限流式保护器在电动车充电站的应用探讨

安科瑞 陈聪 周洁

摘 要：随着世界的发展，环境保护成为整个人类命运共同体的任务。各国政府也为此提供优惠政策鼓励电动车科技的普及。交流充电桩俗称“慢充桩"，固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，国标采用 220V单相交流电，为电动汽车车载充电机（即固定安装在电动汽车上的充电机）提供交流电源的供电装置。国家标准GB51348-2019中规定储备仓库、电动车充电等场所的末端回路应设置限流式电气防火保护器。电气防火限流式保护器可以克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，当发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。

  关键词：电动车充电桩；交流充电桩；慢充桩；短路保护；过载保护；电气防火；灭弧

  0 行业背景

  随着世界的发展，环境保护成为整个人类命运共同体的任务。新能源车因为没有尾气排放，不会产生一氧化碳，二氧化碳，氮氧化合物等有害物质，没有噪声污染，对环境污染较小，各国政府也为此提供优惠政策鼓励电动车科技的普及。我国各地政府纷纷出台政策，要求设计安装充电桩。

  上海沪交科[2021]60号文件关于进一步加强本市公用和专用充电设施建设运营管理的实施意见中指出：落实新（改、扩）房建项目配建停车场（库）、新建居民小区充电设施配建要求，一类地区配建充电设施的停车位不少于总停车位百分之十五、二类地区配建充电设施的车位不少于总车位百分之十二、三类地区配建充电设施的车位不少于总车位百分之十。尤其加强60kW及以上经营性快充桩建设，新（改、扩）房建项目配建停车场（库），快充车位占比不少于总充电车位的百分之三十。

  对于电动车充电桩，国家标准GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》中13.5.5规定，储备仓库、电动车充电等场所的末端回路应设置限流式电气防火保护器。

  对于如此庞大数量的充电桩，该如何应用电气防火限流式保护器呢？

  电动车充电桩主要分为两大类，一类是直流充电桩，俗称“快充桩"，一类是交流充电桩，俗称“慢充桩"。直流充电桩充电功率一般为30kW、60kW、120kW，交流充电桩充电功率一般为3.5kW、7kW、14kW。

  如何针对这两类充电桩进行电气防火限流式保护器的设计成为很多设计师的难题，下面就此两类充电桩进行探讨。

  对于直流充电桩，一般是三相电经过AC/DC模块输出直流，按照30kW计算，交流侧电流约为50A、而60kW交流侧约为100A，按照设计要求，在交流侧安装三相50A/100A或者直流侧安装直流限流式保护器。目前市场上限流式保护器均为交流，鲜有三相限流式保护器。推荐使用绝缘监测仪，监测绝缘充电桩的绝缘状况。

  对于交流充电桩，一般是市电直接接入，按照双枪14kW功率计算，额定电流约为63A，按照设计要求，可以在充电桩前端按照额定电流设计匹配的电气防火限流式保护器。

  设计图例如下图所示。

  1 产品介绍

  ASCP系列电气防火限流式保护器是安科瑞专门为了保护低压配电线路中短路、过载等问题研发，可以克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，当发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。

  ASCP系列电气防火限流式保护器可广泛应用于学校、医院、商场、宾馆、娱乐场所、寺庙、文物建筑、图书馆、档案室、会展、住宅、仓库、幼儿园、老年人建筑、集体宿舍、电动车充电站及租售式商场商铺、批发市场、集贸市场、甲乙丙类危险品库房等各种用电场所末端干、支路的线路保护。

  对于电动车充电站中交流慢充桩的保护，可以根据不同的功率选择不同规格的限流式保护器进行保护，对于3.5kW的慢充桩，可以使用ASCP200-20D，对于7kW慢充桩，可以使用ASCP200-40B，对于14kW的双枪慢充桩，可以使用ASCP200-63D。

ASCP200-20D

ASCP200-40B

ASCP200-63D

  2 功能介绍

  ■ 短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号。

  ■ 过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间（3~60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号。

  ■ 表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时，保护器实施超温限流保护，并发出声光报警信号。

  ■ 过欠压保护功能。当保护器检测到线路电压欠压或过压时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

  ■ 配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

  ■ 漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

  ■ 保护器具有1路RS485接口，1路无线通讯，支持2G和NB-IoT，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。监控后台可以是安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控主机，也可以是安科瑞Acrel-6000安全用电管理云平台，或第三方监控软件或平台。

  3 产品应用

  在电动汽车汽车充电桩安装限流式保护器时建议采用一充电桩一保护器的方式，保护器安装于充电桩旁边，如果是户外，可以将保护器安装于防水盒中。实际安装如图所示。

  4 结语

  新能源汽车行业持续发展。国务院办公厅在近期也印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》的规划。2020年新增超2.5万家充电桩相关企业，行业呈现出百家争鸣的景象。2021年世界智能网联汽车大会在北京召开，全国新能源汽车保有量超过600万辆。

  我们应该坚定的跟着国家政策，努力的建设好新基建。让更多的消费者使用上新能源汽车，而且新能源汽车随时随地安全的充电，当然，在安全可靠的充电同时，也要防止电气火灾发生，保障人民的生命财产安全。