安科瑞 劉芳 咨詢家：acrel-js

一、背景

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的重視，新能源汽車(chē)因其零排放、低噪音等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為未來(lái)交通的主流選擇。作為新能源汽車(chē)的重要組成部分，充電樁的安全性和可靠性顯得尤為重要。特別是在無(wú)人駕駛汽車(chē)充電站中，充電樁的使用頻率高、負(fù)荷大，電氣安全問(wèn)題尤為突出。限流式保護(hù)器作為一種新型電氣防火保護(hù)設(shè)備，能夠有效解決傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)等設(shè)備在短路保護(hù)中的不足，顯著提升充電樁的安全性能。

二、限流式保護(hù)器的需求

交流充電樁，俗稱“慢充樁”，是電動(dòng)汽車(chē)充電的基礎(chǔ)設(shè)施之一。它通過(guò)220V單相交流電為電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載充電機(jī)提供電源。由于充電樁的使用環(huán)境復(fù)雜，尤其是在無(wú)人駕駛汽車(chē)充電站中，充電樁的負(fù)荷較大，且充電時(shí)間較長(zhǎng)，電氣火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB51348-2019明確規(guī)定，電動(dòng)車(chē)充電等場(chǎng)所的末端回路應(yīng)設(shè)置限流式電氣防火保護(hù)器，以防止短路、過(guò)載等電氣故障引發(fā)的火災(zāi)事故。

傳統(tǒng)的斷路器和空氣開(kāi)關(guān)在短路保護(hù)中存在一些不足，如切斷短路電流的時(shí)間較長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花較大，且使用壽命較短。這些問(wèn)題在無(wú)人駕駛汽車(chē)充電站中尤為突出，因?yàn)槌潆姌兜氖褂妙l率高，電氣負(fù)荷大，短路故障的發(fā)生概率也相對(duì)較高。因此，限流式保護(hù)器的應(yīng)用顯得尤為重要。

三、限流式保護(hù)器的功能與優(yōu)勢(shì)

限流式保護(hù)器是一種專(zhuān)門(mén)為低壓配電線路設(shè)計(jì)的電氣防火保護(hù)設(shè)備，能夠在短路故障發(fā)生時(shí)，以微秒級(jí)的速度快速限制短路電流，從而實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)。其主要功能包括：

?短路保護(hù)

當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)器能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，有效防止短路引發(fā)的火災(zāi)事故。

?過(guò)載保護(hù)

當(dāng)線路電流過(guò)載且持續(xù)時(shí)間超過(guò)設(shè)定時(shí)間時(shí)，保護(hù)器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，防止線路因過(guò)載而損壞。

?超溫保護(hù)

當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件溫度過(guò)高時(shí)，保護(hù)器會(huì)自動(dòng)實(shí)施限流保護(hù)，防止因溫度過(guò)高引發(fā)的設(shè)備故障。

?過(guò)欠壓保護(hù)

當(dāng)線路電壓出現(xiàn)欠壓或過(guò)壓時(shí)，保護(hù)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并可根據(jù)設(shè)定啟動(dòng)限流保護(hù)，確保線路電壓穩(wěn)定。

?線纜溫度監(jiān)測(cè)

保護(hù)器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電線纜的溫度，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，防止因線纜過(guò)熱引發(fā)的火災(zāi)。

?漏電流監(jiān)測(cè)

當(dāng)線路漏電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，防止因漏電引發(fā)的安全事故。

此外，限流式保護(hù)器還具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，通過(guò)RS485接口或無(wú)線通訊（支持2G和NB-IoT），可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

四、限流式保護(hù)器在無(wú)人駕駛汽車(chē)充電站中的應(yīng)用

在某無(wú)人駕駛汽車(chē)充電站的測(cè)試中，15個(gè)交流充電樁為50臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)提供輪流充電服務(wù)。充電樁采用集中安裝的方式，負(fù)荷較大，且充電時(shí)間較長(zhǎng)，電氣安全風(fēng)險(xiǎn)較高。通過(guò)安裝ASCP200-40B型限流式保護(hù)器，充電樁的短路、過(guò)載等電氣故障得到了有效控制。

在實(shí)際應(yīng)用中，限流式保護(hù)器表現(xiàn)出了以下優(yōu)勢(shì)：

?快速響應(yīng)

在短路故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)器能夠在150微秒內(nèi)快速限流，有效防止了短路引發(fā)的電弧火花和火災(zāi)事故。

?多重保護(hù)

保護(hù)器不僅具備短路和過(guò)載保護(hù)功能，還能監(jiān)測(cè)線纜溫度和漏電流，確保充電樁在各種異常情況下都能安全運(yùn)行。

?遠(yuǎn)程監(jiān)控

通過(guò)RS485接口和無(wú)線通訊，保護(hù)器可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大提高了充電站的管理效率。

五、結(jié)論

隨著新能源汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，充電樁的安全性問(wèn)題日益凸顯。限流式保護(hù)器作為一種新型電氣防火保護(hù)設(shè)備，能夠有效解決傳統(tǒng)斷路器、空氣開(kāi)關(guān)等設(shè)備在短路保護(hù)中的不足，顯著提升充電樁的安全性能。在無(wú)人駕駛汽車(chē)充電站中，限流式保護(hù)器的應(yīng)用不僅能夠防止電氣火災(zāi)事故的發(fā)生，還能通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能提高充電站的管理效率。

未來(lái)，隨著新能源汽車(chē)的普及和充電樁數(shù)量的增加，限流式保護(hù)器的應(yīng)用前景將更加廣闊。我們應(yīng)緊跟國(guó)家政策，積極推進(jìn)新能源汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，確保充電樁的安全性和可靠性，為新能源汽車(chē)的普及保駕護(hù)航。

審核編輯 黃宇