Για ηλεκτρολόγους μηχανικούς και εγκαταστάτες, η ραγδαία επέκταση της υποδομής ηλεκτρικών οχημάτων (EV) παρουσιάζει μια συγκεκριμένη πρόκληση προστασίας: Ρεύματα σφάλματος DC. Σε αντίθεση με τα τυπικά οικιακά φορτία, τα κυκλώματα διόρθωσης μέσα στους ενσωματωμένους φορτιστές EV (OBC) μπορούν να δημιουργήσουν ομαλά ρεύματα διαρροής DC σε περίπτωση σφάλματος.
Εάν δεν απομονωθούν σωστά, αυτά τα ρεύματα DC μπορούν να "τυφλώσουν" τις ανάντη Διατάξεις Διαφορικού Ρεύματος Τύπου A (RCD), καθιστώντας ολόκληρη την ηλεκτρική εγκατάσταση μη ασφαλή.
Αυτός ο τεχνικός οδηγός αναλύει τις τρεις συμβατές στρατηγικές προστασίας που ορίζονται από IEC 60364-7-722 και IEC 61851-1: χρησιμοποιώντας ένα RCD Τύπου B, ένα RCD Τύπου F (με συγκεκριμένες προϋποθέσεις) ή τη νεότερη προσέγγιση “Τύπου EV” (RDC-DD). Θα εξετάσουμε τις τεχνικές διακρίσεις μεταξύ IEC 62423 και IEC 62955 για να καθορίσουμε τη βέλτιστη επιλογή για ασφάλεια, συμμόρφωση και οικονομική απόδοση.
Το φαινόμενο “τύφλωσης”: Γιατί ο τύπος A είναι ανεπαρκής
Το θεμελιώδες ζήτημα στην προστασία EV είναι ο μαγνητικός κορεσμός του πυρήνα ανίχνευσης στα τυπικά RCD. Ένα τυπικό RCD Τύπου A (που χρησιμοποιείται συνήθως σε οικιακά και εμπορικά κυκλώματα) χρησιμοποιεί έναν τοροειδή μετασχηματιστή βελτιστοποιημένο για 50/60Hz AC και παλλόμενο DC.
Οταν Ομαλό ρεύμα DC (ρεύμα DC με κυμάτωση μικρότερη από 10%) ρέει μέσω αυτού του τοροειδούς, δημιουργεί μια σταθερή μαγνητική ροή. Εάν αυτή η διαρροή DC υπερβεί 6mA, μπορεί να μετατοπίσει το σημείο λειτουργίας του μαγνητικού πυρήνα σε κορεσμό. Μόλις κορεστεί, ο πυρήνας δεν μπορεί να ανιχνεύσει το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από ένα απειλητικό για τη ζωή σφάλμα γείωσης AC. Το RCD “τυφλώνεται” και δεν θα ενεργοποιηθεί, αφήνοντας τους χρήστες απροστάτευτους από ηλεκτροπληξία.
Επομένως, τα διεθνή πρότυπα απαιτούν ότι οποιοδήποτε σημείο φόρτισης EV πρέπει να προστατεύεται από μια συσκευή που αποσυνδέει την παροχή σε περίπτωση ρεύματος σφάλματος DC ≥ 6mA.
Ορισμός των ανταγωνιστών: Τύπος B έναντι Τύπου F έναντι Τύπου EV
1. RCD Τύπου B (IEC 62423)
Το RCD τύπου B είναι η πιο ισχυρή λύση. Περιέχει δύο συστήματα ανίχνευσης: μια τυπική πύλη ροής για AC/παλλόμενο DC και ένα ξεχωριστό ηλεκτρονικό κύκλωμα ανίχνευσης υψηλής συχνότητας για ομαλό DC.
- Δυνατότητες: Ανιχνεύει ημιτονοειδές AC, παλλόμενο DC και ομαλό DC υπολειμματικά ρεύματα. Επίσης, ανιχνεύει ρεύματα σε συχνότητες έως 1000Hz (κρίσιμο για την ανίχνευση διαρροής συχνότητας μεταγωγής από μετατροπείς).
- Κατώφλι ενεργοποίησης: Συνήθως 30mA AC και 60mA DC. (Σημείωση: Ενώ το πρότυπο επιτρέπει έως και 2x IΔn για DC, οι διακόπτες VIOX Τύπου B συχνά ενεργοποιούνται νωρίτερα για ενισχυμένη ασφάλεια).
- Εφαρμογή: Απαιτείται για τριφασικούς φορτιστές όπου η διαρροή DC μπορεί να είναι ομαλή και για εγκαταστάσεις που απαιτούν μέγιστο χρόνο λειτουργίας και επιλεκτικότητα.
2. RCD Τύπου F (IEC 62423)
Το RCD Τύπου F είναι ένας βελτιωμένος Τύπος A. Προσφέρει καλύτερη ανοσία σε ενοχλητικές ενεργοποιήσεις από ρεύματα υπέρτασης και μπορεί να ανιχνεύσει υπολειμματικά ρεύματα με μικτές συχνότητες (έως 1kHz).
- Περιορισμός: Κρίσιμα, Ο τύπος F δεν ανιχνεύει ομαλό DC.
- Εφαρμογή EV: Πρέπει δεν μπορεί να χρησιμοποιήστε ένα RCD Τύπου F μόνο για φόρτιση EV. Πρέπει να συνδυαστεί με ένα RDC-DD (Συσκευή ανίχνευσης υπολειμματικού συνεχούς ρεύματος) που χειρίζεται την ανίχνευση 6mA DC.
3. Τύπος EV / RDC-DD (IEC 62955)
Συχνά διαφημίζεται ως “Τύπος EV”, αυτό είναι τεχνικά ένα Συσκευή ανίχνευσης υπολειμματικού συνεχούς ρεύματος (RDC-DD). Έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αποτρέπει την τύφλωση των ανάντη RCD Τύπου A.
- Λειτουργία: Παρακολουθεί το κύκλωμα για ομαλή διαρροή DC.
- Κατώφλι: Πρέπει να πρέπει να ενεργοποιηθεί στα 6mA DC.
- Πρότυπα: Διέπεται από IEC 62955.
- Παραλλαγές:
- RDC-MD (Συσκευή παρακολούθησης): Ανιχνεύει διαρροή και σηματοδοτεί τον επαφέα του φορτιστή EV να ανοίξει. Εάν οι επαφές του επαφέα συγκολληθούν, η προστασία αποτυγχάνει.
- RDC-PD (Προστατευτική συσκευή): Περιλαμβάνει τον δικό του μηχανισμό αποσύνδεσης (παρόμοιο με έναν διακόπτη κυκλώματος).
Για μια βαθύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι συσκευές εντάσσονται σε ευρύτερα εμπορικά συστήματα, ανατρέξτε στον οδηγό μας για Εμπορική προστασία φόρτισης EV.
Πίνακας τεχνικής σύγκρισης
Ο ακόλουθος πίνακας συνοψίζει τις δυνατότητες ανίχνευσης και τη συμμόρφωση με τα πρότυπα για κάθε τύπο συσκευής.
| Χαρακτηριστικό γνώρισμα | RCD Τύπου A | RCD Τύπου F | RCD τύπου B | RDC-DD (Τύπος EV) |
|---|---|---|---|---|
| Πρότυπο | IEC 61008 / 61009 | IEC 62423 | IEC 62423 | IEC 62955 |
| Υπολειμματικό ρεύμα AC | ✅ | ✅ | ✅ | (Εξαρτάται από τον ενσωματωμένο Τύπο A) |
| Παλμικό DC | ✅ | ✅ | ✅ | (Εξαρτάται από τον ενσωματωμένο Τύπο A) |
| Μικτές συχνότητες (1kHz) | ❌ | ✅ | ✅ | ❌ |
| Ανίχνευση Ομαλού DC | ❌ | ❌ | ✅ (Ναι) | ✅ (Ναι) |
| Κατώφλι ενεργοποίησης DC | N/A | N/A | ≤ 60mA* | 6mA |
| Αποτρέπει την τύφλωση; | Όχι | Όχι | Ναι (Ανθεκτικό) | Ναι (μέσω αποσύνδεσης) |
| Κόστος | Χαμηλή | Μεσαίο | Υψηλή | Μέτριο (Ενσωματωμένο) |
*Το πρότυπο IEC 62423 επιτρέπει στο ρεύμα ενεργοποίησης DC να είναι έως και 2 φορές το ονομαστικό ρεύμα διαρροής AC (IΔn). Για μια συσκευή 30mA, αυτό είναι 60mA DC. Ωστόσο, η ίδια η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να αντέχει αυτό το επίπεδο DC χωρίς τύφλωση.
IEC 62955 έναντι IEC 62423: Ποιο Πρότυπο Εφαρμόζεται;
Η επιλογή μεταξύ μιας συσκευής συμβατής με το πρότυπο IEC 62423 (Τύπος B) και μιας συσκευής IEC 62955 (RDC-DD) εξαρτάται συχνά από το υλικό φόρτισης και το περιβάλλον εγκατάστασης.
Σενάριο 1: Η “Ενσωματωμένη” Προσέγγιση (IEC 62955)
Πολλοί σύγχρονοι φορτιστές AC (7kW – 22kW φορτιστές) διαθέτουν ενσωματωμένη ανίχνευση DC 6mA. Αυτό είναι ένα RDC-DD συμβατό με το πρότυπο IEC 62955.
- Απαίτηση: Πρέπει να εγκαταστήσετε ένα RCD Τύπου A ανάντη στον πίνακα διανομής για να χειριστεί σφάλματα AC.
- Πλεονεκτήματα: Χαμηλότερο κόστος εξαρτημάτων στον πίνακα.
- Μειονεκτήματα: Εάν η εσωτερική ανίχνευση του φορτιστή αποτύχει, το RCD Τύπου A ανάντη κινδυνεύει από τύφλωση. Η συντήρηση περιλαμβάνει την αντικατάσταση ολόκληρης της πλακέτας PCB του φορτιστή και όχι ενός εξαρτήματος ράγας DIN.
Σενάριο 2: Η Προσέγγιση “Εξωτερικής Προστασίας” (IEC 62423)
Χρήση ενός τοποθετημένου σε ράγα DIN RCD τύπου B (ή Τύπος Β RCBO) στον πίνακα διανομής.
- Απαίτηση: Δεν απαιτείται επιπλέον RDC-DD μέσα στον φορτιστή. Το RCD Τύπου B χειρίζεται σφάλματα AC, παλμικού DC και ομαλού DC.
- Πλεονεκτήματα: Κεντρική συντήρηση, υψηλότερη αξιοπιστία, ανθεκτικότητα σε εξωτερικές παρεμβολές DC, σαφής ένδειξη του τύπου σφάλματος (σε προηγμένα μοντέλα).
- Μειονεκτήματα: Υψηλότερο αρχικό κόστος εξαρτημάτων.
Πλαίσιο Απόφασης Επιλογής
Κατά την προδιαγραφή προστασίας για ένα έργο, ακολουθήστε αυτή τη λογική για να διασφαλίσετε τη συμμόρφωση με το πρότυπο IEC 60364-7-722:
- Ελέγξτε το Φύλλο Δεδομένων του Φορτιστή: Δηλώνει το EVSE (Εξοπλισμός Παροχής Ηλεκτρικής Ενέργειας Οχημάτων) ένα ενσωματωμένο RDC-DD συμβατό με το πρότυπο IEC 62955;
- ΝΑΙ: Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα Τύπος Α (ή Τύπου F) RCD/RCBO στον πίνακα.
- ΟΧΙ: Πρέπει να χρησιμοποιήστε ένα Τύπος Β RCD στον πίνακα.
- Ελέγξτε την Ανάντη Επιλεκτικότητα:
- Εάν εγκαταστήσετε ένα RCD Τύπου B για τον φορτιστή, βεβαιωθείτε ότι το ανάντη κύριο RCD δεν είναι Τύπου A. Ένα σφάλμα DC που διέρχεται από τον Τύπο B θα μπορούσε να τυφλώσει έναν ανάντη Τύπο A. Ιδανικά, το κύκλωμα EV θα πρέπει να συνδεθεί παράλληλα με άλλα κυκλώματα, όχι κατάντη ενός γενικού Τύπου A RCCB, ή ο κύριος διακόπτης θα πρέπει να είναι Τύπου B (σπάνιο/ακριβό) ή μη-RCD (εάν το TN-C-S/TN-S το επιτρέπει).
- Λάβετε υπόψη τα Εμπορικά Περιβάλλοντα:
- Σε εμπορικά περιβάλλοντα με πολλούς φορτιστές, η σωρευτική διαρροή (ακόμη και κάτω από 6mA ανά φορτιστή) μπορεί να είναι προβληματική. Ρελέ διαφυγής τύπου B προτιμώνται για ανθεκτικότητα και για να αποφευχθεί η εξάρτηση από την ποικίλη ποιότητα των εσωτερικών ηλεκτρονικών του φορτιστή.
Ανάλυση Κόστους έναντι Ασφάλειας
| Στρατηγική Εξαρτημάτων | Κόστος Εξοπλισμού | Εργασία εγκατάστασης | Αξιοπιστία | Συντήρηση |
|---|---|---|---|---|
| RCD Τύπου A + 6mA RDC-DD (Ενσωματωμένο) | Χαμηλή | Πρότυπο | Εξαρτάται από την ποιότητα του EVSE | Σύνθετο (Επισκευή φορτιστή) |
| RCD Τύπου B (Εξωτερικό) | Υψηλή | Πρότυπο | Πολύ Υψηλό (Βιομηχανικής Κατηγορίας) | Απλό (Αντικατάσταση διακόπτη) |
| RCD Τύπου F + RDC-DD | Μεσαίο | Πρότυπο | Μεσαίο | Σύνθετο |
Για περιουσιακά στοιχεία υψηλής αξίας και κρίσιμες υποδομές, το RCD τύπου B παραμένει η μηχανική προτίμηση λόγω της ανεξαρτησίας του από τα εσωτερικά ηλεκτρονικά του φορτιστή. Για μαζικές οικιακές εγκαταστάσεις, το Τύπος A + RDC-DD μοντέλο είναι το οικονομικό πρότυπο.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Ε: Μπορώ να χρησιμοποιήσω ένα RCD Τύπου AC για φόρτιση EV;
A: Οχι. Τα RCD Τύπου AC απαγορεύονται για φόρτιση EV στις περισσότερες δικαιοδοσίες (συμπεριλαμβανομένου του προτύπου IEC 60364-7-722) επειδή δεν μπορούν να ανιχνεύσουν παλμικό DC, το οποίο είναι κοινό στα κυκλώματα διόρθωσης EV.
Ε: Εάν έχω ένα RCD Τύπου B, χρειάζομαι ράβδο γείωσης;
Α: Ο τύπος RCD υπαγορεύει την ανίχνευση διαρροής, όχι τις διατάξεις γείωσης. Ωστόσο, για τροφοδοτικά PME (TN-C-S), ενδέχεται να χρειαστείτε ακόμη μια συσκευή ανίχνευσης ανοιχτού PEN ή μια ράβδο γείωσης, ανεξάρτητα από το αν χρησιμοποιείτε RCD Τύπου B ή Τύπου A.
Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ RDC-MD και RDC-PD;
Α: Και τα δύο ορίζονται στο πρότυπο IEC 62955. Ένα RDC-MD παρακολουθεί διαρροή και δίνει εντολή σε έναν επαφέα να ανοίξει (φθηνότερο, ενσωματωμένο). RDC-PD έχει το δικό του προστασία μηχανισμό (μεταγωγής), καθιστώντας το ασφαλέστερο εάν ο επαφέας κολλήσει κλειστός.
Ε: Μπορώ να χρησιμοποιήσω ένα RCD Τύπου B κατάντη ενός RCD Τύπου A;
Α: Γενικά, όχι. Ιδανικά, τα RCD θα πρέπει να είναι συντονισμένα. Εάν συμβεί σφάλμα DC, ρέει και μέσω των δύο. Το κατάντη Τύπου B θα ενεργοποιηθεί, αλλά το ρεύμα DC μπορεί να έχει ήδη τυφλώσει το ανάντη Τύπου A, απενεργοποιώντας το για άλλα κυκλώματα. Η βέλτιστη πρακτική είναι να συνδέσετε το κύκλωμα EV παράλληλα ή να βεβαιωθείτε ότι η ανάντη συσκευή είναι επίσης Τύπου B (ή χρονικά καθυστερημένου Τύπου S, εάν είναι κατάλληλο για τη γείωση του συστήματος).
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την επιλογή της σωστής προστασίας κυκλώματος για τα έργα σας, εξερευνήστε τους οδηγούς μας σχετικά με Συντελεστές Υποβάθμισης Ηλεκτρικής Ισχύος και Τύποι διακοπτών κυκλώματος.
