი მილიამპერის წამში ნაკლები სიჩქარით. როდესაც იზოლაციის წინაღობა ერთი მეგაომის ქვემოთ ეცემა, მონიტორინგის სისტემები ჩართულია და შეაჩერონ ოპერაციები უცილობლად 100 მილიწამზე მეტი დროის განმავლობაში. ეს საერთო უსაფრთხოების ზომები ხელს უშლის საფრთხის შექმნას, როგორიცაა ელექტრული შოკი და შესაძლო ხანძარი ელექტროენერგიის გადატვირთვის დროს. ამ მიდგომის განსაკუთრებით გონიერად აღქმა იმაში მდგომარეობს, რომ იგნორდება ფუნქციები, რომლებიც უკვე ჩაშენებულია ტიპ B-ის დარჩენილი დენის მოწყობილობებში და ცალკე თერმული მონიტორინგის სისტემებში, რაც ქმნის უფრო ეფექტურ საერთო სისტემურ დიზაინს.
Მთავარი შესაბამისობის მოთხოვნები:
| Უსაფრთხოების ფუნქცია | Საფეხური | Რეაგირების დრო |
|---|---|---|
| Ძაბვის სტაბილურობა | ±10% გადახრა | <200მწ |
| Იზოლაციის რეზისტანსი | <1 მΩ | <100ms |
| Გალეკვაზე დეტექტირება | 30 მA დაუწონულობა | <300მწ |
32A მუხტვარისთვის 40A წრის გამოყენება რეკომენდირებულია, რათა უზრუნველყოს ნორმალური დენის გადახრისთვის საზღვარი და თავიდან აიცილოს გადახურება.
Ტიპი B RCD-ები შეძლებენ გამოავლინონ პულსური DC დენის დარღვევა, რასაც სტანდარტული ტიპი A RCD-ები ვერ ამოიცნობენ, რაც ზრდის დამუშავების დამცავ დონეს EV-ების მუშაობისას.
Მუხტვის მაჩვენებლები კლებულობს მაშინ, როდესაც გარემო ტემპერატურა აჭარბებს 35°C-ს EN 61851-1 Annex D-ის მიხედვით, რაც ხელს უწყობს გადახურების თავიდან აცილებას და აგრძელებს მოწყობილობის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.
Ავტომატური გამორთვა ხდება მაშინ, როდესაც აღმოჩენილია კრიტიკული ზღვრები, მაგალითად, იზოლაციის წინაღობის დაცემა 1 მეგაომზე ნაკლები ან მნიშვნელოვანი ძაბვის რყევები, რაც უზრუნველყოფს უსაფრთხოებას როგორც მანქანის, ასევე მუხტურისთვის.
EN
