Kompletne rozwiązania dla elektromobilności. Ochrona przed przepięciami w stacjach ładowania pojazdów elektrycznych
Ładowanie aut „chrzczonym” prądem, czy jest możliwe?
To tylko takie pytanie retoryczne, albowiem z paliwem kopalnym było to możliwe… Dzięki samochodom mamy dostęp do wielu miejsc na świecie, do których nigdy nie dotarlibyśmy na piechotę. Zapewniły dostęp do dóbr, które inaczej byłyby nadal bardzo egzotyczne. Przy okazji doniedawna firmy petrochemiczne ułatwiały nam zatruwanie świata ołowiem, który w praktyce ma przewrotną własność kumulowania się w organizmach żywych. Dzisiaj stosowane są substancje przeciwstukowe nie zawierające ołowiu. Dobrym rozwiązaniem, aż dziw, jest prawie starożytny płyn: alkohol etylowy.
Kończące się paliwa kopalne zmuszają powoli, za powoli, ludzkość do działań zachowujących jej mobilność lecz używając innego medium. Takim już też wiekowym pomysłem są samochody elektryczne, które nie muszą już tylko czerpać energii z zasobów kopalnych. Rozwój energetyki odnawialnej daje szansę na ograniczenie szkód, jakie my ludzie wyrządzamy swoimi niesfornymi działaniami.
Z drugiej jednak strony współczesne pojazdy to urządzenia, gdzie prawie nie ma już funkcji pozbawionej wsparcia modułami elektronicznymi. Szczęśliwe ciągle jeszcze wiele elementów w takich pojazdach wykonane jest z metali, co zdecydowanie poprawia odporność na niebezpieczne zjawiska takich pojazdów. Mowa tutaj o zdarzających się pobliskich wyładowaniach piorunowych, w tym pomiędzy chmurami na niskim pułapie. Ale to nie wszystko…
Phoenix Contact oferuje kompletne rozwiązania dla elektromobilności
Firma Phoenix Contact od roku 2009 zajęła się produkcją elementów do infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych. W Polsce od kilku lat produkowane są złącza i gniazda ładowania w fabryce Phoenix Contact E-mobility w Rzeszowie. Posiadając doświadczenie w ochronie przed przepięciami, posiada również dogodne rozwiązania w aplikacjach do infrastruktury ładowania.
Bezpieczne ładowanie pojazdu elektrycznego
A problem może pojawić się, kiedy jesteśmy zmuszeni połączyć nasz drogi (i kosztowny) pojazd elektryczny z infrastrukturą, która jest umieszczona przy szlakach komunikacyjnych. O ile zgodnie z warunkami technicznymi jakim powinny podlegać obiekty budowlane wymaga się aby instalacje zasilania zapewniały ochronę przed przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi to sposób realizacji może budzić czasem wątpliwości. Powszechnie spotykana forma przedsiębiorczości oparta o tak niskie koszty jak to możliwe, prowadzi do „oszczędnego” dysponowania ogranicznikami przepięć. W konsekwencji w takich obiektach można czasem spotkać w instalacjach ostatni ogranicznik w rozdzielni głównej.
Jak prawidłowo wybrać i instalować ogranicznik przepięć w stacji ładowania EV
Norma PN-HD 60364-5-534 zawiera wiele praktycznych informacji jak zachować skuteczność ograniczników. Na początek punkt 534.4.9 tej normy, który wskazuje dodatkowe środki jakie należy zastosować, jeśli odległość od ostatniego ogranicznika przekracza 10 metrów liczone po przewodach. Niestety ta przypadłość, za wielka odległość, dotyczy większości instalacji elektrycznych tak przemysłowych jak i mieszkalnych. Jednym z działań naprawczych tu wymienionych może być zastosowanie kolejnego ogranicznika przepięć bezpośrednio przed chronionym interfejsem urządzenia. Dochodzimy tutaj do urządzenia zapewniającego prąd ładowania takiego pojazdu. Na wszelki wypadek norma PN-HD 60364-7-722 w punkcie 534.4.9 wskazuje na konieczność ochrony przed przepięciami przejściowymi, ponieważ punkt przyłączeniowy uznawany jest jako część usługi publicznej. To wymaganie rozstrzyga dyskusję czy należy stosować ograniczniki przepięć czy też nie. Pozostaje rozważanie dotyczące jedynie typu i parametrów takiego ogranicznika przepięć. No i sposobu instalowania, czym zajmuje się wspomniana PN-HD 60364-5-534. Przy okazji warto pamiętać o tym, że urządzenia zawierające takie punkty przyłączeniowe komunikują się popularnymi magistralami z systemem rozliczającym energię pobraną przez pojazd, dla przykładu może to być Ethernet ale nie koniecznie. Aby z kolei operator nie doznał uszczerbku warto aby ta komunikacja była maksymalnie niezakłóconą.
Jeśli instalacje zasilające urządzenia z punktem przyłączeniowym są ukryte co najmniej w strefie 0B oraz przyłączone obwody nie zagrażają wprowadzeniem częściowego prądu piorunowego wystarczającym ogranicznikiem będzie ogranicznik typu 2 o możliwie dobrych parametrach. Te dobre parametry są po to, aby zapewnić dłuższą dyspozycyjność systemu. Tutaj warto zwrócić uwagę na takie, które są w stanie odprowadzać duże prądy wyładowcze In np. 20-40kA 8/20 a przy tym zapewniają możliwie najniższe poziomy ochrony Up. Być może ciekawym dla produkujących takie wnętrzowe urządzenie byłyby również małe gabaryty a także brak konieczności stosowania dodatkowych zabezpieczeń nadprądowych (zajętość miejsc!) dla na przykład poprzedzających zabezpieczeń aż do 315AgG.
Rozwiązania do ochrony przed przepięciami – przykłady i zastosowanie
Znakomity przykład to : VAL-SEC-T2-3S-350/40-FM, 2909635 firmy Phoenix Contact.
Warto aby zainteresowali się nim wszyscy ci, którzy cierpią na permanentne ciśnienie z powodu braku miejsca. Ten ogranicznik może „uratować życie” wszystkim tym, któryż nagle stają przed koniecznością wprowadzenia ochrony przed przepięciami, ponieważ ich ubezpieczyciel już wie, że obecność ograniczników zdecydowanie zmniejsza średni czas pomiędzy usterkami.
Wiele obiektów z punktami przyłączeniowymi instalowana jest w takich miejscach, gdzie istnieje prawdopodobieństwo większe od zera obecności skutków częściowych prądów piorunowych a wtedy nawet tak dobry ogranicznik jak VAL-SEC-T2-3S-350/40-FM, 2909635 będzie prawdopodobnie zbyt słabym. W przypadku prawdopodobieństwa obecności częściowego prądu piorunowego w takich instalacjach warto skorzystać z ograniczników, które uwalniają nas od procesu... wykonania analizy ryzyka. Wg normy PN-HD 60364-5-534 taki ogranicznik powinien posiadać zdolność, najlepiej potwierdzoną certyfikatem zaliczonego testu zgodnie z PN-EN 61643-11, odprowadzania prądów piorunowych Iimp na jedno pole nie mniejszą niż 12,5kA 10/350, czyli na cały zespół dla układu sieci TT/TN-S to nie mniej niż 50kA 10/350.
Tutaj dobrym przykładem może być znakomity ogranicznik do ochrony przed przepięciami ale też sprawdzony takimi prądami Iimp od lat obecny ogranicznik typu 1 / 2 VAL-EV-T1/T2 264/12.5/3+1-R, 1180150.
Od niedawna obecne są również bardzo ciekawe nowe rozwiązania jednomodułowe typu 1,2,3 FLT-MB-T1-264/12.5-3+1-UT, 1380661, które dzięki swym parametrom oraz rozmiarom tworzą nową ścieżkę rozwoju w tej dziedzinie.
Instalacje dostarczające prąd do pojazdów elektrycznych powinny zapewniać ciągłą komunikację z systemem operatora aby zakończyć cały proces rozliczeniem.
W przypadku aplikacji korzystających Ethernetu znakomitym rozwiązaniem dla instalacji zewnętrznych jest ogranicznik DT-LAN-CAT.6+, 2881007.
Ogranicznik ten może być również zastosowany do ochrony kamer monitorujących obiekt umożliwia bowiem również prowadzenie zasilania (PoE). Oczywiście jeśli instalacja ma być dyspozycyjną to taki ogranicznik powinien naleźć się po obu końcach takiej magistrali. Przewody wiodące sygnały powinny być wyposażone w sprawny ekran.
Ograniczniki przepięć zapewniają bezpieczeństwo stacji ładowania oraz ładowanych pojazdów
Jak łatwo można sobie uświadomić ograniczniki przepięć mogą zapewnić bezpieczeństwo zarówno elementom instalacji zasilającej jak i również przyłączonemu pojazdowi. Jest w tym też istotna zaleta ich obecności mając na uwadze prawo do odszkodowań za uszkodzenia powstałe podczas ładowania pojazdu. Dlatego warto wiedzieć czy operator dba o wspólny interes.
Więcej o ogranicznikach do instalacji ładowania
Więcej o budowie i wszystkich komponentach stacji ładowania
źródło: Phoenix Contact