Kokias saugos apsaugas turi 7 kW 32 A EV krūvintuvas?

Per didelės srovės ir trumpojo jungimo apsauga EV įkroviklyje 7 kW 32 A

Apsauga nuo elektros perkrovos turi didžiausią svarbą naudojant galingus EV įkroviklius. 7 kW 32 A EV įkroviklis naudoja pakartotines, standartams atitinkančias apsaugos priemones, kad būtų išvengta katastrofiškų gedimų veikimo metu.

Saugos įtaisų ir grandinės pertraukiklių vaidmuo, neleidžianti perkrovos gedimams

Srovės saugikliai ir jungtuvai veikia kaip pagrindinė apsauga nuo per didelės srovės, tekėjančios per elektros sistemas. Jie išjungia maitinimą beveik akimirksniu, kai tik yra viršyjamos tam tikros ribos. Šiluminiai magnetiniai jungtuvai iš tiesų veikia dviem būdais. Magnetinė dalis įsijungia labai greitai esant staigiems trumpiesiems jungimams, kai srovė pakyla bent tris kartus virš leistinos normos. Tuo tarpu šiluminis aspektas reaguoja lėčiau, tačiau susidoroja su situacijomis, kai per ilgą laiką teka per didelė srovė. Kalbant apie, pavyzdžiui, 32 A krūvinių įrenginį, dauguma ekspertų rekomenduoja naudoti 40 A grandines. Tai atitinka IEC 60364-5-52 gaires, kuriose nurodoma, kad reikėtų palikti tam tikrą rezervą normalioms svyravimams. Tačiau jei tokia apsauga nėra įdiegta, laidai gali perkaisti labai greitai. Izoliacija pradeda tirpti jau po kelių minučių esant perteklinei srovei, kas ilgainiui sukelia rimtų problemų.

IEC 61851 atitiktis dėl srovės ribojimo ir išsijungimo slenksčių

Atitikimas IEC 61851 standartams reiškia, kad saugos reakcijos turi būti tinkamai suderintos visuose aspektuose. Šis standartas nustato specifines išsijungimo ribas apie 110–125 procentų nuo normalios srovės lygio. Paimkime 32 amperų įkroviklį kaip pavyzdį. Grandinės pertraukikliai turi išsijungti iki pasiekiant 41 amperą, kai yra pastovi galios apkrova, ir tai turi įvykti tam tikru laiko limitu. Ši apsauga veikia tiek pačiam įkrovimo įrenginiui, tiek jautrioms elektrinių automobilių baterijų valdymo sistemoms, kurios gali lengvai būti pažeistos. Daugelis gamintojų šiuolaikiniais laikais pradėjo naudoti taip vadinamą dviejų etapų srovės stebėjimą. Tai padeda atskirti trumpalaikius energijos poreikio šuolius, pvz., kai automobiliai keičiasi informacija paleidžiant sistemą, nuo tikrų problemų, kai per ilgesnį laikotarpį per sistemą teka per didelė elektros srovė.

Įkrovos režimas 3: Kodėl 32 A nuolatiniam įvertinimui reikia tikslaus srovės jutimo

Trečiojo režimo įkrovimas reikalauja nuolatinės 32 A srovės tekėjimo per EV įkrovimo įrangą ilgesnį laikotarpį, kas gerokai viršija tai, su kuo dauguma namų elektros sistemų yra suprojektuotos susitvarkyti. Tikslus srovės matavimas ±0,5 % ribose čia yra būtinas, paprastai pasiekiamas naudojant Hallo efekto jutiklius, kurie leidžia operatoriams realiuoju laiku stebėti sąlygas ir atmetinėti erzinančius tinklo svyravimus. Jei šio tikslumo nepakanka, net tokia maža 2 A perkrova, trunkanti vos pusvalandį, pagal Jungtinės Karalystės Electrical Safety First standartus gali padidinti kabelio temperatūrą beveik 40 laipsnių Celsijaus, potencialiai tirpdant izoliacines dangas. Teisingi šie matavimai lemia viską – galimybę palaikyti pastovų 7 kW išėjimą, nesukeliant pavojų saugai arba sutrumpinant įrangos tarnavimo laiką ateityje.

Šilumos valdymo ir perkaitimo prevencijos sistemos

NTC jutikliai ir šiluminiai išjungimo jungikliai 7 kW EV įkroviklio korpusuose

NTC termistoriai, kurių pavadinimas reiškia neigiamą temperatūros koeficientą, stebi vidinę temperatūrą, ypač šalia maitinimo elektronikos modulių ir jungčių, kur linksta kaupiatiesi šiluma. Sistema atidžiai stebi, kai komponentai pradeda perkaršti, paprastai viršijus apie 85 laipsnius Celsijaus. Tokiu atveju jutikliai aktyvuojasi ir nedelsiant sustabdo įkrovimo procesą. Tai skiriasi nuo vieno jutiklio naudojimo tam tikroje vietoje, nes keli matavimo taškai visoje sistemoje aptinka karštus takelius dar iki jie tampa problema. Gamintojai išbando visas šias saugos funkcijas pagal IEC 62955 standartus, skirtus šiluminio nestabilumo situacijoms, užtikrindami tinkamą veikimą realiomis sąlygomis.

Aplinkos temperatūros derėjimas: kaip išeiga sumažėja iki 28 A esant >35 °C pagal EN 61851-1 priedą D

Pagal standartą EN 61851-1 priedą D, dauguma šiuolaikinių įkroviklių sumažina išėjimo srovę iki apie 28 A, kai aplinkos temperatūra pakyla virš 35 laipsnių Celsijaus. Tai atitinka maždaug 12,5 % sumažėjimą, kuris užtikrina saugų veikimą viduje. Kokia priežastis tokio integruoto reguliavimo? Iš esmės tai padeda kovoti su ilgalaikiu šilumos kaupimusi. Ką tai praktiškai reiškia? Ilgesnis įrangos tarnavimo laikas! Kai kurios studijos teigia, kad su šia funkcija aktyvia produkto tarnavimo laikas gali būti apie 30 % ilgesnis. Be to, tai neleidžia izoliacijos medžiagoms per anksti susidėvėti. Šiandienos įkrovimo stotys visas šias skaičiavimo operacijas atlieka realiuoju laiku naudodamos specialią programinę įrangą ir valdymo mechanizmus, sukurtus ypogiškai šiluminiam valdymui.

Žemės nuotėkio ir likutinės srovės apsauga (RCD/GFCI) 7 kW 32 A įkrovikliams

Tipas A ir tipas B RCD: kintamosios srovės ir impulsinės nuolatinės srovės nutekėjimo aptikimas elektromobilių įkrovimo metu

Norint apsisaugoti nuo elektros smūgio naudojant 7 kW 32 A elektrinių automobilių įkroviklius, svarbią rolę atlieka liktinės srovės prietaisai (RCD). Standartiniai tipo A modeliai aptinka įprastas kintamosios srovės nutekėjimo sroves, tačiau kalbant apie EV, reikia geresnio sprendimo. Čia praverčia tipo B RCD, kurie geba aptikti sudėtingus pulsavimo pastoviųjų srovšių gedimus, vykstančius EV energijos keitikliuose. IEC 61851 standartas iš tikrųjų reikalauja šios funkcijos, nes jei pastoviosios srovės nutekėjimas viršija 6 miliamperus ir lieka nepastebėtas, yra didelė elektros smūgio rizika. Dauguma naujesnių 7 kW įkroviklių dabar jau turi integruotą tipo B apsaugą kaip standartinę įrangą. Tai reiškia, kad daugiau nereikia papildomų saugos sluoksnių, o vartotojai gauna nuolatinę apsaugą visą valandą trunkantį 32 A įkrovimą, nesirūpindami dėl saugos spragų.

Žemės grandinės vientisumo stebėjimas su specializuotomis sistemomis ir realaus laiko gedimų aptikimas

Reguliariai tikrinant įžeminimo sistemą, užkertamas kelias pavojingam elektros kaupimuisi įrenginių korpusuose. Šiuolaikiniai žemės grandinės tęstinumo stebėjimo įrenginiai matuoja laidų varžą šimtus kartų per sekundę, remdamiesi mikroommetrų technologija. Šie įrenginiai automatiškai išjungia veiklą, jei varža viršija 0,3 oma pagal EN 50620 standartą. Geresni modeliai gali aptikti izoliacijos problemas dar prieš joms paūmėjant, nustatydami kritimus žemiau 1 megaomo per mažiau nei milisekundę. Tai ypač svarbu sistemoms, veikiančioms 32 amperų stiprumo srove, kur galia pasiekia 7 kilovatus be perstojo. Išmanioji programinė įranga nuolat lygina įtampos pokyčius už normalių ribų (+/- 10 %) su žinomais nutekėjimo modeliais. Tai padeda išvengti klaidingų įspėjimų, tuo pačiu apsaugant net nuo mažų lankstinių gedimų, kurių srovė siekia vos 5 miliamperus.

Realaus laiko stebėjimas ir automatinis gedimų reagavimas

Greitoji srovės ir įtampos jutikliai: anomalijų reakcija per mažiau nei 100 ms

Šių dienų 7 kW 32 A įkroviklių viduje esantys mikroprocesoriai visą laiką stebi srovės ir įtampos lygius, juos matuodami 1000 kartų per sekundę per tuos Hollo efekto jutiklius, apie kuriuos kalbėjome. Kai kas nors išeina iš riedlų – pavyzdžiui, kai staigiai atsiranda šuolis virš ar žemiau 5 % nuo 32 A reitingo, arba jei įtampa nukrenta žemiau 207 voltų standartinėse 230 V sistemose – šios protingos sistemos tai pastebi ir reaguoja per vos 100 milisekundžių. Toks greitas mąstymas be jokios abejonės pranašesnis už senamadiškus mechaninius relės jungiklius, sustabdydamas pavojingas grandinines reakcijas dar prieš jos prasidedant. Tai patvirtina ir praktiniai bandymai; pagal praėjusiais metais paskelbtus IEC ataskaitas, greitai reaguojančios konstrukcijos sumažino elektros gaisrus beveik 94 %. O dar geriau tai, kad modelių atpažinimo technologija leidžia šiems įkrovikliams anksčiau aptikti problemas, pastebint arkinimo ir įžeminimo problemų būdingus požymius ilgai iki jie tampa rimtais saugumo pavojais.

Automatinio išjungimo trigeriai: Izoliacijos varžos sumažėjimas (<1 MΩ) ir įtampos svyravimai (>±10 %)

Įkrovimo procesas automatiškai sustoja, kai yra viršyti svarbūs ribiniai parametrai. Kai izoliacijos varža nukrenta žemiau 1 megaomo, paprastai tai reiškia, kad kažkur prasigeria vanduo arba dalys pradeda dėvėtis, kas gali sukelti pavojingus elektros smūgius. Jei įtampa labai nukrypsta nuo normalaus lygio, pavyzdžiui, pakyla aukščiau 253 voltų arba nukrenta žemiau 207 voltų, sistema visiškai išsijungia, kad būtų apsaugoti tiek įkroviklis, tiek automobilio elektroninės sistemos. Šie du pagrindiniai problemų aptikimo būdai atitinka IEC 62196 nustatytus pramonės standartus, o 2024 metais atlikti realaus pasaulio tyrimai parodė, kad jie 96 procentais atvejų neleidžia atsirasti pavojams. Kiekvieną kartą pradėjus įkrovimą, specialūs testai tikrina, kaip gerai veikia įžeminimas, siųsdami mažesnius nei 12 voltų įtampos signalus. Veikiant sistemai, varža nuolat stebima ir, jei pastebimi bet kokie saugumo pažeidimai, maitinimas nedelsiant nutraukiamas. Speciali grandinė kas 20 milisekundžių tikrina įtampos lygius, kad būtų išvengta perkaitimo, kai netikėtai atsiranda įtampos šuoliai.

Montavimo vietos saugos reikalavimai EV įkrovikliui 7 kW 32 A

Elektros skydo apkrovos planavimas: kodėl 32 A nuolatiniam naudojimui reikalinga 40 A atskira grandinė

Tarptautinių standartų pasaulyje nustatytos taisyklės dėl elektros saugos, konkrečiai atsižvelgiant į tokias nuostatas kaip IEC 60364-5-52 iš 2019 m. ir BS 7671:2018. Šios gairės esminiai teigia, kad dirbant su pastoviomis apkrovomis, būtina laikytis 80 % apkrovos sumažinimo taisyklės. Tai reiškia, kad jei kas nors nori įrengti 32 A elektrinio automobilio įkroviklį, jam iš tikrųjų reikia 40 A grandinės, skirtos tik tam tikslui. Kai inžinieriai atlieka šių sistemų terminius modeliavimus, jų rezultatai yra gan svarbūs. Jei 6 mm² varinius kabelius pakrauna visą 32 A apkrovą, nepaliekant papildomos galimybės, temperatūra gali pakilti daugiau nei 15 laipsnių Celsijaus. Laikui bėgant, šis šilumos kaupimasis rimtai paveikia kabelio izoliaciją. Prieš atlikdami bet kokius modernizavimo darbus, elektrikai visada turėtų patikrinti, kiek vietos dar lieka pagrindiniame skirstomajame skyde. Šio žingsnio praleidimas gali sukelti įvairias problemas ateityje, įskaitant dažnus grandinės pertraukiklių išsijungimus, palaipsniui vykstantį laidų pažeidimą ir blogiausiu atveju – privalomų atitikties tikrinimų inspekcijose nesėkmę.

Atitiktis standartu EN 50620: RCM/RCBO integravimas ir įtampos stabilumo valdymas

Pagal EN 50620:2017 standartus, įranga turi būti aprūpinta likutinės srovės monitoriais (RCM), gebančiais aptikti pokyčius, mažus kaip plius arba minus 30 miliamperų. Standartas taip pat nustato realaus laiko įtampos stabilumo sistemas, kurios užtikrina stabilią energijos išvestį, neviršijančią dešimties procentų nuo normalių lygių, vykstant krāvimo procesams. Išplėstiniams taikymams, likutinės srovės jungikliai su perapkrovo apsauga (RCBO) gali aptikti besivystančias nutekėjimo kryptis net tada, kai jos vystosi lėčiau nei trys miliamperai per sekundę. Kai izoliacijos varža nukrenta žemiau vieno megaomo, monitoringo sistemos įsijungia ir sustabdo veiklą per šiek tiek daugiau nei šimtą milisekundžių. Šios derinamos saugos funkcijos padeda išvengti pavojingų situacijų, tokių kaip elektros smūgiai ir galimi gaisrai, vykstant energijos tinklo svyravimams. Tai, kas daro šį požiūrį ypač protingu, yra tai, kad jis vengia pasikartojančių funkcijų, jau integruotų į B tipo likutinės srovės prietaisus ir atskiras šiluminio stebėjimo sistemas, sukurdamas efektyvesnį bendrą sistemos projektavimą.

Pagrindiniai atitikimo reikalavimai:

Dažniausiai užduodami klausimai apie 7 kW 32 A EV įkroviklio apsaugą

Kodėl 32 A įkrovikliui rekomenduojama 40 A grandinė?

32 A įkrovikliui rekomenduojama 40 A grandinė, kad būtų užtikrintas rezervas normalioms srovės kaitoms ir išvengta perkaitimo.

Kodėl EV krūviniams įrenginiams naudoti rekomenduojami B tipo RCD?

B tipo RCD gali aptikti pulsavimą dėl kintamosios srovės nutekėjimo, kurio standartiniai A tipo RCD aptikti negali, taip užtikrindami didesnį apsaugos lygį nuo elektros smūgio pavojų EV krėšimo programose.

Kaip aplinkos temperatūra veikia krėšimo išvestis?

Krėšimo išvestys yra sumažinamos, kai aplinkos temperatūra pakyla virš 35 °C pagal EN 61851-1 priedą D, kas padeda išvengti perkaitimo ir pailgina įrangos tarnavimo laiką.

Kaip veikia automatinio išjungimo signalizatoriai EV krėštuose?

Automatinis išjungimas vyksta tada, kai pasiekiami kritiniai ribiniai parametrai, tokie kaip izoliacijos varža, nukritusi žemiau 1 megaomo, arba pastebimi reikšmingi įtampos svyravimai, užtikrinant saugumą tiek transporto priemonei, tiek krėštui.