Overspanningsbeveiliging voor elektrische mobiliteit en EV-oplader en elektrisch voertuig

Elektromobiliteit: betrouwbare beveiliging van laadinfrastructuur

Met de toenemende wildgroei aan elektrische voertuigen en de nieuwe 'snellaadtechnologie' neemt ook de behoefte aan een betrouwbare en veilige laadinfrastructuur toe. Zowel de eigenlijke laadapparaten als de aangesloten voertuigen zelf moeten worden beschermd tegen overspanning, aangezien beide gevoelige elektronische componenten bevatten.

Het is noodzakelijk apparatuur te beschermen tegen de effecten van blikseminslag en tegen stroomschommelingen aan de netwerkzijde. Een directe inslag door een blikseminslag is verwoestend en moeilijk te beschermen, maar het echte gevaar voor allerlei soorten elektronische apparaten is de resulterende elektrische piek. Bovendien zijn alle elektrische schakelingen aan de netzijde die op het net zijn aangesloten, potentiële bronnen van gevaar voor de elektronica in elektrische auto's en laadstations. Ook kortsluitingen en aardfouten kunnen tot de mogelijke bronnen van schade aan deze apparatuur worden gerekend.

Om voorbereid te zijn op deze elektrische risico's, is het absoluut noodzakelijk om passende beschermingsmaatregelen te nemen. Het vrijwaren van dure investeringen is absoluut noodzakelijk, en overeenkomstige elektrische normen schrijven de gepaste manieren en middelen voor om te beveiligen. Er komt veel bij kijken, want de verschillende bronnen van gevaar kunnen niet voor alles met één oplossing worden aangepakt. Dit document dient als hulpmiddel bij het identificeren van risicoscenario's en de bijbehorende beveiligingsoplossingen, zowel aan de AC- als aan de DC-zijde.

Evalueer scenario's correct

Overspanningen veroorzaakt door bijvoorbeeld directe of indirecte blikseminslagen in het wisselstroomnet (AC) moeten worden verminderd tot aan de ingang van de hoofdverdeler van het EV-laadapparaat. Het wordt daarom aanbevolen om overspanningsbeveiligingsapparatuur (SPD's) te installeren die de opkomende stootstroom naar de aarde geleiden, direct na de hoofdstroomonderbreker. Een zeer goede basis wordt geboden door de uitgebreide bliksembeveiligingsnorm IEC 62305-1 tot 4 met zijn toepassingsvoorbeelden. Daar wordt zowel de risicobeoordeling als de externe en interne bliksembeveiliging besproken.

De bliksembeveiligingsniveaus (LPL), die verschillende bedrijfskritische toepassingen beschrijven, zijn in dit geval doorslaggevend. LPL I omvat bijvoorbeeld de vliegtuigtorens, die ook na een directe blikseminslag (S1) nog operationeel moeten zijn. LPL I houdt ook rekening met ziekenhuizen; waar apparatuur ook volledig functioneel moet zijn tijdens onweer en moet worden beschermd tegen brandgevaar, zodat mensen altijd zo veilig mogelijk zijn.

Om de bijbehorende scenario's te kunnen evalueren, is het noodzakelijk om het risico van een blikseminslag en de effecten ervan in te schatten. Hiervoor zijn verschillende eigenschappen beschikbaar, variërend van directe impact (S1) tot indirecte koppeling (S4). In combinatie met het respectievelijke impactscenario (S1-S4) en het geïdentificeerde toepassingstype (LPL I- / IV) kunnen de overeenkomstige producten voor bliksem- en overspanningsbeveiliging worden bepaald.

De bliksembeveiligingsniveaus voor interne bliksembeveiliging zijn onderverdeeld in vier categorieën: LPL I is het hoogste niveau en wordt verwacht bij 100 kA voor de maximale belasting van een puls binnen een applicatie. Dit betekent 200 kA voor een blikseminslag buiten de betreffende toepassing. Hiervan wordt 50 procent in de grond geloosd, en de “resterende” 100 kA wordt in het interieur van het gebouw ingekoppeld. In het geval van een direct risico op blikseminslag S1 en een toepassing van bliksembeveiligingsniveau I (LPL I), moet daarom het bijbehorende netwerk worden overwogen. Het overzicht rechts geeft de benodigde waarde per geleider weer:

De juiste overspanningsbeveiliging voor de elektrische laadinfrastructuur

Soortgelijke overwegingen moeten worden toegepast op de infrastructuur voor elektrisch opladen. Naast de AC-zijde moet bij sommige laadkolomtechnologieën ook rekening worden gehouden met de DC-zijde. Het is daarom noodzakelijk om de gepresenteerde scenario's en waarden voor de laadinfrastructuur van elektrische voertuigen over te nemen. Deze vereenvoudigde schematische illustratie toont de structuur van een laadstation. Een bliksembeveiligingsniveau LPL III / IV is vereist. De onderstaande afbeelding illustreert de scenario's S1 tot S4:

Deze scenario's kunnen aanleiding geven tot de meest uiteenlopende vormen van koppeling.

Deze situaties moeten worden bestreden met bliksem- en overspanningsbeveiliging. Hiervoor zijn de volgende aanbevelingen beschikbaar:

• Voor laadinfrastructuur zonder externe bliksembeveiliging (inductiestroom of wederzijdse inductie; waarden per geleider): hier vindt alleen indirecte koppeling plaats en hoeven alleen maatregelen voor overspanningsbeveiliging te worden getroffen. Dit wordt ook weergegeven in tabel 2 over de pulsvorm 8/20 μs, wat staat voor de overspanningspuls.

In dit geval met directe en indirecte koppeling via een bovenleidingverbinding, heeft de laadinfrastructuur geen externe bliksembeveiliging. Hier is een verhoogd bliksemrisico waarneembaar via de bovenleiding. Daarom is het noodzakelijk om aan de AC-zijde bliksembeveiliging te installeren. Een driefasige aansluiting vereist minimaal 5 kA (10/350 μs) bescherming per geleider, zie Tabel 3.

• Voor laadinfrastructuur met externe bliksembeveiliging: De afbeelding op pagina 4 toont de aanduiding LPZ, wat staat voor de zogenaamde Lightning Protection Zone - dwz de bliksembeveiligingszone die resulteert in een definitie van beschermingskwaliteit. LPZ0 is het buitenste gebied zonder bescherming; LPZ0B betekent dat dit gebied “in de schaduw” is van de buitenste bliksembeveiliging. LPZ1 verwijst naar de ingang van het gebouw, bijvoorbeeld het toegangspunt aan de AC-zijde. De LPZ2 zou een verdere onderverdeling binnen het gebouw vormen.

In ons scenario kunnen we aannemen dat producten van LPZ0 / LPZ1-bliksembeveiligingsproducten nodig zijn die dienovereenkomstig worden aangeduid als T1-producten (Type 1) (Klasse I volgens IEC of grove bescherming). Bij de overgang van LPZ1 naar LPZ2 is er ook sprake van overspanningsbeveiliging T2 (Type 2), Klasse II volgens IEC of middenbeveiliging.

In ons voorbeeld in tabel 4 komt dit overeen met een afleider met 4 x 12.5 kA voor de AC-aansluiting, dwz een totale bliksemstroombelastbaarheid van 50 kA (10/350 μs). Voor AC / DC-omvormers moeten geschikte overspanningsproducten worden geselecteerd. Let op: Aan de AC- en DC-zijde moet dit dienovereenkomstig worden gedaan.

Betekenis van externe bliksembeveiliging

Voor de laadpalen zelf is de keuze van de juiste oplossing afhankelijk van of het station zich binnen de beschermingszone van het externe bliksembeveiligingssysteem bevindt. Als dit het geval is, is een T2-afleider voldoende. In buitenruimtes moet afhankelijk van het risico een T1-afleider worden gebruikt. Zie tabel 4.

Belangrijk: ook andere storingsbronnen kunnen tot overspanningsschade leiden en hebben daarom een ​​passende bescherming nodig. Dit kunnen schakelingen zijn van bijvoorbeeld elektrische systemen die overspanningen afgeven, of die optreden via leidingen die in het gebouw zijn gestoken (telefoon-, busdatakabels).

Een handige vuistregel: alle metalen kabellijnen, zoals gas, water of elektriciteit, die een gebouw binnenkomen of verlaten, zijn potentiële transmissie-elementen voor overspanningen. Daarom moet bij een risicobeoordeling het gebouw worden onderzocht op dergelijke mogelijkheden en moet geschikte bliksem- / overspanningsbeveiliging worden overwogen zo dicht mogelijk bij de storingsbronnen of de toegangspunten van het gebouw. Tabel 5 hieronder geeft een overzicht van de verschillende beschikbare soorten overspanningsbeveiliging:

Het juiste type en de juiste SPD om te kiezen

De kleinste klemspanning moet op de te beschermen toepassing worden toegepast. Het is daarom belangrijk om het juiste ontwerp en de geschikte SPD te kiezen.

In vergelijking met conventionele afleidertechnologie zorgt de hybride technologie van LSP voor de laagste overspanningsbelasting op de te beschermen apparatuur. Met een optimale overspanningsbeveiliging heeft de te beveiligen apparatuur een verwaarloosbare stroom van een veilige grootte en een lage energie-inhoud (I2t) - de stroomopwaartse aardlekschakelaar wordt niet geactiveerd.

Terug naar de specifieke toepassing van laadstations voor elektrische auto's: Als laadapparaten meer dan tien meter verwijderd zijn van de hoofdverdeelkast waarin de primaire overspanningsbeveiliging zich bevindt, moet een extra SPD direct op de klemmen van de AC-zijde van het station in overeenstemming met IEC 61643-12.

SPD's aan de ingang van de hoofdverdeelkast moeten in staat zijn om gedeeltelijke bliksemstromen af ​​te leiden (12.5 kA per fase), gecategoriseerd als Klasse I volgens IEC 61643-11, in overeenstemming met Tabel 1, in het AC-netwerk zonder netfrequentie in de bij blikseminslag. Bovendien moeten ze lekstroomvrij zijn (in pre-meetapplicaties) en ongevoelig voor kortstondige spanningspieken die kunnen optreden als gevolg van storingen in het laagspanningsnet. Dit is de enige manier om een ​​lange levensduur en hoge SPD-betrouwbaarheid te garanderen. UL-certificering, idealiter type 1CA of 2CA volgens UL 1449-4th, zorgt voor wereldwijde toepasbaarheid.

De hybride technologie van LSP is bij uitstek geschikt voor AC-beveiliging aan de ingang van de hoofdverdeelkast volgens deze vereisten. Vanwege het lekvrije ontwerp kunnen deze apparaten ook in de pre-meterruimte worden geïnstalleerd.

Bijzonderheid: gelijkstroomtoepassingen

Elektrische mobiliteit maakt ook gebruik van technologieën zoals snelladen en batterijopslagsystemen. Hier worden specifiek DC-toepassingen gebruikt. Dit vereist speciale afleiders met dienovereenkomstig uitgebreide veiligheidseisen, zoals grotere lucht- en kruipafstanden. Omdat de gelijkspanning, in tegenstelling tot de wisselspanning, geen nuldoorgang heeft, kunnen de resulterende bogen niet automatisch worden gedoofd. Als gevolg hiervan kunnen gemakkelijk brand ontstaan ​​en daarom moet een geschikte overspanningsbeveiliging worden gebruikt.

Omdat deze componenten zeer gevoelig reageren op overspanningen (lage storingsimmuniteit), moeten ze ook worden beschermd met geschikte beveiligingsinrichtingen. Anders kunnen ze voorbeschadigd raken, wat de levensduur van de componenten aanzienlijk verkort.

Met het product FLP-PV1000 biedt LSP een oplossing die is ontworpen voor gebruik in het DC-bereik. De belangrijkste kenmerken zijn onder meer een compact ontwerp en een speciale krachtige ontkoppelingsinrichting die kan worden gebruikt om een ​​schakelboog veilig te blussen. Door het hoge zelfdovende vermogen kan een te verwachten kortsluitstroom van 25 kA worden gescheiden, wat bijvoorbeeld kan worden veroorzaakt door batterijopslag.

Omdat de FLP-PV1000 een Type 1 en Type 2 afleider is, kan deze universeel worden gebruikt voor e-mobiliteitstoepassingen aan de DC-zijde als bliksem- of overspanningsbeveiliging. De nominale ontlaadstroom van dit product is 20 kA per geleider. Om ervoor te zorgen dat de isolatiebewaking niet wordt verstoord, wordt aanbevolen om een ​​lekstroomvrije afleider te gebruiken - dit is ook gegarandeerd met FLP-PV1000.

Een ander belangrijk aspect is de beveiligingsfunctie bij overspanningen (Uc). Hier biedt FLP-PV1000 veiligheid tot 1000 volt DC. Aangezien het beschermingsniveau <4.0 kV is, is tegelijkertijd de bescherming van het elektrische voertuig gegarandeerd. Voor deze auto's moet een nominale impulsspanning van 4.0 kV worden gegarandeerd. Dus als de bedrading correct is, beschermt de SPD ook de elektrische auto die wordt opgeladen. (Figuur 3)

FLP-PV1000 biedt een bijbehorend kleurendisplay dat handige statusinformatie geeft over de levensvatbaarheid van het product. Met een geïntegreerd telecommunicatiecontact kunnen evaluaties ook op afgelegen locaties worden uitgevoerd.

Universeel beschermingsschema

LSP biedt het meest uitgebreide productportfolio op de markt, met een apparaat voor elk scenario en vele malen meer dan slechts één. Voor alle bovenstaande gevallen kunnen LSP-producten de volledige laadinfrastructuur betrouwbaar beveiligen - zowel universele IEC- en EN-oplossingen als producten.

Mobiliteit verzekeren
Bescherm de laadinfrastructuur en elektrische voertuigen tegen blikseminslag en overspanningsschade volgens de vereisten van IEC 60364-4-44 clausule 443, IEC 60364-7-722 en VDE AR-N-4100.

Elektrische voertuigen - schoon, snel en stil - worden steeds populairder
De snelgroeiende markt voor e-mobiliteit wekt grote belangstelling bij de industrie, nutsbedrijven, gemeenschappen en bij de burger. Operators streven ernaar om zo snel mogelijk winst te maken, dus het is van vitaal belang om downtime te voorkomen. Dit wordt gedaan door in de ontwerpfase een uitgebreid bliksem- en overspanningsbeveiligingsconcept op te nemen.

Veiligheid - een concurrentievoordeel
Bliksemeffecten en -pieken brengen de integriteit van de gevoelige elektronica van laadsystemen in gevaar. Niet alleen laadpalen lopen gevaar, maar ook het voertuig van de klant. Stilstand of schade kan al snel duur worden. Naast de reparatiekosten loop je ook het risico het vertrouwen van je klanten te verliezen. Betrouwbaarheid heeft de hoogste prioriteit in deze technologisch jonge markt.

Belangrijke normen voor e-mobiliteit

Met welke normen moet rekening worden gehouden voor de laadinfrastructuur voor e-mobiliteit?

De IEC 60364 standaardreeks bestaat uit installatienormen en moet daarom worden gebruikt voor vaste installaties. Als een laadstation niet verplaatsbaar is en is aangesloten via vaste kabels, valt het onder de scope van IEC 60364.

IEC 60364-4-44, clausule 443 (2007) geeft informatie over WANNEER overspanningsbeveiliging moet worden geïnstalleerd. Als pieken bijvoorbeeld invloed kunnen hebben op openbare diensten of commerciële en industriële activiteiten en als gevoelige apparatuur van overspanningscategorie I + II… is geïnstalleerd.

IEC 60364-5-53, clausule 534 (2001) behandelt de vraag WELKE overspanningsbeveiliging moet worden geselecteerd en HOE deze moet worden geïnstalleerd.

Wat is nieuw?

IEC 60364-7-722 - Eisen voor speciale installaties of locaties - Benodigdheden voor elektrische voertuigen

Vanaf juni 2019 is de nieuwe norm IEC 60364-7-722 verplicht voor het plannen en installeren van overspanningsbeveiligingsoplossingen voor aansluitpunten die voor het publiek toegankelijk zijn.

722.443 Beveiliging tegen voorbijgaande overspanningen van atmosferische oorsprong of als gevolg van schakelen

722.443.4 Overspanningsregeling

Een voor het publiek toegankelijk aansluitpunt wordt beschouwd als onderdeel van een openbare voorziening en moet daarom worden beveiligd tegen transiënte overspanningen. Net als voorheen worden overspanningsbeveiligingsmodulen geselecteerd en geïnstalleerd volgens IEC 60364-4-44, clausule 443 en IEC 60364-5-53, clausule 534.

VDE-AR-N 4100 - Basisregels voor het aansluiten van installaties van klanten op het laagspanningssysteem

In Duitsland moet bovendien VDE-AR-N-4100 in acht worden genomen voor laadpalen die rechtstreeks op het laagspanningsnet zijn aangesloten.

VDE-AR-N-4100 beschrijft onder andere aanvullende eisen aan type 1-afleiders die worden gebruikt in het hoofdstroomnet, bijvoorbeeld:

• Type 1 SPD's moeten voldoen aan de productnorm DIN EN 61643 11 (VDE 0675 6 11)
• Er mogen alleen SPD's van het type 1 met spanningsomschakeling (met vonkbrug) worden gebruikt. SPD's met een of meer varistoren of een parallelschakeling van een vonkbrug en een varistor zijn verboden.
• Type 1 SPD's mogen geen bedrijfsstroom veroorzaken als gevolg van statusweergaven, bijv. LED's

Downtime - Laat het niet zover komen

Bescherm uw investering

Bescherm laadsystemen en elektrische voertuigen tegen kostbare schade

• Naar de laadregelaar en accu
• Naar de besturings-, teller- en communicatie-elektronica van het laadsysteem.

Bescherming van de laadinfrastructuur

Bliksem- en overspanningsbeveiliging voor elektrische laadstations

Laadpalen zijn nodig waar elektrische voertuigen voor langere tijd geparkeerd staan: op het werk, thuis, op park + ride-terreinen, in parkeergarages, in ondergrondse parkeergarages, bij bushaltes (elektrische bussen), enz. Daarom worden er momenteel steeds meer laadstations (zowel AC als DC) geïnstalleerd in particuliere, semi-openbare en openbare ruimtes - bijgevolg is er een toenemende belangstelling voor uitgebreide beveiligingsconcepten. Deze voertuigen zijn te duur en de investeringen te hoog om risico op blikseminslag en overspanningsschade te lopen.

Blikseminslag - Risico voor de elektronische schakelingen

Bij onweer lopen vooral de gevoelige elektronische schakelingen voor de controller, de teller en het communicatiesysteem gevaar.

Satellietsystemen waarvan de oplaadpunten met elkaar zijn verbonden, kunnen door slechts een enkele blikseminslag onmiddellijk worden vernietigd.

Pieken veroorzaken ook schade

Een blikseminslag in de buurt veroorzaakt vaak pieken die de infrastructuur beschadigen. Als dergelijke pieken optreden tijdens het laadproces, is de kans groot dat het voertuig ook wordt beschadigd. Elektrische voertuigen hebben doorgaans een elektrische sterkte tot 2,500 V, maar de spanning die wordt geproduceerd door een blikseminslag kan 20 keer hoger zijn dan dat.

Bescherm uw investeringen - Voorkom schade

Afhankelijk van de locatie en het type dreiging is een individueel aangepast bliksem- en overspanningsbeveiligingsconcept vereist.

Overspanningsbeveiliging voor elektrische mobiliteit

De markt voor elektrische mobiliteit is in beweging. Alternatieve aandrijfsystemen registreren een gestage toename van het aantal aanmeldingen en er is ook bijzondere aandacht voor de behoefte aan landelijke laadpunten. Zo zijn volgens berekeningen van de Duitse BDEW-vereniging 70.000 normale laadpunten en 7.000 snellaadpunten nodig voor 1 miljoen e-auto's (in Duitsland). Er zijn drie verschillende oplaadprincipes op de markt. Naast draadloos opladen op basis van het inductieprincipe, wat (op dit moment) nog relatief ongebruikelijk is in europa, zijn als verder alternatief batterijwisselstations ontwikkeld als de meest comfortabele oplaadmethode voor de gebruiker. De meest gangbare oplaadmethode is echter bedraad, geleidend opladen ... en dit is precies waar betrouwbare en zorgvuldig ontworpen bliksem- en overspanningsbeveiliging moet worden gegarandeerd. Als de auto als een veilige plek wordt beschouwd tijdens onweer vanwege de metalen carrosserie en dus volgens het principe van de kooi van Faraday, en als de elektronica ook relatief veilig is voor hardwareschade, veranderen de omstandigheden tijdens geleidend opladen. Tijdens het geleidend laden is de voertuigelektronica nu verbonden met de laadelektronica, gevoed door het voedingssysteem. Via deze galvanische verbinding met het stroomnet kunnen nu ook overspanningen in het voertuig worden gekoppeld. Door deze constellatie is de kans op bliksem- en overspanningsschade veel groter en wordt de bescherming van de elektronica tegen overspanningen steeds belangrijker. Overspanningsbeveiligingen (SPD) in de laadinfrastructuur bieden een eenvoudige en efficiënte manier om de elektronica van het laadstation en in het bijzonder die van de auto te beschermen tegen kostbare schade.

Bedraad opladen

Een typische installatielocatie voor dergelijke laadapparatuur is in de privéomgeving in de garages van privéwoningen of ondergrondse parkeergarages. Het laadstation is onderdeel van het gebouw. Het typische laadvermogen per laadpunt is hier maximaal 22 kW, het zogenaamde normaal laden, waarbij volgens de huidige Duitse toepassingsregel VDE-AR-N 4100 Laadinrichtingen voor elektrische voertuigen met nominaal vermogen ≥ 3.6 kVA moeten worden geregistreerd bij netbeheerder, en zelfs voorafgaande goedkeuring nodig hebben als het totaal te installeren nominaal vermogen> 12 kVA bedraagt. IEC 60364-4-44 moet hier specifiek worden vermeld als basis voor het bepalen van de vereisten voor de te bieden overspanningsbeveiliging. Het beschrijft "Bescherming tegen voorbijgaande overspanningen als gevolg van atmosferische invloeden of schakelhandelingen". Voor de selectie van de hier te installeren componenten verwijzen we naar IEC 60364-5-53. Een door LSP gecreëerd selectiehulpmiddel vergemakkelijkt de selectie van de betrokken afleiders. Kijk dan hier.

Oplaadmodus 4

Last but not least beschrijft laadmodus 4 het zogenaamde snellaadproces met> 22 kW, meestal met DC tot momenteel typisch 350 kW (perspectief 400 kW en meer). Dergelijke laadpalen zijn vooral te vinden in openbare ruimtes. Dit is waar IEC 60364-7-722 "Eisen voor speciale bedieningsfaciliteiten, kamers en systemen - Stroomvoorziening voor elektrische voertuigen" om de hoek komt kijken. Een overspanningsbeveiliging tegen transiënte overspanningen door atmosferische invloeden of tijdens schakelhandelingen is expliciet vereist voor laadpunten in openbaar toegankelijke inrichtingen. Als de laadstations buiten het gebouw worden geïnstalleerd in de vorm van laadpunten, wordt de vereiste bliksem- en overspanningsbeveiliging geselecteerd op basis van de geselecteerde installatielocatie. De toepassing van het bliksembeveiligingszone (LPZ) -concept in overeenstemming met IEC 62305-4: 2006 biedt verdere belangrijke informatie over het juiste ontwerp van bliksem- en overspanningsafleiders.

Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de bescherming van de communicatie-interface, vooral bij wallboxen en laadstations. Deze uiterst belangrijke interface moet niet alleen worden overwogen vanwege de aanbeveling van IEC 60364-4-44, aangezien het de link vertegenwoordigt tussen het voertuig, de laadinfrastructuur en het energiesysteem. Ook hier zorgen op de toepassing afgestemde beveiligingsmodules voor een betrouwbare en veilige werking van elektrische mobiliteit.

Duurzame mobiliteitsimplicaties in overspanningsbeveiligingssystemen

Voor een efficiënte en veilige elektrische voertuiglading is binnen de Laagspanningsregeling een specifieke instructie uitgewerkt voor de daarvoor bestemde installaties: de ITC-BT 52. Deze instructie benadrukt de noodzaak om over specifiek materiaal te beschikken in transiënte en permanente overspanningsbeveiliging. LSP heeft op maat gemaakte oplossingen om aan deze norm te voldoen.

Hoewel momenteel minder dan 1% van de Spaanse auto-industrie duurzaam is, wordt geschat dat er in 2050 ongeveer 24 miljoen elektrische auto's zullen zijn en over tien jaar zal dat aantal oplopen tot 2,4 miljoen.

Deze transformatie van het aantal auto's remt de klimaatverandering af. Deze evolutie impliceert echter ook de aanpassing van de infrastructuren die deze nieuwe schone technologie zullen leveren.

Bescherming tegen overspanningen bij het opladen van elektrische voertuigen

Het efficiënt en veilig opladen van elektrische auto's is een belangrijk thema bij de duurzaamheid van het nieuwe systeem.

Deze lading moet veilig worden uitgevoerd, waarbij het voertuig en het elektrische systeem worden behouden, met alle benodigde beveiligingen, inclusief die met betrekking tot overspanningen.

In dit opzicht moeten laadinstallaties voor elektrische voertuigen voldoen aan de ITC-BT 52 om alle circuits te beschermen tegen tijdelijke en permanente overspanningsbeveiliging die het voertuig tijdens het laadproces kunnen beschadigen.

De regeling werd bij koninklijk besluit gepubliceerd in het Spaanse officiële bulletin (Echte Decreto 1053/2014, BOE), waarin een nieuwe aanvullende technische instructie ITC-BT 52 werd goedgekeurd: «Voorzieningen voor verwante doeleinden. Infrastructuur voor het opladen van elektrische voertuigen ».

Instructie ITC-BT 52 van de Elektrotechnische Laagspanningsregeling

Deze instructie vereist nieuwe faciliteiten voor de bevoorrading van de laadpalen, evenals de aanpassing van bestaande faciliteiten die worden geleverd vanuit het elektriciteitsdistributienet naar de volgende gebieden:

1. In nieuwe gebouwen of parkeerterreinen moet een specifieke elektrische voorziening worden opgenomen voor het opladen van elektrische voertuigen, uitgevoerd conform het bepaalde in de genoemde ITC-BT 52:
2. a) op parkeerterreinen van gebouwen met een horizontaal eigendomsregime moet een hoofdgeleiding door gemeenschappelijke zones lopen (via buizen, kanalen, bakken, enz.) zodat het mogelijk is om aftakkingen te laten aansluiten op de laadpalen die zich in de parkeerplaatsen bevinden , zoals beschreven in sectie 3.2 van de ITC-BT 52.
3. b) op privéparkings in coöperaties, bedrijven of kantoren, voor personeel of vennoten, of lokale autodepots, moeten de nodige voorzieningen voor elke 40 parkeerplaatsen één laadstation leveren.
4. c) op permanente openbare parkeerplaatsen worden de nodige voorzieningen gegarandeerd om voor elke 40 zitplaatsen een laadstation te leveren.

Er wordt van uitgegaan dat een gebouw of een parkeerplaats nieuw is gebouwd wanneer het bouwproject wordt voorgelegd aan de overeenkomstige overheidsadministratie voor verwerking op een datum die volgt op de inwerkingtreding van Koninklijk Besluit 1053/2014.

De gebouwen of parkeerplaatsen vóór de publicatie van het koninklijk besluit hadden een periode van drie jaar om zich aan te passen aan de nieuwe regelgeving.

2. Op straat moeten de nodige voorzieningen worden overwogen om de laadpalen te voorzien van elektrische voertuigen die zijn gepland in de regionale of lokale Duurzame Mobiliteitsplannen.

Wat zijn de mogelijke schema's voor het plaatsen van laadpalen?

De installatieschema's voor het opladen van elektrische voertuigen die in de instructie zijn voorzien, zijn de volgende:

Collectief of bijkantoorschema met een hoofdloket in de oorsprong van de installatie.

Individueel schema met een gemeenschappelijke balie voor het huis en het laadstation.

Individueel schema met een teller voor elk laadstation.

Schema met circuit of extra circuits voor het opladen van elektrische voertuigen.

Overspanningsbeveiligingen voor de ITC-BT 52

Alle circuits moeten worden beschermd tegen tijdelijke (permanente) en voorbijgaande overspanningen.

Tijdelijke overspanningsbeveiligingen moeten in de nabijheid van de oorsprong van de faciliteit of in het moederbord worden geïnstalleerd.

In november 2017 werd de technische handleiding voor de toepassing van de ITC-BT 52 gepubliceerd, waarin het volgende wordt aanbevolen:

- Om een ​​overspanningsbeveiliging van het type 1 te installeren stroomopwaarts van de hoofdteller of naast de hoofdschakelaar, gelegen aan de ingang van de centralisatie van de tellers.

- Wanneer de afstand tussen het laadstation en de stroomopwaartse overspanningsbeveiliging groter is dan of gelijk is aan 10 meter, wordt aanbevolen om naast of binnenin het laadstation een extra overspanningsbeveiliging type 2 te installeren.

Oplossing tegen tijdelijke en permanente overspanningen

In LSP hebben we de juiste oplossing voor een effectieve bescherming tegen tijdelijke en permanente pieken:

Ter bescherming tegen transiënte overspanningen van het type 1 heeft LSP de FLP25-serie. Dit element garandeert een hoge bescherming tegen transiënte overspanningen voor stroomtoevoerleidingen bij de ingang van het gebouw, inclusief die geproduceerd door directe bliksemontladingen.

Het is een type 1 en 2 beschermer volgens de norm IEC / EN 61643-11. De belangrijkste kenmerken zijn:

• Impulsstroom per pool (slap) van 25 kA en een beschermingsniveau van 1,5 kV.
• Het wordt gevormd door gasontladingsinrichtingen.
• Het heeft borden voor de staat van de beveiligingen.

Voor bescherming tegen type 2 transiënte overspanningen en permanente overspanningen raadt LSP de SLP40-serie aan.

Bescherm uw elektrische auto

Een elektrisch voertuig is bestand tegen een schokspanning van 2.500V. In geval van onweer is de spanning die naar het voertuig kan worden overgebracht zelfs 20 keer hoger dan de spanning die het kan weerstaan, waardoor onherstelbare schade wordt veroorzaakt in het hele systeem (controller, teller, communicatiesystemen, voertuig), zelfs wanneer de impact van de straal vindt plaats op een bepaalde afstand.

LSP stelt u de nodige producten ter beschikking om de laadpunten te beschermen tegen tijdelijke en permanente stroomstoten, waardoor de instandhouding van het voertuig wordt verzekerd. Mocht u interesse hebben om de bescherming tegen overspanning aan te schaffen, dan kunt u daarbij rekenen op de hulp van onze deskundige medewerkers hier.

Samengevat

Speciale scenario's kunnen niet volledig worden afgedekt met universele oplossingen - net zoals een Zwitsers zakmes een goed uitgeruste gereedschapsset niet kan vervangen. Dit geldt ook voor de omgeving van EV-laadpalen en elektrische auto's, vooral omdat bij voorkeur ook passende meet-, regel- en regelinstrumenten in de beveiligingsoplossing moeten worden meegenomen. Het is zowel belangrijk om over de juiste apparatuur te beschikken als om de juiste keuze te maken, afhankelijk van de situatie. Als u hiermee rekening houdt, vindt u een zeer betrouwbaar bedrijfssegment in elektromobiliteit - en een geschikte partner in LSP.

Elektromobiliteit is een hot topic in de huidige tijd en in de toekomst. De verdere ontwikkeling ervan hangt af van de tijdige bouw van een geschikt netwerklaadstations die veilig en foutloos in gebruik moeten zijn. Dit kan worden bereikt door LSP-SPD's te gebruiken die zijn geïnstalleerd in zowel de voedings- als inspectielijnen, waar ze de elektronische componenten van de laadstations beschermen.

Bescherming van het stroomnet
Overspanningen kunnen op verschillende manieren via de voedingskabel in de laadstationtechnologie worden meegesleurd. Problemen als gevolg van overspanningen die via het distributienetwerk binnenkomen, kunnen betrouwbaar worden geminimaliseerd door gebruik te maken van krachtige LSP-bliksemstroomafleiders en SPD's van de FLP-serie.

Bescherming van meet- en regelsystemen
Als we de bovenstaande systemen correct willen gebruiken, moeten we voorkomen dat gegevens in de besturings- of datacircuits worden gewijzigd of verwijderd. De bovengenoemde gegevensbeschadiging kan worden veroorzaakt door overspanningen.

Over LSP
LSP is een technologievolger in AC & DC-overspanningsbeveiligingsapparatuur (SPD's). Sinds de oprichting in 2010 is het bedrijf gestaag gegroeid. Met meer dan 25 medewerkers, eigen testlaboratoria zijn de productkwaliteit, betrouwbaarheid en innovatie van LSP gegarandeerd. De meeste producten voor overspanningsbeveiliging zijn onafhankelijk getest en gecertificeerd volgens internationale normen (Type 1 tot 3) volgens IEC en EN. Klanten zijn afkomstig uit een breed scala van industrieën, waaronder de bouw / constructie, telecommunicatie, energie (fotovoltaïsche energie, wind, stroomopwekking in het algemeen en energieopslag), e-mobiliteit en het spoor. Meer informatie is beschikbaar op https://www.LSP-international.com.com.