상업용 EV 충전 보호 가이드

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상업용 EV 충전소는 지 ACB, MCCB, RCBO, RCD, SPD, 접촉기 및 절연기를 하나의 범용 시퀀스로 쌓을 필요가 없습니다. 각 장치는 서로 다른 역할을 수행합니다. 아키텍처는 공급 용량, 다변화된 충전 부하, 예상 단락 전류, 도체 및 설치 방법, 접지 방식, 요구되는 선택성, EVSE 설계, 서지 위험, 서비스 연속성 목표 및 현지 규정에 따라 선택되어야 합니다.

소규모 AC 충전소의 경우, 기존 주 배전반이 MCB 또는 RCBO를 통해 개별 충전 지점 회로에 전원을 공급할 수 있습니다. 더 큰 충전 허브는 MCCB 인커머와 조정된 출력 보호 장치를 갖춘 전용 배전반이 필요할 수 있습니다. ACB는 서비스 또는 주 배전 업무, 프레임 크기, 고장 레벨, 보호 기능, 유지보수성 및 배전반 설계가 정당화되는 경우에만 관련이 있습니다. DC 급속 충전기는 충전기의 인증된 아키텍처 및 제조업체 지침을 따르며, AC 월박스 회로를 확장하여 설계할 수 없습니다.

한눈에 보는 보호 아키텍처

레벨	설계 질문	해당 역할을 수행할 수 있는 장치	장치가 증명하지 않는 것
서비스 / 주 배전반	현장 전원 공급은 계산된 부하 및 고장 레벨에서 어떻게 개폐 및 보호됩니까?	설치 환경에 따라 기존 메인 차단기, MCCB 또는 ACB 사용	충전이 상업용이라는 이유만으로 ACB가 필요하다는 생각
충전 분전반	전용 분전반은 어떻게 분리되며, 버스바/피더는 어떻게 보호됩니까?	스위치 단로기, MCCB, MCB, 퓨즈, 계량, 제어	하나의 정격 용량이 모든 현장에 적합하다는 생각
충전기 피더	케이블 및 충전기 공급 회로는 과부하 및 단락으로부터 어떻게 보호됩니까?	MCCB, MCB, 퓨즈 또는 제조사가 지정한 장치	해당 기능이 명시적으로 포함되지 않은 경우 잔류 전류 보호
개별 AC 연결 지점	해당 콘센트/커넥터에 대한 과전류 및 잔류 전류 보호 기능은 어떻게 제공됩니까?	MCB와 RCD 조합 또는 RCBO, 그리고 필수 DC 잔류 전류 솔루션	모든 EVSE에 Type A RCBO 단독으로 적합하다는 것
잔류 DC 전류	EVSE에 규격 준수 DC 잔류 전류 감지 기능이 포함되어 있습니까, 아니면 외부 솔루션이 필요합니까?	현지 규정 및 EVSE 지침에 따라 Type B RCD 또는 적절한 RDC-DD가 포함된 Type A/F RCD를 사용하십시오.	RDC-DD가 동봉된 RCD를 대체한다는 점
과도 과전압	서지 보호는 어디에 필요하며 단계별 조정은 어떻게 이루어집니까?	설치 환경에 따라 결정되는 Type 1, Type 2 또는 결합형 SPD 구성	충전기 옆의 SPD 하나가 모든 전원/데이터 경로를 보호한다는 점
기능적 스위칭	충전 활성화, 부하 차단, 원격 정지 또는 인터록은 어떻게 수행됩니까?	EVSE 제어 장치, 접촉기, 션트 트립, 부족전압 트립 장치, 에너지 관리 시스템	별도로 제공되지 않는 한 단락, 과부하 또는 잔류 전류 보호
현장 격리	유지보수 및 비상 절차를 위해 장비를 어떻게 안전하게 격리할 수 있습니까?	잠금 가능한 스위치 단로기 또는 제조사가 정의한 격리 수단	활선 작업 또는 잠금/표지(LOTO) 절차 우회에 대한 허가

보호 장치 제조사, EVSE 제조사, 배전반 제작자 및 설계자는 경계에 대해 합의해야 합니다. 개념 도면의 “RCBO” 또는 “MCCB”라고 표시된 기호가 정격, 협조 또는 규정 준수를 확립하는 것은 아닙니다.

차단기 프레임이 아닌 입력단부터 시작

ACB, MCCB, MCB, RCBO, RCD 또는 SPD를 선택하기 전에 다음 입력 사항을 수집하십시오:

공급 전압, 상, 주파수, 접지 방식, 변압기/서비스 정격 및 유틸리티 제약 사항;
기존 최대 수요, 충전 전력, 충전 다양성 또는 부하 관리 전략, 역률, 효율, 고조파 및 향후 확장성;
서비스, 충전 보드 및 충전 지점 단자에서의 예상 단락 전류;
피더 길이, 도체 재질 및 크기, 설치 방법, 그룹화, 주변 온도, 허용 전압 강하 및 종단 제한;
EVSE 토폴로지, 커넥터 수, 연결 지점당 최대 전류, 통합 보호 기능, 제조업체가 지정한 상위 장치 및 인증/리스팅;
요구되는 가동 시간, 단일 결함 발생 후 다중 충전기 손실 허용 범위, 선택성 목표, 유지보수 접근성, 원격 모니터링 및 예비 전략;
낙뢰 노출, 공급 유형, 상위 SPD, 케이블 배선, 데이터/통신 인터페이스 및 현지 과전압 규정;
적용 가능한 설치 규정, 장비 표준, 당국 요구 사항 및 프로젝트 관할 구역에서 채택된 판본.

이러한 입력값이 아키텍처를 결정합니다. 해당 상업용 대 주거용 EV 보호 가이드 는 규모, 다양성, 공공 접근성, 가동 시간 및 분전반 구조가 왜 상업용 설계 작업을 변화시키는지 설명합니다.

각 보호 장치의 용도

ACB: 주 배전반용, 상업용 현장의 기본 사양은 아님

기중 차단기(ACB)는 정격 동작 전압/전류, 차단 용량, 투입 용량, 단시간 내전류, 트립 장치 기능, 선택성 설정, 통신 및 유지보수 용이성이 계산된 부하에 적합한 고전류 주 배전반에서 적절할 수 있습니다. 대규모 설비에서는 인입용 또는 주요 배전용 인커머로 사용될 수 있습니다.

ACB는 충전기 수, “상업용'이라는 용어 또는 일반적인 전류 임계값에 의해 자동으로 요구되지 않습니다. 많은 상업용 현장은 기존의 주 장치나 MCCB로 충분히 대응 가능합니다. 인출형 구조는 계획된 절연 및 유지보수 전략을 개선할 수 있지만, 통전 중인 상태에서의 제거, 삽입 또는 교체를 허용하지는 않습니다. 해당 작업은 배전반 제조업체의 절차와 현장 전기 안전 규정에 따라야 합니다.

MCCB: 범위와 조정 가능성이 적합한 경우의 분전반 인커머 또는 간선 보호용

MCCB는 일반적으로 충전 분전반 인커머, 서브메인 및 대형 충전기 간선을 보호합니다. 정확한 제품에 따라 조정 가능한 장시간, 단시간, 순시 및 지락 보호 기능을 제공할 수 있습니다. 이러한 기능, 조정 범위 및 통신 기능은 모델별로 다릅니다.

부하 전류, 도체 용량, 주변 온도에 따른 정격 저감, 예상 고장 전류, 요구되는 차단 용량, 상위/하위 장치와의 협조, 그리고 장비 제조사의 제한 사항을 확인한 후에만 MCCB를 선택하십시오. 프레임 사이즈는 선택된 트립 정격과 동일하지 않습니다.

MCB 또는 RCBO: 서로 다른 기능적 범위를 가진 최종 회로 과전류 보호

MCB는 과전류 보호 기능을 제공합니다. RCBO는 해당 장치의 범위와 특성 내에서 과전류 보호와 잔류 전류 보호 기능을 결합합니다. EVSE 지침, 설치 규정 및 잔류 전류 전략을 충족하는 경우, 개별 AC 충전 지점에 두 방식 중 하나를 사용할 수 있습니다.

RCBO는 패널 공간을 줄이고 고장이 공유 그룹이 아닌 단일 회로에만 영향을 미치도록 할 수 있지만, “RCBO”라는 명칭만으로는 불완전합니다. 설계자는 정격 전류, 트립 곡선, 단락 정격, 잔류 동작 전류, 잔류 전류 유형, 극 및 중성선 구성, 전압 의존성, 그리고 배전반과의 호환성을 명시해야 합니다. 7 kW 및 22 kW에 대한 상세 계산은 다음 항목에 포함됩니다. EV 충전기 차단기 용량 선정 가이드.

RCD 및 RDC-DD: AC 감전 보호 기능과 DC 감지 기능을 분리

IEC 60364-7-722는 전기차에 에너지를 공급하기 위한 회로와 차량으로부터 에너지를 역송전하기 위한 회로를 다룹니다. 모드 3 AC 충전의 경우, 잔류 전류 솔루션은 EVSE에 무엇이 포함되어 있는지에 크게 의존합니다.

IEC 62955는 해당 표준 범위 내의 영구적으로 연결된 모드 3 AC 충전 스테이션용 잔류 직류 감지 장치(RDC-DD)에 적용됩니다. RDC-DD는 관련 평활 DC 잔류 전류 상태를 감지하고 정의된 구성을 통해 차단을 시작합니다. 이는 그 자체로 RCD가 아닙니다 완전한 잔류 전류 보호 기능을 제공합니다.

각 AC 연결 지점에 대해 일반적으로 문서화된 IEC 지향 구성은 다음과 같습니다:

필요한 정격 잔류 동작 전류를 갖춘 Type B RCD; 또는
채택된 규정에 의해 허용되고 EVSE 제조업체의 문서에서 지원하는 경우, 적절한 RDC-DD를 갖춘 Type A 또는 Type F RCD.

EVSE에 내장된 6 mA DC 감지 및 규정 준수 여부가 확인되기 전까지는 Type A RCBO를 단독으로 선택하지 마십시오. 반대로, 인증된 EVSE 아키텍처와 현지 규정이 다른 구성을 지원하는 경우 외부 Type B 장치를 자동으로 지정하지 마십시오. 전체 결정 사항은 다음 문서에 포함되어 있습니다. EV 충전기 RCD 선택 가이드, 반면 시운전 범위는 다음 문서에서 다룹니다. 6 mA DC 누설 보호 테스트 가이드.

SPD: 보호는 위험 기반이며 설치 전반에 걸쳐 조정됩니다.

상업용 충전기에는 과도 과전압에 취약할 수 있는 전력 전자 장치, 제어 장치, 통신 및 네트워크 인터페이스가 포함되어 있습니다. 필요한 SPD 유형 및 배치는 건물 피뢰 시스템, 공급 방식, 위험 평가, 채택된 규정, 상위 보호 장치, 케이블 길이 및 경로, 내성 수준, 충전기 제조업체의 지침에 따라 달라집니다.

인입구의 SPD는 원격 충전 보드나 충전기 근처의 다른 단계와 조정이 필요할 수 있습니다. 이 결정은 보편적인 거리 규칙으로 단순화할 수 없으며, 전력 회로 보호가 이더넷, 신호 또는 기타 전도성 인터페이스를 자동으로 보호하지는 않습니다. 전용 EV 충전기 서지 보호 가이드 를 SPD 유형, 조정, 백업 보호, 도체 경로 및 상태 모니터링에 사용하십시오.

접촉기, 션트 트립, 부족전압 트립 및 에너지 관리: 제어는 그 자체로 보호가 아닙니다.

상업용 현장에서는 종종 충전 활성화/비활성화, 수요 제한, 비상 정지, 원격 제어 또는 인터로킹이 필요합니다. 접촉기나 트립 장치는 EVSE, 에너지 관리 시스템, 화재 전략 또는 보호 릴레이의 명령에 따라 작동할 수 있습니다. 해당 이용 범주, 정격 전류, 내구성, 코일/제어 전원, 고장 상태 및 조정은 애플리케이션과 일치해야 합니다.

이러한 구성 요소가 과전류 보호 장치, RCD, 절연기 또는 인증된 EVSE 안전 기능을 본질적으로 대체하지는 않습니다. “원격 트립”은 그 출처, 전원 공급 장치, 고장 동작, 재설정 절차 및 검증이 문서화되어야 하는 제어 결과로 취급하십시오.

3가지 상업용 EV 충전 아키텍처 패턴

패턴 1: 소규모 AC 목적지 충전소

소수의 AC 충전기를 추가하는 상점, 사무실 또는 접객 시설은 기존 배전반의 여유 용량을 사용할 수 있습니다. 각 연결 지점은 여전히 EVSE 및 채택된 규정에서 요구하는 과전류 및 잔류 전류 솔루션이 필요합니다. 케이블 경로, 부하 관리, 계량, 절연, 확장 또는 선택성을 기존 배전반에서 깔끔하게 처리할 수 없는 경우 전용 로컬 배전반을 사용하는 것이 좋습니다.

일반적인 결정: 기존 메인 장치 → 필요한 경우 충전 배전 회로 → 개별 MCB 및 RCD 또는 RCBO → 올바른 DC 잔류 전류 솔루션이 통합되거나 결합된 EVSE.

패턴 2: 대규모 AC 충전 허브

다수의 AC 커넥터가 있는 주차장에는 일반적으로 전용 충전 배전반, 부하율 계산, 동적 부하 관리, 인출 회로 분리, 계량, 통신 및 조정된 보호 기능이 필요합니다. MCCB는 배전반 인입기 또는 서브메인 보호 장치 역할을 할 수 있습니다. 개별 연결 지점은 하나의 충전기 결함으로 인해 대규모 그룹이 불필요하게 차단되지 않도록 배치되어야 합니다.

일반적인 결정: 서비스/메인 배전 보호 → 전용 충전 배전반 인입기 → 조정된 모선/인출 보호 → 개별 연결 지점 보호 → EVSE. MCCB, MCB, RCBO, RCD 및 SPD의 정확한 사용은 계산된 부하에 따릅니다.

패턴 3: DC 급속 충전소

DC 급속 충전기는 훨씬 더 큰 전력 전자 부하를 유발할 수 있으며, 종종 제조사가 정의한 AC 입력 보호, 내부 변환 단계, DC 출력 보호, 절연 모니터링, 비상 기능, 냉각 및 통신 기능이 통합된 장비로 공급됩니다. 상위 설치는 충전기의 입력 사양, 고장 기여 및 내성, 고조파, 변압기 또는 서비스 제약 조건, 그리고 인증된 지침을 중심으로 설계되어야 합니다.

일반적인 결정: 유틸리티/변압기 및 메인 보드 보호 → 충전기 피더 보호 및 절연 → 충전기 제조사의 인증된 내부 아키텍처. 상위 RCBO는 충전기의 지정된 보호 시스템을 대체하는 일반적인 수단이 아닙니다.

오동작 및 안전 공백을 방지하는 협조 확인

차단 용량 및 고장 전류

보호 장치의 적용 가능한 단락 정격은 설치 지점에서 적절해야 합니다. 건물 규모를 통해 추론하기보다는 예상 고장 전류를 계산하거나 검증하십시오. 캐스케이딩 또는 백업 조합을 사용하는 경우, 정확한 상위 및 하위 장치에 대해 제조사가 테스트한 표를 근거로 해야 합니다.

과부하 보호 및 도체 용량

장치 설정/정격을 설계 전류, 보정된 도체 용량, 단자 제한, 전압 강하 및 EVSE 지침과 조정하십시오. 미국의 경우, NEC 625조는 관련 EV 충전 부하를 연속 부하로 취급하며 관할 구역별 사이징 규칙을 사용합니다. 채택된 규정을 확인하지 않고 익숙한 125% 규칙을 IEC 프로젝트에 그대로 적용하지 마십시오.

선택성 및 서비스 연속성

시간-전류 곡선, 순시 임계값, 단시간 지연, 지락 기능, 전류 제한 동작 및 제조사 선택성 표를 검토하십시오. 모든 고장 수준에서 절대적인 선택성을 달성하지 못할 수도 있지만, 선택된 결과는 반드시 파악되어야 합니다. 지원되는 조정 솔루션을 통해 국부적으로 격리할 수 있는 경우, 하위 충전기 고장으로 인해 전체 허브의 연결이 끊어져서는 안 됩니다.

잔류 전류 차별화

다수의 전자식 충전기는 상시 누설 전류 및 고주파 성분을 발생시킬 수 있습니다. EVSE 데이터, RCD 유형, 정격 잔류 전류, 허용되는 경우의 시간 지연, 그룹화 및 상위/하위 계통 협조를 확인하십시오. 감전 보호 및 현지 규정 준수를 입증하지 않은 상태에서 단순히 트립을 억제하기 위해 감도 값을 높이거나 지연을 추가해서는 안 됩니다.

SPD 협조

시스템 전압, 접지 시스템, SPD 유형, 최대 연속 동작 전압, 전압 보호 레벨, 공칭/방전 전류, 단락 내량, 필수 백업 보호, 도체 길이/배선 및 상태 표시를 확인하십시오. 위험성 평가에서 요구하는 경우 계단식 단계(cascaded stages)를 조정하고 관련 통신 경로를 보호하십시오.

중성선, 고조파 및 4극 스위칭

3상 시스템에 분산된 단상 충전기는 중성선 전류와 불평형을 유발할 수 있으며, 비선형 장비는 고조파 문제를 가중시킬 수 있습니다. 상 배분, 중성선 크기 산정, 3배수 고조파(triplen harmonics), 4극 스위칭 요구 사항 및 접지 시스템 규정을 검토하십시오. 3P+N 또는 4P 라벨만으로는 어떤 극이 보호되는지 또는 중성선이 어떻게 작동하는지 설명할 수 없습니다.

예시 아키텍처

동적 부하 관리가 적용된 22 kW 3상 AC 충전 지점 12개를 계획하는 상업용 주차장을 고려해 보십시오. 산술적인 연결 부하는 최종 설계 전류가 아니며, 이 예시는 시공 설계가 아닙니다.

설계자는 서비스/변압기 용량, 기존 최대 수요, 현장 확장 허용치, 접지 방식, 충전기 입력 데이터 및 현지 규정을 기록합니다.
충전 관리 전략은 현장에서 강제할 수 있는 최대 충전 수요를 설정합니다. 통신 오류가 과부하를 조용히 발생시키지 않도록 고장 모드가 정의됩니다.
예상 단락 전류는 메인 배전반, 전용 충전 배전반 및 원격 충전 지점에서 계산됩니다.
전용 배전반 인커머는 도체, 버스바, 차단 용량, 선택성 및 절연 의무 사항이 파악된 후에만 MCCB 또는 기타 적절한 장치로 선택됩니다.
각 충전 지점은 개별 피더 과전류 보호 장치와 해당 EVSE에 규격 준수 RDC-DD가 포함되어 있는지 여부에 따른 허용 가능한 잔류 전류 방식을 적용받습니다.
SPD 요구 사항은 충전기 전력만으로 결정되는 것이 아니라 현장의 낙뢰/공급 평가, 기존 상위 단계, 케이블 경로 및 장비 내성으로부터 결정됩니다.
설계는 제조업체의 조정 표, 케이블 계산, 열 제한, EVSE 지침, 현지 검사 요구 사항 및 문서화된 시운전 계획에 따라 검증됩니다.

이 예시에서는 의도적으로 공칭 차단기 크기를 생략했습니다. 실제 전류 제한, 케이블 설치, 주변/그룹화 계수, 고장 레벨, 전압 강하 목표 및 제조업체 요구 사항 없이는 게시된 정격은 잘못된 정밀도일 뿐입니다.

설계 및 시운전 체크리스트

단계	통전 전 완료해야 할 증빙 자료
설계 근거	단선 결선도 개념, 코드/표준 및 개정판, 공급 데이터, 접지 방식, 부하/수용률 산정 방식 및 확장성 검토
계산서	최대 수요, 도체 규격/정격 저감, 전압 강하, 단락 전류, 차단, 필요 시 아크 플래시 평가 및 열적 검토
장치 선정	정확한 주문 코드, 정격/설정값, 차단 용량, 극/중성선 동작, RCD/RDC-DD 솔루션, SPD 협조 및 제조사 지침
조정	상위/하위 선택성 또는 백업 테이블, 설정값 연구, 잔류 전류 식별 및 고장 모드 검토
배전반(Switchboard)	정격 조립품, 모선 및 온도 제한, 침투/환경 적합성, 내부 분리, 접근성, 라벨, 계량 및 예비 용량
기능 안전	비상 및 원격 정지 로직, 부하 관리 실패 상태, 접촉기/릴리스 동작, 재설정 권한, 통신 손실 및 화재 시스템 인터페이스
테스트	연속성, 절연, 극성/상 순서, 보호 장치 설정, 승인된 절차를 사용한 RCD/RDC-DD 테스트, 해당되는 경우 접지/루프 테스트, SPD 상태 및 기능 트립
인계	준공 단선 결선도, 설정 기록, 테스트 결과, 매뉴얼, 인증서 파일, 유지보수 주기, 예비 부품 목록 및 변경 관리 담당자

자격을 갖춘 인원만이 상업용 EV 충전 시스템을 설계, 설치, 테스트 및 유지보수해야 합니다. 전원을 차단하고, 잠금 장치를 설치하고, 전압이 없음을 확인한 후 배전반 및 EVSE 제조업체의 안전 절차를 따르십시오. 이 가이드는 아키텍처 프레임워크이며 현장별 엔지니어링 승인이 아닙니다.

VIOX 보호 부품 선정

VIOX는 저압 배전을 위한 ACB, MCCB, RCBO, 잔류 전류 장치, SPD, 절연기 및 제어 부품을 공급합니다. 제품 선정은 위의 보호 임무 및 프로젝트 입력 사항이 정의된 후에만 시작해야 합니다. 모델 수준의 제안을 받으려면 단선 결선도 개념, 전압/주파수, 부하 일정, 계산된 고장 레벨, 도체 데이터, 필수 설정/기능, 잔류 전류 전략, SPD 연구, 대상 시장 및 문서 요구 사항을 보내주십시오.

어떠한 공급업체의 제안도 프로젝트 설계자의 계산, EVSE 제조업체의 지침, 테스트된 장치 조정 데이터 또는 책임 당국의 승인을 대체할 수 없습니다.

상업용 EV 충전 보호 아키텍처: ACB, MCCB, RCBO, RCD 및 SPD

한눈에 보는 보호 아키텍처

차단기 프레임이 아닌 입력단부터 시작