限流式保護器在電動(dòng)車(chē)充電站的應用探討

摘要：

隨著(zhù)世界的發(fā)展，環(huán)境保護成為整個(gè)人類(lèi)命運共同體的任務(wù)。各國也為此提供優(yōu)惠政策鼓勵電動(dòng)車(chē)科技的普及。交流充電樁俗稱(chēng)“慢充樁"，固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外、與交流電網(wǎng)連接，國標采用 220V單相交流電，為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機（即固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)上的充電機）提供交流電源的供電裝置。國家標準GB51348-2019中規定儲備倉庫、電動(dòng)車(chē)充電等場(chǎng)所的末端回路應設置限流式電氣防火保護器。電氣防火限流式保護器可以克服傳統斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(cháng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現滅弧保護，從而能顯著(zhù)減少電氣火災事故，保障使用場(chǎng)所人員和財產(chǎn)的安全。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)車(chē)充電樁；交流充電樁；慢充樁；短路保護；過(guò)載保護；電氣防火；滅弧

0 行業(yè)背景

隨著(zhù)世界的發(fā)展，環(huán)境保護成為整個(gè)人類(lèi)命運共同體的任務(wù)。新能源車(chē)因為沒(méi)有尾氣排放，不會(huì )產(chǎn)生一氧化碳，二氧化碳，氮氧化合物等有害物質(zhì)，沒(méi)有噪聲污染，對環(huán)境污染較小，各國也為此提供優(yōu)惠政策鼓勵電動(dòng)車(chē)科技的普及。我國各地政府紛紛出臺政策，要求設計安裝充電樁。

上海滬交科[2021]60號文件關(guān)于進(jìn)一步加強本市公用和專(zhuān)用充電設施建設運營(yíng)管理的實(shí)施意見(jiàn)中指出：落實(shí)新（改、擴）房建項目配建停車(chē)場(chǎng)（庫）、新建居民小區充電設施配建要求，一類(lèi)地區配建充電設施的停車(chē)位不少于總停車(chē)位百分之十五、二類(lèi)地區配建充電設施的車(chē)位不少于總車(chē)位百分之十二、三類(lèi)地區配建充電設施的車(chē)位不少于總車(chē)位百分之十。尤其加強60kW及以上經(jīng)營(yíng)性快充樁建設，新（改、擴）房建項目配建停車(chē)場(chǎng)（庫），快充車(chē)位占比不少于總充電車(chē)位的百分之三十。

對于電動(dòng)車(chē)充電樁，國家標準GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》中13.5.5規定，儲備倉庫、電動(dòng)車(chē)充電等場(chǎng)所的末端回路應設置限流式電氣防火保護器。

對于如此龐大數量的充電樁，該如何應用電氣防火限流式保護器呢？

電動(dòng)車(chē)充電樁主要分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是直流充電樁，俗稱(chēng)“快充樁"，一類(lèi)是交流充電樁，俗稱(chēng)“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(lèi)充電樁進(jìn)行電氣防火限流式保護器的設計成為很多設計師的難題，下面就此兩類(lèi)充電樁進(jìn)行探討。

對于直流充電樁，一般是三相電經(jīng)過(guò)AC/DC模塊輸出直流，按照30kW計算，交流側電流約為50A、而60kW交流側約為100A，按照設計要求，在交流側安裝三相50A/100A或者直流側安裝直流限流式保護器。目前市場(chǎng)上限流式保護器均為交流，鮮有三相限流式保護器。推薦使用絕緣監測儀，監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功率計算，額定電流約為63A，按照設計要求，可以在充電樁前端按照額定電流設計匹配的電氣防火限流式保護器。

設計圖例如下圖所示。

1 產(chǎn)品介紹

ASCP系列電氣防火限流式保護器是安科瑞專(zhuān)門(mén)為了保護低壓配電線(xiàn)路中短路、過(guò)載等問(wèn)題研發(fā)，可以克服傳統斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(cháng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現滅弧保護，從而能顯著(zhù)減少電氣火災事故，保障使用場(chǎng)所人員和財產(chǎn)的安全。

ASCP系列電氣防火限流式保護器可廣泛應用于學(xué)校、醫院、商場(chǎng)、賓館、娛樂(lè )場(chǎng)所、寺廟、文物建筑、圖書(shū)館、檔案室、會(huì )展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動(dòng)車(chē)充電站及租售式商場(chǎng)商鋪、批發(fā)市場(chǎng)、集貿市場(chǎng)、甲乙丙類(lèi)危險品庫房等各種用電場(chǎng)所末端干、支路的線(xiàn)路保護。

對于電動(dòng)車(chē)充電站中交流慢充樁的保護，可以根據不同的功率選擇不同規格的限流式保護器進(jìn)行保護，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。

2 功能介紹

■ 短路保護功能。保護器實(shí)時(shí)監測用電線(xiàn)路電流，當線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內實(shí)現快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

■ 過(guò)載保護功能。當被保護線(xiàn)路的電流過(guò)載且過(guò)載持續時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設）時(shí)，保護器啟動(dòng)限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

■ 表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護器實(shí)施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

■ 過(guò)欠壓保護功能。當保護器檢測到線(xiàn)路電壓欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

■ 配電線(xiàn)纜溫度監測功能。當被監測線(xiàn)纜溫度超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

■ 漏電流監測功能。當被監測的線(xiàn)路漏電超過(guò)報警設定值時(shí)，保護器發(fā)出聲光報警信號，可預先設置是否啟動(dòng)限流保護。

■ 保護器具有1路RS485接口，1路無(wú)線(xiàn)通訊，支持2G和NB-IoT，可以將數據發(fā)送到后臺監控系統，實(shí)現遠程監控。監控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺，或第三方監控軟件或平臺。

3 產(chǎn)品應用

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

4 結語(yǔ)

新能源汽車(chē)行業(yè)持續發(fā)展。近期印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021—2035年)》的規劃。2020年新增超2.5萬(wàn)家充電樁相關(guān)企業(yè)，行業(yè)呈現出百家爭鳴的景象。2021年世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)大會(huì )在北京召開(kāi)，全國新能源汽車(chē)保有量超過(guò)600萬(wàn)輛。

我們應該堅定的跟著(zhù)國家政策，努力的建設好新基建。讓更多的消費者使用上新能源汽車(chē)，而且新能源汽車(chē)隨時(shí)隨地安全的充電，當然，在安全可靠的充電同時(shí)，也要防止電氣火災發(fā)生，保障生命財產(chǎn)安全。