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商用EV充電サイトでは、 ない ACB、MCCB、RCBO、RCD、SPD、電磁接触器、および絶縁開閉器を単一の汎用シーケンスで積み重ねる必要はありません。各デバイスには異なる役割があります。アーキテクチャは、供給容量、多様な充電負荷、想定短絡電流、導体および設置方法、接地方式、必要な選択性、EVSE設計、サージリスク、サービス継続性の目標、および現地の規定に基づいて選定する必要があります。.
小規模なAC充電サイトでは、既存の主配電盤からMCBまたはRCBOを介して個々の充電ポイント回路に給電する場合があります。より大規模な充電ハブでは、MCCBの受電器と協調のとれた送り出し保護を備えた専用の配電盤が正当化される可能性があります。ACBは、サービスまたは主配電の役割、フレームサイズ、故障レベル、保護機能、保守性、および配電盤の設計がそれを正当化する場合にのみ関連します。DC急速充電器は、充電器の認定されたアーキテクチャおよびメーカーの指示に従う必要があり、ACウォールボックス回路を拡張して設計することはできません。.
保護アーキテクチャの概要
| レベル | 設計上の質問 | 役割を果たす可能性のあるデバイス | そのデバイスが証明しないこと |
|---|---|---|---|
| サービス／主配電盤 | 現場への電源供給は、計算された負荷および故障レベルにおいてどのように切り替えられ、保護されていますか？ | 設置状況に応じた既存の主遮断器、MCCB、またはACB | 充電が商業用であるという理由だけでACBが必要であるという考え |
| 充電用配電盤 | 専用盤はどのように絶縁され、その母線／フィーダーはどのように保護されていますか？ | 開閉器、MCCB、MCB、ヒューズ、計量、制御 | すべての現場に単一の公称定格が適しているという考え |
| 充電器用フィーダー | ケーブルおよび充電器のフィーダーは、どのように過負荷および短絡から保護されていますか？ | MCCB、MCB、ヒューズ、またはメーカー指定のデバイス | その機能が明示的に含まれていない限り、残留電流保護が必要 |
| 個別のAC接続ポイント | そのコンセント／コネクタに対して、過電流および残留電流の保護はどのように提供されていますか？ | MCBとRCDの組み合わせ、またはRCBO（必要なDC残留電流対策を含む） | すべてのEVSEに対して、Type AのRCBO単体で適合するということ |
| 残留DC電流 | EVSEには準拠したDC残留電流検出機能が含まれていますか、それとも外部ソリューションが必要ですか？ | Type B RCD、または適切なRDC-DDを備えたType A/F RCD（地域の規則およびEVSEの指示に従うこと） | RDC-DDが付属のRCDを代替すること |
| 過渡過電圧 | サージ保護はどこに必要であり、各段階はどのように調整されますか？ | 設置状況に応じて決定されるType 1、Type 2、または組み合わせ型のSPD構成 | 充電器の横にある1つのSPDがすべての電力/データ経路を保護すること |
| 機能的開閉 | 充電の有効化、負荷遮断、遠隔停止、またはインターロックはどのように行われますか？ | EVSE制御、電磁接触器、シャントトリップ、不足電圧引き外し装置、エネルギー管理システム | 短絡、過負荷、または残留電流保護（別途提供される場合を除く） |
| 現地での絶縁 | 保守および緊急時の手順において、機器をどのように安全に絶縁できるか？ | 施錠可能なスイッチ断路器またはメーカーが規定する絶縁手段 | 活線作業の許可、またはロックアウト／タグアウト手順のバイパス |
保護装置メーカー、EVSEメーカー、配電盤製造業者、および設計者は、その境界について合意しなければならない。概念図上の「RCBO」や「MCCB」とラベル付けされたシンボルは、定格、協調、または適合性を確立するものではない。.
遮断器のフレームではなく、入力から検討する
ACB、MCCB、MCB、RCBO、RCD、またはSPDを選定する前に、以下の入力情報を収集すること：
- 供給電圧、相数、周波数、接地方式、変圧器／受電容量、および電力会社の制約。;
- 既存の最大需要、充電電力、充電の多様性または負荷管理戦略、力率、効率、高調波、および将来の拡張性。;
- 受電点、充電盤、および充電ポイントの端子における想定短絡電流。;
- フィーダー長、導体材料とサイズ、敷設方法、束ね配線、周囲温度、許容電圧降下、および端子接続の制限。;
- EVSEトポロジー、コネクタ数、接続ポイントごとの最大電流、組み込まれた保護機能、メーカー指定の上流側機器、および認証／リスティング。;
- 要求される稼働率、1つの故障後に許容される複数充電器の停止、選択遮断の目標、メンテナンスアクセス、遠隔監視、および予備品戦略。;
- 雷への曝露、供給方式、上流側のSPD、ケーブル配線、データ／通信インターフェース、および地域の過電圧に関する規則。;
- 適用される設備規定、機器規格、当局の要件、およびプロジェクトの管轄区域で採用されている版。.
これらの入力がアーキテクチャを決定します。 商業用対住宅用EV保護ガイドは、 規模、多様性、公共アクセス、稼働時間、および配電盤の構造が、なぜ商業施設の設計業務を変えるのかを説明しています。.
各保護デバイスの用途
ACB：主配電用、商業施設におけるデフォルトではない
気中遮断器（ACB）は、定格動作電圧/電流、遮断容量、投入容量、短時間耐電流、トリップユニット機能、選択遮断設定、通信機能、および保守性が計算上の負荷要件に適合する場合、大電流の主配電盤において適切となり得ます。大規模な設備では、受電用または主要な配電用インカマーとして機能します。.
ACBは、充電器の数、「商業用」という言葉、あるいは一般的な電流閾値によって自動的に必要とされるものではありません。多くの商業施設は、既存の主装置またはMCCBで十分に賄えます。引出形構造は、計画的な絶縁および保守戦略を改善できますが、通電中の取り外し、挿入、または交換を許可するものではありません。その作業は、配電盤メーカーの手順および現場の電気安全規則に従う必要があります。.
MCCB：その範囲と調整機能が適合する場合の配電盤インカマーまたはフィーダー保護
MCCBは一般的に、充電用配電盤のインカマー、サブメイン、および大型充電器フィーダーを保護します。製品によって、調整可能な長限時、短限時、瞬時、および地絡保護機能を提供する場合があります。これらの機能、調整範囲、および通信機能は、モデルごとに異なります。.
MCCBの選定は、負荷電流、導体容量、周囲温度によるディレーティング、想定短絡電流、必要な遮断容量、上位・下位機器との協調、および機器メーカーの制限事項を確認した上で行ってください。フレームサイズは、選定したトリップ定格とは異なります。.
MCBまたはRCBO：機能範囲の異なる最終回路の過電流保護
MCBは過電流保護を提供します。RCBOは、その機器固有の範囲および特性において、過電流保護と残留電流保護を組み合わせたものです。EVSEの指示、設置規則、および残留電流対策を満たす場合、いずれの構成も個別のAC充電ポイントで使用可能です。.
RCBOは盤内の省スペース化に寄与し、故障発生時に共有グループではなく単一回路のみに影響を限定できますが、「RCBO」という名称だけでは不十分です。設計者は、定格電流、トリップ曲線、短絡定格、定格残留動作電流、残留電流のタイプ、極数と中性線の構成、電圧依存性、および配電盤との適合性を指定する必要があります。7 kWおよび22 kWの詳細な計算については、 EV充電器用回路ブレーカーの選定ガイド.
RCDとRDC-DD：AC感電保護機能とDC検出機能の分離
IEC 60364-7-722は、電気自動車へのエネルギー供給を目的とした回路、および車両からエネルギーを逆送電するための回路を対象としています。モード3のAC充電において、残留電流対策はEVSEが何を内蔵しているかに大きく依存します。.
IEC 62955は、同規格の適用範囲内にある、常設接続されたモード3 AC充電ステーション用の残留直流検出装置（RDC-DD）に適用されます。RDC-DDは、関連する平滑なDC残留電流状態を検出し、定義された構成を通じて遮断を開始します。これは それ自体がRCDではありません 完全な残留電流保護機能を提供します。.
各AC接続点におけるIEC準拠の一般的な構成は、以下のいずれかです。
- 必要な定格残留動作電流を備えたType B RCD、または
- 採用されている規則で許可され、かつEVSEメーカーの文書でサポートされている場合、適切なRDC-DDを備えたType AまたはType F RCD。.
EVSEに組み込まれた6 mA DC検出機能とその適合性が確認されるまで、Type A RCBOを単独で選択しないでください。逆に、認定されたEVSEアーキテクチャおよび現地の規則が別の構成をサポートしている場合は、外部のType Bデバイスを自動的に指定しないでください。最終的な判断は、 EV充電器用RCD選定ガイド, に記載されており、試運転の境界については、 6 mA DC漏電保護試験ガイド.
SPD：保護はリスクベースであり、設備全体で調整されるものとする
業務用充電器には、過渡過電圧に対して脆弱となり得るパワーエレクトロニクス、制御装置、通信機器、およびネットワークインターフェースが内蔵されています。必要なSPDのタイプと配置は、建物の避雷システム、供給方式、リスク評価、採用されている規格、上流側の保護、ケーブルの長さと配線、耐電圧レベル、および充電器メーカーの指示に依存します。.
受電点に設置されたSPDは、遠隔の充電用分電盤や充電器付近の別の段と調整が必要になる場合があります。この決定は普遍的な距離ルールに単純化することはできず、電源回路の保護がイーサネット、信号線、またはその他の導電性インターフェースを自動的に保護するわけではありません。専用の EV充電器用サージ保護ガイド を参照して、SPDのタイプ、調整、バックアップ保護、導体の配線、および状態監視を行ってください。.
電磁接触器、シャントトリップ、不足電圧引き外し装置、およびエネルギー管理：制御はそれ自体が保護ではありません
商業施設では、充電の有効/無効切り替え、デマンド制限、緊急遮断、遠隔制御、またはインターロックが必要になることがよくあります。電磁接触器や引き外し装置は、EVSE、エネルギー管理システム、火災対策戦略、または保護リレーからの指令によって動作します。その使用区分、定格電流、耐久性、コイル/制御電源、故障時の状態、および調整は、用途に適合している必要があります。.
これらのコンポーネントは、過電流保護装置、RCD、絶縁開閉器、または認定されたEVSE安全機能を本質的に代替するものではありません。「遠隔トリップ」は制御の結果として扱い、そのソース、電源、故障時の挙動、リセット手順、および検証内容を文書化する必要があります。.
3つの商業用EV充電アーキテクチャパターン
パターン1：小規模AC目的地充電サイト
店舗、オフィス、またはホスピタリティ施設において少数のAC充電器を追加する場合、既存の配電盤の予備容量を使用できることがあります。各接続点には、EVSEおよび採用されている規則で求められる過電流および残留電流に対するソリューションが依然として必要です。ケーブルルート、負荷管理、計量、絶縁、拡張、または選択性が既存の配電盤で適切に処理できない場合は、専用のローカル配電盤を設けることが望ましい場合があります。.
一般的な判断基準： 既存の主装置 → 必要に応じて充電用配電回路 → 個別のMCBおよびRCDまたはRCBO → 適切なDC残留電流ソリューションを組み込んだ、または組み合わせたEVSE。.
パターン2：大規模AC充電ハブ
多数のACコネクタを備えた駐車場では、通常、専用の充電用配電盤、多様化負荷計算、動的負荷管理、出力回路の分離、計量、通信、および協調保護が必要です。MCCBは、配電盤の受電用またはサブメインの保護装置として機能します。個々の接続点は、1つの充電器の故障が不必要に大きなグループを遮断しないように配置する必要があります。.
一般的な判断基準： サービス/主配電保護 → 専用充電盤の受電用 → 協調されたバスバー/出力保護 → 個別の接続点保護 → EVSE。MCCB、MCB、RCBO、RCD、およびSPDの正確な使用は、計算された責務に従います。.
パターン3：DC急速充電サイト
DC急速充電器は、より大きなパワーエレクトロニクス負荷を課す可能性があり、多くの場合、メーカーが規定するAC入力保護、内部変換ステージ、DC出力保護、絶縁監視、緊急機能、冷却、通信機能を備えた統合機器として供給されます。上流側の設備は、充電器の入力仕様、故障寄与および耐量、高調波、変圧器または受電の制約、および認定された指示に基づいて設計する必要があります。.
一般的な判断基準： 電力会社/変圧器および主盤の保護 → 充電器フィーダーの保護および絶縁 → 充電器メーカーの認定内部アーキテクチャ。上流側のRCBOは、充電器の指定された保護システムの一般的な代替品ではありません。.
不要なトリップと危険なギャップを防ぐための協調確認
遮断容量および故障電流
保護装置の適用可能な短絡定格は、その設置場所において適切でなければなりません。建物の規模から推測するのではなく、想定故障電流を計算または検証してください。カスケード接続またはバックアップの組み合わせを使用する場合は、上流側および下流側の各機器について、メーカーが試験済みの表で裏付けられている必要があります。.
過負荷保護および導体容量
機器の設定/定格を、設計電流、補正後の導体容量、端子制限、電圧降下、およびEVSEの指示と調整してください。米国では、NEC第625条が関連するEV充電負荷を連続負荷として扱い、管轄区域固有のサイジング規則を使用します。採用されている規格を確認せずに、一般的な125%ルールをIECプロジェクトに適用しないでください。.
選択性およびサービスの継続性
時間-電流特性曲線、瞬時しきい値、短時間遅延、地絡機能、限流特性、およびメーカーの選択性表を確認してください。すべての故障レベルで完全な選択性を達成できるとは限りませんが、選択した結果を把握しておく必要があります。下流側の充電器で故障が発生した場合、サポートされている協調ソリューションによって局所的に遮断できるのであれば、ハブ全体を切り離すべきではありません。.
残留電流の協調
複数の電子充電器は、定常的な漏れ電流や高周波成分の原因となる可能性があります。EVSEのデータシート、RCDのタイプ、定格残留電流、許容される場合の時延、グループ化、および上流・下流の協調を確認してください。感電に対する保護と現地の規則への適合を実証することなく、トリップを抑制するためだけに感度値を上げたり、遅延を追加したりしないでください。.
SPDの協調
システム電圧、接地システム、SPDのタイプ、最大連続動作電圧、電圧保護レベル、公称放電電流、短絡耐量、必要なバックアップ保護、導体の長さと配線、および状態表示を確認してください。リスク評価で必要とされる場合は、多段接続されたSPDの協調を図り、関連する通信経路を保護してください。.
中性線、高調波、および4極開閉
三相システムに分散配置された単相充電器は、中性線電流や不平衡を生じさせる可能性があり、非線形機器は高調波の問題を増大させる可能性があります。相の割り当て、中性線のサイズ選定、第3次高調波、4極開閉の要件、および接地システムの規則を検討してください。3P+Nや4Pというラベルだけでは、どの極が保護されているか、あるいは中性線がどのように動作するかは説明されません。.
アーキテクチャの図解例
動的負荷管理を備えた22 kWの三相AC充電ポイントを12基設置する商業用駐車場を検討します。算術的な接続負荷は最終的な設計電流ではなく、この例は 施工設計ではありません.
- 設計者は、サービス/変圧器容量、既存のピーク需要、現場の拡張許容量、接地方式、充電器の入力データ、および現地の規定を記録します。.
- 充電管理戦略により、現場の充電需要に対する強制力のある最大値が設定されます。通信障害が過負荷を密かに引き起こすことがないよう、故障モードが定義されています。.
- 想定短絡電流は、主配電盤、専用充電用配電盤、および遠隔充電ポイントで計算されます。.
- 専用配電盤の受電用遮断器は、導体、バスバー、遮断容量、選択性、および絶縁の要件が判明した後にのみ、MCCBまたはその他の適切なデバイスとして選定されます。.
- 各充電ポイントには、個別のフィーダー過電流保護と、そのEVSEが準拠するRDC-DDを内蔵しているかどうかに基づいた許容可能な残留電流保護方式が適用されます。.
- SPDの要件は、充電器の電力のみからではなく、現場の雷保護/電源評価、既存の上流段階、ケーブル経路、および機器の耐性から決定されます。.
- 設計は、メーカーの協調表、ケーブル計算、熱的制限、EVSEの指示書、現地の検査要件、および文書化された試運転計画に基づいて検証されます。.
この例では、意図的に公称遮断器サイズを省略しています。実際の電流制限、ケーブルの敷設状況、周囲温度/群係数、故障レベル、電圧降下の目標値、およびメーカーの要件が不明な状態で公開される定格は、不正確な精度となってしまうためです。.
設計および試運転チェックリスト
| ステージ | 通電前に完了すべき証拠 |
|---|---|
| 設計の根拠 | 単線結線図のコンセプト、コード/規格および版数、供給データ、接地方式、負荷/需要率算出方法、および拡張時のケース |
| 計算 | 最大需要、導体サイズ選定/低減係数、電圧降下、短絡電流、遮断、必要に応じたアークフラッシュ評価、および熱的確認 |
| デバイス選定 | 正確な注文コード、定格/設定値、遮断容量、極/中性線の動作、RCD/RDC-DDソリューション、SPD協調、およびメーカー指示書 |
| コーディネーション | 上流/下流の選択遮断またはバックアップ表、設定値検討、残留電流の識別、および故障モードのレビュー |
| 配電盤（Switchboard） | 定格アセンブリ、バスバーおよび温度制限、侵入保護／環境適合性、内部分離、アクセス、ラベル、計量、および予備容量 |
| 機能安全 | 非常停止および遠隔停止ロジック、負荷管理のフェイルステート、電磁接触器／解放動作、リセット権限、通信喪失、および火災システムインターフェース |
| 試験 | 導通、絶縁、極性／相順、保護装置の設定、承認された手順を用いたRCD／RDC-DD試験、該当する場合の接地／ループ試験、SPDの状態、および機能トリップ |
| 引き渡し | 竣工単線結線図、設定記録、試験結果、マニュアル、証明書ファイル、メンテナンス間隔、予備品リスト、および変更管理責任者 |
商業用EV充電システムの設計、設置、試験、および保守は、資格のある担当者のみが行う必要があります。絶縁、ロックアウト、停電確認を行い、配電盤およびEVSEメーカーの安全手順に従ってください。本ガイドはアーキテクチャのフレームワークであり、現場固有のエンジニアリング承認ではありません。.
VIOX保護コンポーネントの選定
VIOXは、低圧配電用のACB、MCCB、RCBO、残留電流デバイス、SPD、アイソレータ、および制御コンポーネントを供給しています。製品の選定は、上記の保護義務およびプロジェクトの入力条件が定義された後にのみ開始してください。モデルレベルの提案については、単線結線図のコンセプト、電圧／周波数、負荷スケジュール、計算された故障レベル、導体データ、必要な設定／機能、残留電流戦略、SPD検討、仕向け市場、および文書要件を送付してください。.
サプライヤーの提案書は、プロジェクト設計者による計算、EVSEメーカーの指示、試験済みのデバイス協調データ、または責任ある当局による承認に代わるものではありません。.
