Requirements for Residual Current Devices Intended for Electric Vehicle Charging Systems

Wymagania stawiane zabezpieczeniom różnicowoprądowym przeznaczonym do systemów ładowania pojazdów elektrycznych

Stanislaw CZAPP

Abstract

The properties of residual current devices have been presented from the point of view of their ability to detect a specific shape of the residual current waveform. Moreover, the standard requirements relating to residual current protection used in electric vehicle charging
installations have been pointed out. The operating characteristics of the IC-CPD and RDC-DD protections, which are intended for charging electric vehicles in mode 2 and mode 3, respectively, have been also discussed.

Streszczenie

Przedstawiono właściwości zabezpieczeń różnicowoprądowych z punktu widzenia ich zdolności do wykrywania określonego kształtu przebiegu prądu różnicowego. Podano wymagania norm odnoszące się do zabezpieczeń różnicowoprądowych stosowanych w instalacjach ładowania pojazdów elektrycznych. Omówiono charakterystyki działania zabezpieczeń IC-CPD oraz RDC-DD, które są przeznaczone do instalacji zapewniających ładowanie pojazdu elektrycznego odpowiednio w trybie 2 oraz 3.

Keywords

low-voltage electrical installations, protection against electric shock, electric vehicles, residual current devices.

Słowa kluczowe

instalacje niskiego napięcia, ochrona przeciwporażeniowa, pojazdy elektryczne, zabezpieczenia różnicowoprądowe.

Rys. / Fig.

Bibliografia / Bilbiography

[1] S. Czapp: „Ochrona przeciwporażeniowa w sieciach i instalacjach niskiego napięcia.”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2023.
[2] PN-EN 61140:2016-07 Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym – Wspólne aspekty instalacji i urządzeń.
[3] PN-HD 60364-4-41:2017-09 Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
[4] P. Czaja: “Examination of the impact of design of a residual current protective device on the release frequency range.”, Conference Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE), Kościelisko, Poland, 2017, s. 1-5, doi: 10.1109/PAEE.2017.8009009.
[5] P. Czaja, W. Pluta: „Właściwości magnetyczne rdzeni przekładników sumujących wyłączników różnicowoprądowych.”, Przegląd Elektrotechniczny, 2019, R. 95, nr 12, s. 109-112, doi:10.15199/48.2019.12.22.
[6] S. Czapp, H. Tariq: “Behavior of residual current devices at frequencies up to 50 kHz.”, Energies, 2021, vol. 14, iss. 6, 1785, doi.org/10.3390/en14061785.
[7] T.H.M. Slangen, B.R.F. Lustenhouwer, V. Cuk, J.F.G. Cobben: “The effects of high-frequency residual currents on the operation of residual current devices.”, Int. Conf. on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’21), Almeria, Spain, 28-30 July 2021.
[8] M. Zurek-Mortka, J.R. Szymanski: “The resistive ground fault of PWM voltage inverter in the EV charging station.”, Scientific Reports, 2021, 11(1), 21236, https://doi.org/10.1038/s41598-021-00715-7.
[9] The RCD handbook. BEAMA guide to the selection and application of residual current devices (RCDs), 2018.
[10] IEC 60755:2017 General safety requirements for residual current operated protective devices.
[11] PN-EN 61008-1:2013-05 Wyłączniki różnicowoprądowe bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego do użytku domowego i podobnego (RCCB) – Część 1: Postanowienia ogólne.
[12] PN-EN 62423:2013-06 Wyłączniki różnicowoprądowe typu F i typu B z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym i bez wbudowanego zabezpieczenia nad-prądowego do użytku domowego i podobnego.
[13] DIN VDE 0664-400:2012-05 Fehlerstrom-Schutzschalter Typ B ohne eingebauten Überstromschutz zur Erfassung von Wechsel-und Gleichfehlerströmen für den gehobenen vorbeugenden Brandschutz – Teil 400: RCCB Typ B+ (Residual current operated circuit-breakers type B without integral overcurrent protection to operate at residual alternating and residual direct currents for advanced preventative protection against fire – Part 400: RCCB Type B+).
[14] PN-EN 61851-1:2019-10 System przewodowego ładowania pojazdów elektrycznych – Część 1: Wymagania ogólne
[15] PN-HD 60364-7-722:2019-01 Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 7-722: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji – Zasilanie pojazdów elektrycznych.
[16] PN-EN 62752:2016-12 Zintegrowane z przewodem urządzenia sterownicze i zabezpieczające do ładowania w trybie 2 pojazdów elektrycznych (IC-CPD).
[17] PN-EN 62752:2016-12/A1:2020-10 Zintegrowane z przewodem urządzenia sterownicze i zabezpieczające do ładowania w trybie 2 pojazdów elektrycznych (IC-CPD).
[18] IEC 62955:2018-03 Residual direct current detecting device (RDC-DD) to be used for mode 3 charging of electric vehicles.
[19] ETI Polam. Katalog elektroniczny: https://www.etipolam.com.pl/katalog-elektroniczny (data dostępu 5.12.2023).
[20] PN-EN 62196 Wtyczki, gniazda wtyczkowe, złącza pojazdowe i wtyki pojazdowe – Przewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych (norma wieloarkuszowa).