Für die Nutzung von Elektrofahrzeugen (Electro Vehicle, kurz EV) hat die elektrische Sicherheit sowohl im Elektrofahrzeug (EV) selbst als auch in der Ladeinfrastruktur einen hohen Stellenwert.
Wie in allen Bereichen des täglichen Lebens genießt hierbei der Schutz von Menschen vor Gefährdungen durch elektrischen Strom höchste Priorität.
Wird das Elektrofahrzeug zum Aufladen der Batterie an eine handelsübliche Steckdose (Mode 2) oder an eine Ladestation (Mode 3) angeschlossen, so müssen die normativ geforderten Schutzmaßnahmen eingehalten werden.
Der Anschluss von Ladestationen ist in der IEC 60364-7-722 geregelt und lässt neben dem Einsatz eines RCD Typ B alternativ auch die Verwendung eines RCD Typ A zu (Schutz vor Nichtauslösen durch vorhandene DC-Überlagerung), wenn über einen geeigneten Sensor sichergestellt wird, dass auftretende Gleichfehlerströme erkannt werden und die Ladung des Fahrzeuges dann gestoppt wird. Die Kombination eines RCD Typ A mit der entsprechenden Sensorik findet man auch in dem Normenentwurf IEC 61851-22 für AC-Ladestationen wieder. Das sichere und zuverlässige Laden von Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeugen ist unmittelbar mit elektrischer Sicherheit in der Gebäudeinstallation bzw. den Ladepunkten verbunden.
Das allstromsensitive Differenzstrom-Überwachungsgerät der Serie RCMB42…EC wird zur Fehlerstromüberwachung von AC-Ladestationen für Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeuge eingesetzt, in denen Gleich- oder Wechselfehlerströme auftreten können, deren Betrag dauernd größer null ist. Die Differenzstromüberwachung erfolgt über extern angeschlossene Messstromwandler. Eine Überschreitung der Grenzwerte von IΔn = DC ≥ 6 mA und/oder IΔn = RMS ≥ 30 mA wird durch Alarmrelais angezeigt. Die Geräte werden zusätzlich zum RCD Typ A in der Installation verbaut. Vor jedem Ladevorgang ist es erforderlich, dass das Überwachungsgerät einen Selbsttest und eine Offsetmessung durchführt. Geprüft wird dabei die sicherheitsrelevante Differenzstromüberwachung. Dafür ist es notwendig, dass der Ladevorgang deaktiviert ist. Die Deaktivierung erhöht die Sicherheit und verhindert Langzeitdriften der Differenzstrommessung. Der Selbsttest kann durch Betätigung der sich auf der Frontplatte befindlichen Testtaste gestartet werden. Dabei erzeugt der integrierte Mikrocontroller einen Prüfstrom, der aus der Überlagerung eines AC-Signals mit einem DC-Anteil besteht. Die Höhe des Prüfstroms ist so ausgelegt, dass bei einwandfreier Funktion eine Ansprechwertüberschreitung stattfindet und deshalb eine Auslösung der Alarmrelais erfolgt.
Für verschiedene Anforderungen ist eine Fehlerspeicherung mit dem integrierten Schiebeschalter S0 wählbar. Bei eingeschalteter Fehlerspeicherung muss ein aufgetretener Fehler manuell über die geräteeigene Testtaste oder den Digitaleingang (z. B. mit externer Testtaste oder Steuergerät) zurückgesetzt werden. Bei ausgeschalteter Fehlerspeicherung geschieht das Zurücksetzen automatisch, sobald der Differenzstrom den Ansprechwert von DC 6 mA/RMS 30 mA abzüglich Hysterese von 20 % unterschreitet.
Das RCMB42…EC ist in zwei Varianten erhältlich, angepasst an die jeweilige Applikation. So ist das zweikanalige Gerät RCMB420EC für den Einsatz in Ladestationen mit mehreren Ladepunkten vorgesehen, während das einkanalige RCMB422EC im Wesentlichen für den Einsatz in einer Wallbox gedacht ist. ■
Autor:
Dipl.-Ing. Frank Mehling, T-MIS
Bender GmbH & Co. KG, Grünberg
www.bender.de
