限流式保護器在電動車充電站的應用探討

安科瑞 陳聰 周潔

摘 要：隨著世界的發展，環境保護成為整個人類命運共同體的任務。各國政府也為此提供優惠政策鼓勵電動車科技的普及。交流充電樁俗稱“慢充樁"，固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接，國標采用 220V單相交流電，為電動汽車車載充電機（即固定安裝在電動汽車上的充電機）提供交流電源的供電裝置。國家標準GB51348-2019中規定儲備倉庫、電動車充電等場所的末端回路應設置限流式電氣防火保護器。電氣防火限流式保護器可以克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當發生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產的安全。

??關鍵詞：電動車充電樁；交流充電樁；慢充樁；短路保護；過載保護；電氣防火；滅弧

??0 行業背景

??隨著世界的發展，環境保護成為整個人類命運共同體的任務。新能源車因為沒有尾氣排放，不會產生一氧化碳，二氧化碳，氮氧化合物等有害物質，沒有噪聲污染，對環境污染較小，各國政府也為此提供優惠政策鼓勵電動車科技的普及。我國各地政府紛紛出臺政策，要求設計安裝充電樁。

??上海滬交科[2021]60號文件關于進一步加強本市公用和專用充電設施建設運營管理的實施意見中指出：落實新（改、擴）房建項目配建停車場（庫）、新建居民小區充電設施配建要求，一類地區配建充電設施的停車位不少于總停車位百分之十五、二類地區配建充電設施的車位不少于總車位百分之十二、三類地區配建充電設施的車位不少于總車位百分之十。尤其加強60kW及以上經營性快充樁建設，新（改、擴）房建項目配建停車場（庫），快充車位占比不少于總充電車位的百分之三十。

??對于電動車充電樁，國家標準GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》中13.5.5規定，儲備倉庫、電動車充電等場所的末端回路應設置限流式電氣防火保護器。

??對于如此龐大數量的充電樁，該如何應用電氣防火限流式保護器呢？

??電動車充電樁主要分為兩大類，一類是直流充電樁，俗稱“快充樁"，一類是交流充電樁，俗稱“慢充樁"。直流充電樁充電功率一般為30kW、60kW、120kW，交流充電樁充電功率一般為3.5kW、7kW、14kW。

??如何針對這兩類充電樁進行電氣防火限流式保護器的設計成為很多設計師的難題，下面就此兩類充電樁進行探討。

??對于直流充電樁，一般是三相電經過AC/DC模塊輸出直流，按照30kW計算，交流側電流約為50A、而60kW交流側約為100A，按照設計要求，在交流側安裝三相50A/100A或者直流側安裝直流限流式保護器。目前市場上限流式保護器均為交流，鮮有三相限流式保護器。推薦使用絕緣監測儀，監測絕緣充電樁的絕緣狀況。

??對于交流充電樁，一般是市電直接接入，按照雙槍14kW功率計算，額定電流約為63A，按照設計要求，可以在充電樁前端按照額定電流設計匹配的電氣防火限流式保護器。

??設計圖例如下圖所示。

??1 產品介紹

??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，可以克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，當發生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產的安全。

??ASCP系列電氣防火限流式保護器可廣泛應用于學校、醫院、商場、賓館、娛樂場所、寺廟、文物建筑、圖書館、檔案室、會展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動車充電站及租售式商場商鋪、批發市場、集貿市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端干、支路的線路保護。

??對于電動車充電站中交流慢充樁的保護，可以根據不同的功率選擇不同規格的限流式保護器進行保護，對于3.5kW的慢充樁，可以使用ASCP200-20D，對于7kW慢充樁，可以使用ASCP200-40B，對于14kW的雙槍慢充樁，可以使用ASCP200-63D。

ASCP200-20D

ASCP200-40B

ASCP200-63D

??2 功能介紹

??■ 短路保護功能。保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護，并發出聲光報警信號。

??■ 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，并發出聲光報警信號。

??■ 表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發出聲光報警信號。

??■ 過欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓欠壓或過壓時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

??■ 配電線纜溫度監測功能。當被監測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

??■ 漏電流監測功能。當被監測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

??■ 保護器具有1路RS485接口，1路無線通訊，支持2G和NB-IoT，可以將數據發送到后臺監控系統，實現遠程監控。監控后臺可以是安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用電管理云平臺，或第三方監控軟件或平臺。

??3 產品應用

??在電動汽車汽車充電樁安裝限流式保護器時建議采用一充電樁一保護器的方式，保護器安裝于充電樁旁邊，如果是戶外，可以將保護器安裝于防水盒中。實際安裝如圖所示。

??4 結語

??新能源汽車行業持續發展。國務院辦公廳在近期也印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》的規劃。2020年新增超2.5萬家充電樁相關企業，行業呈現出百家爭鳴的景象。2021年世界智能網聯汽車大會在北京召開，全國新能源汽車保有量超過600萬輛。

??我們應該堅定的跟著國家政策，努力的建設好新基建。讓更多的消費者使用上新能源汽車，而且新能源汽車隨時隨地安全的充電，當然，在安全可靠的充電同時，也要防止電氣火災發生，保障人民的生命財產安全。