Elektrik mühendisleri ve kurulumcular için, Elektrikli Araç (EV) altyapısının hızla genişlemesi özel bir koruma zorluğu sunmaktadır: DC hata akımları. Standart ev yüklerinden farklı olarak, EV Araç İçi Şarj Cihazları (OBC) içindeki doğrultma devreleri, bir arıza durumunda düz DC kaçak akımları üretebilir.
Düzgün bir şekilde izole edilmezse, bu DC akımları yukarı akışlı A Tipi Kaçak Akım Cihazlarını (RCD) kör edebilir ve tüm elektrik tesisatını güvensiz hale getirebilir.
Bu mühendislik kılavuzu, aşağıdakiler tarafından tanımlanan üç uyumlu koruma stratejisini analiz eder: IEC 60364-7-722 ve IEC 61851-1: B Tipi RCD, F Tipi RCD (belirli koşullarda) veya daha yeni “EV Tipi” (RDC-DD) yaklaşımını kullanmak. Arasındaki teknik farklılıkları inceleyeceğiz IEC 62423 ve IEC 62955 güvenlik, uyumluluk ve maliyet verimliliği için en uygun seçimi belirlemek için.
“Kör Etme” Etkisi: Neden A Tipi Yetersizdir?
EV korumasındaki temel sorun, standart RCD'lerdeki algılama çekirdeğinin manyetik doygunluğudur. Standart bir Tip A RCD (genellikle konut ve ticari devrelerde kullanılır) 50/60Hz AC ve darbeli DC için optimize edilmiş toroidal bir transformatör kullanır.
Ne zaman düz DC akımı (10%'den daha az dalgalanmaya sahip DC akımı) bu toroidden aktığında, sabit bir manyetik akı oluşturur. Bu DC kaçağı aşarsa 6mA, manyetik çekirdeğin çalışma noktasını doygunluğa kaydırabilir. Doygunluğa ulaştığında, çekirdek hayatı tehdit eden bir AC toprak arızası tarafından üretilen alternatif manyetik alanı algılayamaz. RCD “kör” hale gelir ve tetiklenmez, bu da kullanıcıları elektrik çarpmasına karşı korumasız bırakır.
Bu nedenle, uluslararası standartlar, herhangi bir EV şarj noktasının, DC hata akımı ≥ 6mA durumunda beslemeyi kesen bir cihazla korunmasını zorunlu kılar.
Rakipleri Tanımlama: B Tipi - F Tipi - EV Tipi
1. B Tipi RCD (IEC 62423)
Bu Tip B RCD en sağlam çözümdür. İki algılama sistemi içerir: AC/darbeli DC için standart bir fluxgate ve düz DC için ayrı bir yüksek frekanslı elektronik algılama devresi.
- Yetenekler: Sinüzoidal AC, darbeli DC ve düz DC kaçak akımlarını algılar. Ayrıca, invertörlerden gelen anahtarlama frekansı kaçağını algılamak için kritik olan 1000Hz'e kadar frekanslardaki akımları da algılar.
- Açma Eşiği: Tipik olarak 30mA AC ve 60mA DC. (Not: Standart DC için 2x IΔn'ye kadar izin verirken, VIOX B Tipi kesiciler genellikle gelişmiş güvenlik için daha erken tetikler).
- Uygulama: DC kaçağının düz olabileceği üç fazlı şarj cihazları ve maksimum çalışma süresi ve seçicilik gerektiren kurulumlar için gereklidir.
2. F Tipi RCD (IEC 62423)
Bu F Tipi RCD geliştirilmiş bir A Tipidir. Aşırı gerilim akımlarından kaynaklanan yanlış tetiklemeye karşı daha iyi bağışıklık sunar ve karışık frekanslara (1kHz'e kadar) sahip kaçak akımları algılayabilir.
- Sınırlama: En önemlisi, F Tipi düz DC'yi algılamaz.
- EV Uygulaması: Sen olamaz EV şarjı için tek başına F Tipi RCD kullanın. 6mA DC algılamayı işleyen bir RDC-DD (Kaçak Doğru Akım Algılama Cihazı) ile eşleştirilmelidir.
3. EV Tipi / RDC-DD (IEC 62955)
Genellikle “EV Tipi” olarak pazarlanan bu, teknik olarak bir Kaçak Doğru Akım Algılama Cihazıdır (RDC-DD). Özellikle yukarı akışlı A Tipi RCD'lerin kör olmasını önlemek için tasarlanmıştır.
- İşlev: Devreyi düz DC kaçağı açısından izler.
- Eşik: Çalışması için 6mA DC'de tetiklenmelidir.
- Standartlar: Tarafından yönetilir IEC 62955.
- Varyantlar:
- RDC-MD (İzleme Cihazı): Kaçağı algılar ve EV şarj cihazının kontaktörüne açılması için sinyal gönderir. Kontaktör kontakları kaynaklanırsa, koruma başarısız olur.
- RDC-PD (Koruyucu Cihaz): Kendi bağlantı kesme mekanizmasını içerir (bir devre kesiciye benzer).
Bu cihazların daha geniş ticari sistemlere nasıl uyum sağladığına dair daha derin bir anlayış için, aşağıdaki kılavuzumuza bakın: Ticari EV Şarj Koruması.
Teknik Karşılaştırma Matrisi
Aşağıdaki tablo, her cihaz türü için algılama yeteneklerini ve standart uyumluluğunu özetlemektedir.
| Özellik | Tip A RCD | F Tipi RCD | Tip B RCD | RDC-DD (EV Tipi) |
|---|---|---|---|---|
| Standart | IEC 61008 / 61009 | IEC 62423 | IEC 62423 | IEC 62955 |
| AC Kaçak Akımı | ✅ | ✅ | ✅ | (Entegre A Tipine bağlı) |
| Darbeli DC | ✅ | ✅ | ✅ | (Entegre A Tipine bağlı) |
| Karışık Frekanslar (1kHz) | ❌ | ✅ | ✅ | ❌ |
| Düzgün DC Algılama | ❌ | ❌ | ✅ (Evet) | ✅ (Evet) |
| DC Açma Eşiği | N/A | N/A | ≤ 60mA* | 6mA |
| Körlüğü Önler mi? | Hayır | Hayır | Evet (Bağışık) | Evet (bağlantıyı keserek) |
| Maliyet | Düşük | Orta | Yüksek | Orta (Entegre) |
*IEC 62423, DC açma akımının nominal AC artık akımının (IΔn) 2 katına kadar olmasına izin verir. 30mA'lik bir cihaz için bu 60mA DC'dir. Ancak cihazın kendisi, körleşmeden bu DC seviyesine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
IEC 62955 - IEC 62423 Karşılaştırması: Hangi Standart Geçerlidir?
Bir IEC 62423 uyumlu cihaz (Tip B) ve bir IEC 62955 cihazı (RDC-DD) arasındaki seçim genellikle şarj donanımına ve kurulum ortamına bağlıdır.
Senaryo 1: “Entegre” Yaklaşım (IEC 62955)
Birçok modern AC duvar kutusu (7kW – 22kW şarj cihazı) yerleşik 6mA DC algılama ile birlikte gelir. Bu bir RDC-DD IEC 62955 ile uyumludur.
- Gereklilik: Bir tane kurmalısınız Tip A RCD AC hatalarını gidermek için dağıtım panosunda yukarı akışta.
- Artıları: Panodaki daha düşük bileşen maliyeti.
- Eksiler: Şarj cihazının dahili algılaması başarısız olursa, yukarı akıştaki Tip A RCD'nin körleşme riski vardır. Bakım, bir DIN rayı bileşeni yerine tüm şarj cihazı PCB'sinin değiştirilmesini içerir.
Senaryo 2: “Harici Koruma” Yaklaşımı (IEC 62423)
DIN rayına monte edilmiş bir Tip B RCD (veya B Tipi RCD) dağıtım panosunda kullanma.
- Gereklilik: Şarj cihazının içinde ek bir RDC-DD'ye gerek yoktur. Tip B RCD, AC, darbeli DC ve düz DC hatalarını giderir.
- Artıları: Merkezi bakım, daha yüksek güvenilirlik, harici DC girişimine karşı bağışıklık, hata türünün net göstergesi (gelişmiş modellerde).
- Eksiler: Daha yüksek başlangıç bileşen maliyeti.
Seçim Karar Çerçevesi
Bir proje için koruma belirtirken, IEC 60364-7-722 ile uyumluluğu sağlamak için bu mantığı izleyin:
- Şarj Cihazı Veri Sayfasını Kontrol Edin: EVSE (Elektrikli Araç Besleme Ekipmanı), IEC 62955 ile uyumlu yerleşik bir RDC-DD beyan ediyor mu?
- EVET: Bir tane kullanabilirsiniz A Tipi (veya Tip F) RCD/RCBO panoda.
- HAYIR: Sen mutlak bir tane kullanın B Tipi RCD panoda.
- Yukarı Akış Seçiciliğini Kontrol Edin:
- Şarj cihazı için bir Tip B RCD takarsanız, yukarı akış ana RCD'nin Tip A olmadığından emin olun. Tip B'den geçen bir DC hatası, yukarı akıştaki bir Tip A'yı kör edebilir. İdeal olarak, EV devresi diğer devrelere paralel olarak bağlanmalıdır, genel bir Tip A'nın aşağı akışına değil RCCB'NİN, veya ana şalter Tip B (nadir/pahalı) veya RCD olmayan (TN-C-S/TN-S izin veriyorsa) olmalıdır.
- Ticari Ortamları Göz Önünde Bulundurun:
- Birden fazla şarj cihazının bulunduğu ticari ortamlarda, kümülatif kaçak (şarj cihazı başına 6mA'nın altında olsa bile) sorunlu olabilir. Tip B RCD'ler dayanıklılıkları ve dahili şarj cihazı elektroniklerinin değişken kalitesine güvenmemek için tercih edilir.
Maliyet - Güvenlik Analizi
| Bileşen Stratejisi | Ekipman Maliyeti | Kurulum İşçiliği | Güvenilirlik | Bakım |
|---|---|---|---|---|
| Tip A RCD + 6mA RDC-DD (Yerleşik) | Düşük | Standart | EVSE kalitesine bağlı | Karmaşık (Şarj cihazı onarımı) |
| Tip B RCD (Harici) | Yüksek | Standart | Çok Yüksek (Endüstriyel Sınıf) | Basit (Şalteri değiştir) |
| Tip F RCD + RDC-DD | Orta | Standart | Orta | Kompleks |
Yüksek değerli varlıklar ve kritik altyapı için, Tip B RCD şarj cihazının dahili elektroniklerinden bağımsızlığı nedeniyle mühendislik tercihi olmaya devam ediyor. Toplu konut dağıtımları için, Tip A + RDC-DD modeli ekonomik standarttır.
SSS
S: EV şarjı için Tip AC RCD kullanabilir miyim?
A: HAYIR. Tip AC RCD'lerin EV şarjı için çoğu yargı alanında (IEC 60364-7-722 kapsamında dahil) kullanılması yasaktır, çünkü EV doğrultma devrelerinde yaygın olan darbeli DC'yi algılayamazlar.
S: Tip B RCD'm varsa, bir topraklama çubuğuna ihtiyacım var mı?
C: RCD tipi, topraklama düzenlemelerini değil, kaçak algılamayı belirler. Bununla birlikte, PME (TN-C-S) beslemeleri için, Tip B veya Tip A RCD kullanıp kullanmadığınıza bakılmaksızın, yine de açık-PEN algılama cihazına veya bir topraklama çubuğuna ihtiyacınız olabilir.
S: RDC-MD ve RDC-PD arasındaki fark nedir?
C: Her ikisi de IEC 62955'te tanımlanmıştır. Bir RDC-MD izler kaçak akımı algılar ve bir kontaktöre açma komutu verir (daha ucuz, entegre). RDC-PD kendine ait koruma (anahtarlama) mekanizmasına sahiptir, bu da kontaktörün kaynak yapması durumunda daha güvenli olmasını sağlar.
S: Tip A bir RCD'nin aşağı akışına Tip B bir RCD bağlayabilir miyim?
C: Genellikle hayır. İdeal olarak, RCD'ler koordine edilmelidir. Bir DC arızası meydana gelirse, her ikisinden de akar. Aşağı akıştaki Tip B açacaktır, ancak DC akımı yukarı akıştaki Tip A'yı zaten kör etmiş olabilir ve diğer devreler için devre dışı bırakabilir. En iyi uygulama, EV devresini paralel bağlamak veya yukarı akış cihazının da Tip B olduğundan (veya sistem topraklaması için uygunsa, zaman gecikmeli Tip S) emin olmaktır.
Projeleriniz için doğru devre korumasını seçme hakkında daha fazla bilgi için, aşağıdaki kılavuzlarımızı inceleyin: Elektriksel Azaltma Faktörleri ve Devre Kesici Çeşitleri.
