電氣防火限流式保護器在某工業(yè)園區(qū)電動汽車充電樁項目中的應用

安科瑞 劉秋霞

摘要：隨著電動汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，電動汽車充電設施的使用會變得越來越頻繁和廣泛。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2022年上半年，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成266.1萬輛和260萬輛,同比均增長1.2倍,市場滲透率達21.6%。因此，電動汽車的安全性問題不容忽視，更應該貫穿整個充電過程的每個環(huán)節(jié)，確保充電人員、充電設施和充電過程的安全。

關鍵詞：電動汽車；充電；安全

0、概述

近年來，電動汽車及配套充電基礎設施產(chǎn)業(yè)一度處于飛躍式快速發(fā)展期，但器經(jīng)濟收益狀態(tài)仍不容樂觀，電動汽車傳導充電系統(tǒng)及其裝備的產(chǎn)業(yè)鏈涉及各方利益體，包括：運營商、設備制造商、汽車制造商、連接器制造商等，建立充電設施安全管理體系，需要投入大量的人力、物力、財力，各環(huán)節(jié)企業(yè)的壓力都會進一步加大。基于這一點考慮，產(chǎn)業(yè)內(nèi)很多充電設備企業(yè)和產(chǎn)品制造商有降低構件成本和工藝標準從而降低出售價格來換取廣泛銷量和鋪設率的做法。國內(nèi)市場呈現(xiàn)魚龍混雜的狀況，同時產(chǎn)業(yè)存在標準不統(tǒng)一，認證難度高等多方面問題。

1、電動汽車充電產(chǎn)品安全風險源解析

針對國內(nèi)多起電動汽車充電設施特別是普遍使用的交流充電樁引發(fā)的起火燃燒等安全事故，對風險源進行分析，除了因系統(tǒng)和設備安裝不當或維護不及時引起的安全風險外，主要涉及產(chǎn)品本身質(zhì)量問題的安全風險點包括以下幾方面:

（1）漏電風險:①防電擊保護存在缺陷，存在接觸電流超標現(xiàn)象，普遍問題是產(chǎn)品保護接地導體規(guī)格偏小、保護接地連接電阻偏大等情況。②未配備剩余電流保護器，或剩余電流保護器類型選用不當，一旦因設備出現(xiàn)故障或絕緣下降產(chǎn)生剩余電流后，產(chǎn)品將無法有效及時的切斷電源，易導致人員觸電事故。③產(chǎn)品保護接地導體連續(xù)性持續(xù)監(jiān)測功能缺失，部分產(chǎn)品存在因接地連接點螺絲銹蝕松動或接地導體斷路異常，產(chǎn)品雖然仍能正常工作，但此時若出現(xiàn)漏電故障等，產(chǎn)品外殼及其金屬部分將可能帶電，存在電擊危險。④設備不具備絕緣偵測功能和接地連續(xù)性偵測功能。

（2）短路風險:①絕緣電阻較小，絕緣性能下降，可能導致相線對地短路或設備對地短路可能，嚴重時將存在火災隱患。②過流保護功能失效，容易導致充電回路過溫，甚至導致輸出電纜絕緣層燒損，存在短路風險。

（3）著火風險:①過載保護裝置規(guī)格偏大，一旦超出額定輸出電流和充電功率的充電需求，且未觸發(fā)過載保護裝置動作限值時，整個充電回路含充電電纜、連接點將存在過熱、甚至引起火災的危險，起不到保護作用。②供電和車輛插座均應配置必要的溫度監(jiān)控裝置，供電設備和電動汽車兩套系統(tǒng)均應配置監(jiān)測溫度和過溫保護的功能。

（4）綜合風險:①外殼防護等級(IP)低于標準規(guī)定要求 (如:室內(nèi)IP32，室外IP54)，尤其是室外場景應用的情況，因產(chǎn)品實際達不到IP54 要求，經(jīng)過日曬雨淋，內(nèi)部元器件發(fā)生進水、生銹、灰塵集聚等現(xiàn)象，可能引發(fā)電擊保護功能和絕緣性能下降，會導致漏電、短路等一系列安全風險。②接觸器發(fā)生觸頭粘連而造成機器的失控，嚴重時甚至會引發(fā)機械事故和人身傷害。③車輛插頭未安裝配備電子鎖止裝置或是電子鎖止裝置出現(xiàn)失效的情況，導致無法避免充電過程中的帶電斷開，可產(chǎn)生使用者的觸電風險，同時直流充電機可能發(fā)生拉弧現(xiàn)象，從而引發(fā)著火風險。④用于急停的按鈕失靈，也會損壞設備甚至發(fā)生人身傷害事故。⑤通訊故障導致充電機未能及時停止充電，會造成設備損壞甚至造成人身傷害。

（5）其他風險:啟動充電的時候，沖擊電流過大，瞬間電流沖擊的干擾造成設備工作異常、電路損壞等。

2、電動汽車充電保護措施

在電動汽車充電樁前端加裝電氣防火限流式保護器，是重要的保護措施之一。當保護器后端線路出現(xiàn)短路故障，系統(tǒng)中電流激增，保護器可在150us內(nèi)完成限流保護，避免保護器后端產(chǎn)生電氣火災。其次，限流式保護器可開啟剩余電流監(jiān)測，監(jiān)測后端剩余電流值，當剩余電流超過設定值時，可選擇開啟限流保護或報警。其三，限流式保護器可開啟過載和線纜溫度監(jiān)測，當系統(tǒng)過載或者線纜溫度過高時，可選擇限流保護或報警。

3、產(chǎn)品簡介

電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關和監(jiān)控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

ASCP300-125B電氣防火限流式保護器是三相限流式保護器，額定電流為125A。ASCP200-40DS電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，額定電流為40A。主要應用于電動車充電站的末端支路的線路保護。

（1）主要功能 ?

• 短路保護功能。保護器實時監(jiān)測用電線路電流，當線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

• 過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

• 表內(nèi)超溫保護功能。當保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號。

• 保護器具有1路RS485接口?？梢詫?shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。監(jiān)控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺，或三方監(jiān)控軟件或平臺。

1. 上圖方案

1. 產(chǎn)品外觀

1. 現(xiàn)場安裝

5、結(jié)語

ASCP系列電氣防火限流式保護器是安科瑞專門為了保護低壓配電線路中短路、過載等問題研發(fā)，可以有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關和監(jiān)控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

參考文獻

[1]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版