新能源汽车充电设施安装与维护255页完整版教学课件汇总全书电子教案.pptx

新能源汽车充电设施安装与维护 新能源汽车充电设施构成与功能交流充电桩的安装准备交流充电桩的安装施工及验收充电桩的维护单元一单元二单元三单元四 单元一 活塞连杆组故障诊断与修复新能源汽车充电设施构成与功能 学习目标能正确叙述汽车充电桩的作用及其分类；能正确分辨出TN、TT、IT系统接地制式，并能正确叙 述各系统的优缺点；能根据实物正确分辨出充电桩的充电模式和连接方式。学习资源建议课时10101010课时课时课时课时 （一）充电桩的作用与分类 充电桩，其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁上，安装于公共建筑（公共楼宇、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩有如下几种分类方式：1.按安装方式分类 可分为落地式充电桩、壁挂式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位，如图1-1所示。壁挂式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位，如图1-2所示。一、概述 （一）充电桩的作用与分类1.按安装方式分类 一、概述图1-1落地式充电桩图1-2壁挂式充电桩 （一）充电桩的作用与分类2.按安装地点分类 可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场（库）,结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩；专用充电桩是建设在单位（企业）自有停车场（库），为单位（企业）内部人员使用的充电桩，以及建设在个人自有车位（库），为私人用户提供充电的充电桩，充电桩通常结合停车场（库）的停车位建设。一、概述 （一）充电桩的作用与分类3.按充电接口数分类 可分为一桩一充充电桩（图1-3）和一桩多充充电桩（图1-4）。一、概述图1-3一桩一充充电桩图1-4一桩多充充电桩 （一）充电桩的作用与分类4.按充电方式分类 充电桩可分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩。5.按充电速度分类 有常规充电（慢充）和快速充电（快充）两种充电方式,如图1-5、图1-6所示。根据不同的车辆电池、环境温度等，充电时间各不相同。慢充一般在510h充满，快充可以在2030min充满80%，1h完全充满。一、概述图1-5慢充图1-6快充 （二）充电桩的国内外发展现状 目前我国正处于充电站基础设施建设的高峰期，政府和企业关注于充电站专业服务是直充还是换电池的选择中，国内充电站的综合服务尚未开发。1.充电站成功运营案例 北京奥运充电站和上海世博充电站是国内目前两个最大、最成熟的电动汽车充电站，这两个充电站都是为城市电动公交客车提供电池快速更换服务，都不属于正式商业运营，只是政府组织下的运行试点。两个充电站的共同点就是都是由当地公交集团主导运行，充电站由国家重大专项资金和地方出资建设，电动客车归属公交集团运行。北京奥运充电站使用的动力蓄电池从电池厂家租赁，按照使用的电量每月付给电池厂家租赁费用（约1度电4元人民币），而上海世博充电站则直接从电池厂家购买电池，同时电池厂家负责初期电池的维护，并完成相关技术人员的培训工作，之后电池的所有权归充电站。一、概述 （二）充电桩的国内外发展现状2.国内发展情况 目前，国家电网正加快与各地方政府合作，以加快充电站的建设进度。根据2015年年初国家电网公司工作会议上总经理刘振亚提出的规划，2015年国家电网在27个省市（区）建设公用充电站75座、交流充电桩6209台以及部分电池更换站。目前已宣布的项目包括：国家电网陕西省电力公司与西安合作建立5座中型电动汽车充电站；成都省电力公司与地方政府合作建设3座电动汽车充电站和300个充电桩；湖北省电力公司与宜昌市合作年内建设1座大型充电站，16个充电桩。中海油与中国普天合资成立了普天海油新能源动力有限公司，专门运营电动汽车能源供给网络。一、概述 （二）充电桩的国内外发展现状3.国外发展情况（1）美国。近些年美国积极推动国内充电桩的建设和发展，充电桩数量发展数据见图1-7，预计2018年达到7.2万个。一、概述图1-7美国充电桩数量发展数据 （二）充电桩的国内外发展现状3.国外发展情况（2）英国。2016年底，英国建设充电桩约为2.1万个。随着电动汽车的销量和保有量的快速提升，公共充电设施也随之快速增长，预计2018年英国充电桩达到3.4万个。英国充电桩数量发展数据见图1-8。一、概述图1-8英国充电桩数量发展数据 （二）充电桩的国内外发展现状3.国外发展情况（3）韩国。近年来，韩国积极推动电动汽车的发展，充电桩的建设也日益增多。2013年，韩国共建成3000个充电桩，到2016年，韩国电动汽车充电桩个数约为1.5万个。2020年，韩国充电桩建设预计超过3万个。韩国充电桩数量发展数据见图1-9。一、概述图1-9韩国充电桩数量发展数据 （二）充电桩的国内外发展现状4.发展壁垒 目前国内充电桩行业所面临的壁垒：（1）充电电流范围10100 A，对充电桩大功率充电模块要求较高。（2）新能源汽车采用的锂离子电池对过充过放要求严格，充电装置需要配备高精度监控系统。（3）目前国家电网、南方电网两大电网公司主导充电站市场的格局基本形成，新进入者将面临较高壁垒。一、概述 （二）充电桩的国内外发展现状5.国内充电桩产业市场投资前景（1）新能源汽车的发展。新能源汽车，特别是电动汽车一直被看作是下一代汽车的发展趋势。作为新能源汽车的“加油站”，充电桩建设的全面开展，无疑会为新能源汽车的发展产生巨大的推动作用。在北上广三大城市，由于交通拥堵，纷纷通过车牌进行购车限制。不过政府层面支持新能源汽车，因此北上广等大城市都有相关政策，进入其相关目录的新能源汽车比较容易获得车牌，这一点从政策方面刺激了新能源汽车的需求。同时，国内成品油价格上涨速度高于下降速度，最终车主承受的是越来越高的油价，新能源汽车可以代替部分汽油、柴油的消耗，降低了这部分成本。一、概述 （二）充电桩的国内外发展现状5.国内充电桩产业市场投资前景（2）政府大力度的扶持和推进，刺激了众多企业对于充电桩产业的期待。目前，除了国家电网、南方电网、中石化等能源巨头外，汽车企业和电气生产企业积极性都很高。像比亚迪、北汽等新能源汽车企业早已开始建设通用充电桩，像许继电气、西门子等行业内企业也已开始开发或投资充电站的建设。按照相关测算，20172022年充电站的营业规模每年有望超过千亿。一、概述 （二）充电桩的国内外发展现状5.国内充电桩产业市场投资前景（3）要取得较为可观的收益尚需时日。如今，除了北京、天津、上海、杭州等地相继出台充电设施建设规划之外，不少地方政府还提出新建小区配套充电桩的新思路，这不仅可缓解电动汽车使用者的“里程焦虑”问题，更将大幅、直接拉动充电桩生产企业的销量。充电桩作为新能源汽车产业链的重要下游支柱行业，其市场化前景似乎相当乐观。尽管行业前景看好，但目前电动汽车市场的发展并未完全成熟。标准、规划和土地三大问题拦在充电桩建设发展的路前，成体系的充电桩建设并非一帆风顺。一、概述 （二）充电桩的国内外发展现状6.充电桩行业的运营策略（1）与大型房地产企业、商业连锁机构、路边停车管理单位、其他车位管理单位签署合作建站及运营管理协议（投资方负责投放充电站与管理，机构负责提供场地与保障安全，充电与增值利益双方共同分享）。（2）与政府各有关部门开展联营或申请资助（变相政策支持）。（3）与大型实力企业（国家电网中石油、中石化等）的地方分支机构联营。一、概述 低压配电系统的接地制式按配电系统和电气设备不同的接地组合来分类，按国际电工委员会（IEC）规定，低压配电系统的接地制式的表示法一般由两个字母组成，必要时可加后续字母。低压配电系统的接地制式分为TT、IT、TN三种。在TN系统中，按中性线（N线）与保护线（PE线）的组合方式不同又分为TN-C、TN-S、和TN-C-S三种。二、低压配电系统接地制式 所使用的配线系统代码的含义如下：第一个字母表示配线系统与地的关系。T一极直接连接到地；I系统与地隔离或某一点通过阻抗连接到地。第二个字母表示电气设备的外露导电部分与地的关系。T设备的外露导电部分直接接地，与电源的接地无关；N-设备的外露导电部分连接到配电系统的接地点或与该点引出的导线相连接后续字母（如果有），中线（N线）和保护线（PE线）的关系；S中性线和保护线分开；C中性线和保护线合并为PEN线；C-S在电源侧为PEN线，从某点分开为N线和PE线。二、低压配电系统接地制式 1.TN系统 在TN系统中，所有电气设备的外露导电部分接到保护线上，与配电系统的接地点连接，这个接地点通常是配电系统的中性点。TN配电系统有三种类型：（1）TN-C系统如图1-10所示。在整个系统中，保护线和中性线合并为PEN线。二、低压配电系统接地制式图1-10TN-C配电系统 1.TN系统 TN配电系统有三种类型：（1）TN-C系统如图1-10所示。在整个系统中，保护线和中性线合并为PEN线。TN-C系统中，由于保护线和中心线合并为PEN线，具有简单、经济的优点。当发生短路故障时，故障电流大，可采用一般过电流保护器切断电源，但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流的负荷，PEN线流经电流，极有可能使设备机壳高于50V，对人身造成事故隐患，而且还无法取得稳定的基准电位，现在很少采用。电动汽车充电接口的配电不允许采用TN-C系统。二、低压配电系统接地制式 1.TN系统（2）TN-S系统，如图1-11所示。在整个系统中，保护线和中性线是分开的。二、低压配电系统接地制式图1-11TN-S 配电系统 1.TN系统（2）TN-S系统，如图1-11所示。在整个系统中，保护线和中性线是分开的。TN-S系统为三相五线制中性点直接接地，整个系统的中性线和保护线是分开的系统，此系统安全,可靠性高，但增加了成本。工作正常时PE线不通过电流，与PE线相连的电气设备外壳在正常运行时不带电，所以适用于数据处理和精密仪器设备的供电，也可用于有爆炸危险的场所。二、低压配电系统接地制式 1.TN系统（3）TN-C-S 系统如图1-12所示。在系统中某一点以后PEN线分为中性线和保护线，分开以后，N线对地绝缘，PEN线自分开后，N线和PE线不能再合并，否则丧失TN-S的特点（由PEN导线分出PE线和N线的点可在建筑物入口处或建筑物内的配电板上）。二、低压配电系统接地制式图1-12TN-C-S配电系统 1.TN系统（3）TN-C-S 系统如图1-12所示。TN-C-S是一个广泛采用的配电系统，在民用建筑中，电源线路采用TN-C系统，进入建筑物内改为TN-S系统，这种系统的线路结构简单又能保证一定的安全水平。需要注意的是绝对不允许将TN-C-S或TN-S转换为TN-C。根据住宅建筑设计规范（GB 500962011）中8.7.2款的要求，住宅供电系统设计应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式。如果供电电源系统是TN系统，那么最终给电动汽车供电的接入点的电气回路必须是TN-S系统。TN系统的防触电措施可以选用过电流防护电器，剩余电流保护器（RCD），必要时还需要考虑辅助等电位的连接。二、低压配电系统接地制式 2.TT系统 TT配电系统如图1-13所示。为三相四线制，系统中必须有一个直接接地点，一般是变压器或发电机的中性点，电气设备的外露导电部分在用户的建筑物中连接到接地电极上，该接地电极和配电系统的接地电极无电气连接。它的中性线在电源侧接地后引出，并只做工作零线。主要适用由供电部门以低压配电系统供电的和远离变电所的建筑物，对电压干扰要求高的精密电子和数据处理设备，对防火防爆有要求的场所。TT系统的防触电措施主要采用剩余电流保护器（RCD）。二、低压配电系统接地制式 2.TT系统 二、低压配电系统接地制式图1-13三相加中性线的TT配电系统 3.IT系统 IT配电系统与地隔离或通过阻抗（约1000）接地，电气设备的外露导电部分可以在用户建筑物中与接地电极连接，如图1-14所示。这种系统当出现第一次故障时，故障电流受限制，电气设备的金属外壳上不会产生危险性的接触电压。因此可以不切断电源，此时需要报警设备报警，通过检查线路来排除故障，可减少或消除电气设备的停电时间。主要适用于一般不准停电的场所，以及环境不良、易发生单相接地或火灾爆炸的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂等。近几年逐步应用于重要建筑内的应急电源、医院手术室等重要场所的动力和照明系统。IT系统防触电措施主要采用绝缘监测仪（IMD）、剩余电流监测仪（RCM）、过电流防护电器及剩余电流保护器（RCD）等。二、低压配电系统接地制式 3.IT系统 二、低压配电系统接地制式图1-14三相加中线的IT配电系统 1.充电模式 充电模式1：电动汽车与电网的连接是通过一个标准插头（电流不超过16A，单相电压不大于250V，三相电压不大于480V），连接线仅有相线和接地保护线，如图1-15所示。三、充电模式及连接方式图1-15充电模式1示意图 1.充电模式 充电模式2：电动汽车与电网的连接是通过一个标准插头（电流不超过32A，单相电压不大于250V，三相电压不大于480V）,连接线包括相线、接地保护线和控制线。连线当中有一个控制盒，具备漏电保护和信号传输功能（控制盒位于插头或充电桩0.3m以内或置于插头中），如图1-16所示。三、充电模式及连接方式图1-16充电模式2示意图 1.充电模式 充电模式3：电动汽车与电网的连接是通过一个特殊充电设备，具备漏电保护和信号传输功能，充电设备一端与电网固定，如图 1-17所示。三、充电模式及连接方式图1-17充电模式3示意图 1.充电模式 充电模式4：电动汽车与电网的连接是通过一个非车载充电设备，与信号传输功能一起与电网固定，如图 1-18所示。三、充电模式及连接方式图1-18充电模式4示意图 2.连接方式 连接方式如图1-19所示，分别为连接方式A、连接方式B和连接方式C。三、充电模式及连接方式图1-19连接方式示意图 2.连接方式 连接方式A：充电电缆固定在电动汽车上，使用插头与电源连接。连接方式B：使用可携带的电源线组件（连接器+充电电缆+插头），或插入一般插座（B1），或插入充电设备（B2）。连接方式C：充电电缆一端固定于充电设备，另一端使用连接器与电动汽车连接。（充电模式4只允许使用方式C连接）三、充电模式及连接方式 充电桩的安装大致可分为三个阶段：准备、施工和验收，如图1-20所示。四、交流充电桩安装流程介绍图1-20充电桩安装流程图 1.准备阶段 准备工作是保证安装工程顺利进行，安全完成的重要前提，不仅体现在施工前，而且贯穿于整个施工的全过程。准备工作通常包括现场勘察，制订方案和准备材料。（1）现场勘察。现场勘察是指施工单位、用户、物业和电力部门一起参与现场考察用户的安装以及供电条件，对施工相关的具体问题提出意见，如充电桩的安装位置、配电设备安装位置、取电位置、电气布线的方法、走线等,并取得一致的意见。（2）制订方案。施工单位和用户根据现场勘察后的结果，制订安装方案，并应征得有关管理部门的同意。方案应包括电气原理图、位置图（如需要）、布线方式的描述、零部件清单等。（3）准备材料。根据方案中提供的材料清单进行备料，准备现场施工的工具、测量仪器，同时预先解决好施工现场的电源。四、交流充电桩安装流程介绍 2.施工阶段 当施工方案达成一致，并经有关部门批准后，即可进入安装工程的施工阶段。施工阶段包含现场的来料检验和确认、内外电气布线及固定（电气线路的敷设）、低压保护装置的安装（配电柜内部）和配电柜及充电桩的安装。3.验收阶段 安装施工完成后，应安排技术人员进行验收。四、交流充电桩安装流程介绍单元小结 （1）介绍了充电桩的作用与分类。（2）介绍了TN、TT和IT三种低压配电系统接地制式，并叙述了各系统的优缺点。（3）介绍了现时常见充电桩的4种充电模式和3种连接方式。（4）介绍了交流充电桩的基本安装流程。新能源汽车充电设施安装与维护 新能源汽车充电设施构成与功能交流充电桩的安装准备交流充电桩的安装施工及验收充电桩的维护单元一单元二单元三单元四 单元二 活塞连杆组故障诊断与修复交流充电桩的安装准备 学习目标能根据实际安装环境，正确选用交流充电桩的电气零部件；能按照要求及现场环境，完成交流充电桩的电气布线方案；能根据装配要求，完成交流充电桩的安装方案。学习资源建议课时20202020课时课时课时课时 （一）小型断路器的参数及功能介绍1.小型断路器概述 小型断路器,又称断路器，在配电系统中可以起到过载保护、短路保护的作用，在TN系统中还可以起到接地故障保护，另外具有隔离功能的断路器还可以起到隔离主开关的作用，如图2-1所示。一、配电柜电气元件选配图2-1断路器 （一）小型断路器的参数及功能介绍1.小型断路器概述 一般充电桩使用的小型断路器，其具体功能与参数的关系描述如下：（1）额定电流In：实现正常接通分断功能的设计电流。（2）过载条件下延时断开功能：电流负荷1.13In条件下,断路器1h内不会动作；电流负荷1.45In条件下,断路器1h内动作。具体脱扣电流（脱扣电流）与脱扣时间（断路器动作时间）的关系见表2-1。（3）短路保护功能：正常工作条件下,当负载发生短路时,断路器瞬间分断以保护回路。需要注意的是负载的短路电流不能超过断路器的额定短路电流。负载已经有短路存在条件下,接通断路器,断路器无法闭合或瞬间分断以保护回路。（4）隔离功能：断路器在断开时有足够的电气间隙保证上下电路达到绝缘的要求。一、配电柜电气元件选配 （一）小型断路器的参数及功能介绍1.小型断路器概述 一、配电柜电气元件选配 （一）小型断路器的参数及功能介绍2.适用于充电桩的小型断路器参数选择 正确地选择适合电动汽车充电桩的小型断路器是保证在各种危险发生时，有效避免或降低损失的关键因素之一。参数选择见表2-2。一般情况下，推荐使用C型瞬动脱扣特性的断路器，除非充电桩制造厂家另有规定。一、配电柜电气元件选配 （二）漏电断路器的参数及功能介绍1.漏电断路器概述 漏电断路器是电路中漏电电流超过预定值时能自动断开电源的开关，如图2-2所示。漏电断路器分为电磁型和电子型。适配于充电桩的漏电断路器推荐电磁型。一、配电柜电气元件选配图2-2漏电断路器 （二）漏电断路器的参数及功能介绍1.漏电断路器概述 具有过载保护功能的漏电断路器即在断路器的功能基础上增加漏电保护的功能。漏电断路器具体功能与参数的关系如下：（1）额定电流In：实现正常接通分断功能的设计电流。（2）过载条件下延时断开：电流负荷1.13In条件下,断路器1h内不动作；电流负荷1.45In条件下,断路器1h内动作。（3）瞬动脱扣功能：脱扣时间见表2-3。一、配电柜电气元件选配 （二）漏电断路器的参数及功能介绍1.漏电断路器概述 具有过载保护功能的漏电断路器即在断路器的功能基础上增加漏电保护的功能。漏电断路器具体功能与参数的关系如下：（4）短路保护功能：正常工作条件下,当负载发生短路时,断路器瞬间分断以保护回路；负载已经有短路存在条件下,接通断路器,断路器无法闭合或瞬间分断以保护回路。（5）隔离功能：断路器在断开时有足够的电气间隙保证回路安全断开。（6）漏电保护功能：当线路中发生漏电情况下,产品能够瞬时断开。一、配电柜电气元件选配 （二）漏电断路器的参数及功能介绍2.漏电电流保护适用于充电桩的类型和参数 根据漏电电流保护类型分为A型、B型、F型、AC型。具体选用参考表2-4、表2-5。一、配电柜电气元件选配 （二）漏电断路器的参数及功能介绍2.漏电电流保护适用于充电桩的类型和参数 根据漏电电流保护类型分为A型、B型、F型、AC型。具体选用参考表2-4、表2-5。一、配电柜电气元件选配 （二）漏电断路器的参数及功能介绍3.具有过流保护的漏电断路器的布线 漏电断路器的布线方式如图2-3、图2-4所示，特别指出的是接地保护线必须永久保持良好的连接状态，严禁接入开关的端子上。一、配电柜电气元件选配图2-3单相漏电断路器接线方式一 （二）漏电断路器的参数及功能介绍3.具有过流保护的漏电断路器的布线 漏电断路器的布线方式如图2-3、图2-4所示，特别指出的是接地保护线必须永久保持良好的连接状态，严禁接入开关的端子上。一、配电柜电气元件选配图2-4漏电断路器接线方式二 （三）浪涌保护器的参数及功能介绍1.浪涌保护器的概述 浪涌保护器（Surge Protection Device,SPD）是用来保护电气设备免受冲击电压的破坏的装置。SPD分为三种类型，分别为：（1）型SPD。型SPD适用于工业建筑。保护电流波形特性:10/350s。（2）型SPD。型SPD适用于保护低压配电装置。安装在每个电气配电盘，它可以防止过电压在电气装置的扩散并保护负载。保护电流波形特性:8/20s。（3）型SPD。型SPD的放电容量比较低。作为型SPD的补充,用于保护敏感的控制器具和敏感的负载。保护电流波形特性:1.2/50s。保护电压波形特性:8/20s。一、配电柜电气元件选配 （三）浪涌保护器的参数及功能介绍2.SPD的接线方式和保护原理 SPD的接线方式和保护原理见表2-6。SPD可能因多次承受浪涌电流和暂时过电压的冲击而失效，失效后的SPD可能呈短路状态而引起危险，也可能呈开路状态失去保护作用。SPD上端应串联过电流保护器，在SPD失效短路后，能有效切断此短路电流。根据IEC的要求，如果需要雷电防护的场所，型SPD（耐受电压2.5kV）应接在相线和地线之间来保护安装好的充电桩。SPD可以装在建筑配电上，也可以装在充电桩内部。一、配电柜电气元件选配 （三）浪涌保护器的参数及功能介绍2.SPD的接线方式和保护原理 一、配电柜电气元件选配 （四）过电流保护装置的选配 过电流保护装置在选择参数时应参照图2-5，由设计电流Ib、电缆线的实际承载电流来确定保护器件的参数。一、配电柜电气元件选配图2-5导线和保护器件的参数关系 （四）过电流保护装置的选配 过电流保护装置不仅要考虑接地故障的保护还要考虑电线电缆过载的保护。电线电缆过载保护应满足以下两个条件：IbInIz （2-1）I21.45Iz （2-2）式中：Ib设计的电路电流（充电桩的额定电流）；In过载保护电器的额定电流；Iz电源线的载流容量；I2在规定的时间范围内（如1h），保证过流保护装置动作的最小电流。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配1.TN系统防触电的保护电气部件的选配 间接接触的防护应由过电流保护装置（如断路器）或漏电保护装置提供，如果带电部分和外露可导电部分或保护导体之间发生故障，保护装置应能在足够短的时间内自动切断供电电源。配电线路仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不宜大于5s。供给手持式电气设备和移动式电气设备用电的末端线路或插座回路，TN系统的最长切断时间见表2-7。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配1.TN系统防触电的保护电气部件的选配（1）采用过电流保护装置自动切断电源。电气设备内任何地方的相线和保护导线或外露可导电部分之间如果发生可忽略阻抗时（图2-6，虚线为故障电流的路径回路），其中Rn为中性线接地电阻，Rs为三相五线制PE线接地电阻，Rr为人地电阻。配电线路的过电流保护装置应符合以下要求：ZsIaUo (2-3)式中：Zs接地故障回路的阻抗（）;Ia保证过电流保护装置在规定时间内切断故障回路的动作电流（A）;Uo相线对地电压（V）。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配1.TN系统防触电的保护电气部件的选配（1）采用过电流保护装置自动切断电源。一、配电柜电气元件选配图2-6TN系统故障示意图 （五）防触电保护电气部件的选配1.TN系统防触电的保护电气部件的选配（2）采用漏电保护装置。采用漏电保护装置（Residual Current Device,RCD）作为保护电器时，Ia则为表2-3中规定时间内切断故障回路的动作电流，由于In一般为毫安级，且瞬时动作时间很短，所以通常的配电线路不必验算，RCD均满足要求。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配2.TT系统防间接电击的保护电气部件的选配（1）TT系统防间接电击的具体要求。当发生单相短路故障时，保证电气设备的外露导电部分的接触电压不超过安全电压值，而且保护设备在适当时间内自动切断电源，确保电气安全。图2-7所示的为电气设备绝缘损坏后单相短路，图中虚线为故障电流Id流经的故障环路Rz为电气设备外壳接地的电阻。该环路阻抗包括电源阻抗、带电导线阻抗、故障点电阻。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配2.TT系统防间接电击的保护电气部件的选配（1）TT系统防间接电击的具体要求。一、配电柜电气元件选配图2-7TT系统故障示意图 （五）防触电保护电气部件的选配2.TT系统防间接电击的保护电气部件的选配（2）电源接地电阻Rn，外露可导电部分的接地电阻Ra。由于电源阻抗、带电导线阻抗、外露导电部分保护线的阻抗都比接地电阻小得多，可以忽略不计，故障点电阻对计算故障电流影响不大，为简化计算，故障电流可以由以下公式表示：(2-4)式中：Ia保证过电流保护装置在规定时间内切断故障回路的动作电流（A）。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配2.TT系统防间接电击的保护电气部件的选配（2）电源接地电阻Rn，外露可导电部分的接地电阻Ra。TT系统接地电阻值比较大，因而故障电流较小，所以在保护电器动作前，一般事故不会扩大，选择保护电器时IEC标准规定RCD应优先考虑采用。TT系统配电线路间接接触保护电气部件的动作特性应满足下列要求：RaIn50(V)（2-5）式中：Ra外露可导电部分的接地电阻（）;InRCD的额定剩余动作电流（A）。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配2.TT系统防间接电击的保护电气部件的选配（2）电源接地电阻Rn，外露可导电部分的接地电阻Ra。在单相接地故障时，电气设备外露导电部分的接触电压不超过50V，就满足了要求，如果计算而得的接触电压大于50V，RCD就会及时切断电源以防止电击事故的发生。当采用RCD时，必须满足式（2-5）的要求，此时Ia等于In，该值一般为毫安级。同时RCD的分断时间一般不超过0.2s，所以不必考虑自动切断电源的规定时间。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配3.IT系统防间接电击的保护电气部件的选配 IT 系统在电源侧不设系统接地或接有高阻抗接地，当系统第一次发生接地故障时，电流没有直接返回电源的回路，或回路电阻很大，所以其故障电流很小，一般不会引发电击的危险，所以不必切断电源，如图2-8所示。一、配电柜电气元件选配图2-8IT系统 （五）防触电保护电气部件的选配3.IT系统防间接电击的保护电气部件的选配 当IT系统电气装置的外露导电部分发生第二次接地故障时，要求不配中线时须满足下列要求：ZsIs0.5U （2-6）配中线时：ZsIs0.5U0 （2-7）式中：Zs包括相线和PE线在内的故障回路阻抗；Is防护电器切断故障回路的动作电流；U相电压；Zs包括相线，中性线和PE线在内的故障回路阻抗；U0相和中性线之间的电压。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配4.附加防护的要求 IEC标准要求电动汽车的充电设备每一个接口的电路须有专用RCD保护，对于RCD的要求是断开所有的带电体包括零线。动作漏电电流不超过30mA，5 In 动作时间不超过40ms，A型以上，符合IEC 61008-1、IEC 61009-1、IEC 60947-2、IEC 62423之一的要求。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配5.充电桩供电线路的要求 在TN-C-S系统中只要有条件，充电桩的供电电路应有一个专用的过流保护器保护，不和其他电路连接。直接漏电保护器除满足上述第4条的要求以外，同时它的上端不再连接其他漏电保护器，如果不能满足上述要求，那么现有的漏电保护器要么必须更换成B型的漏电保护器，如图2-9所示，或按表2-8进行风险分析。一、配电柜电气元件选配 （五）防触电保护电气部件的选配5.充电桩供电线路的要求 一、配电柜电气元件选配图2-9TN-C-(S)系统 （五）防触电保护电气部件的选配5.充电桩供电线路的要求 电动汽车充电桩或充电接口必须使用分开的专用线路，但这并不排斥一条线路连接一个以上的充电设备或接口，只要总的电流不超过线路自身的容量。注：漏电保护器选配的具体要求以电动汽车厂商的相关车型的充电要求为准。一、配电柜电气元件选配 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途 电线电缆是用于传输电能、传输信息和实现电磁能量转换的电工线材产品。电线是指仅有导体绝缘以及轻型保护层的电工产品。电缆是指具有导体绝缘以及重型保护层的电工产品。1.电缆的型号 电缆是一种特殊的导线，它是将一根或数根绝缘导线组合成线芯，外面再包覆上包扎层而成。按用途分为电力电缆和控制电缆两大类。电力电缆主要用于分配大功率电能；控制电缆则用于在电气装置中传输操作电流、连接电气仪表、继电保护和自控回路用。电缆结构如图2-10所示。二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途1.电缆的型号 二、充电桩电路布线图2-10电缆结构示意图 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途1.电缆的型号 国内电缆按使用的绝缘材料、封包结构、电压、芯数以及内外层材料的不同有许多分类方法，为区别不同的电缆，其结构特征通常以型号表示。电缆型号（图2-11）由以下七部分组成：二、充电桩电路布线图2-11电缆型号 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途1.电缆的型号 第1项表示产品类别或用途；第26项表示电缆从内至外各层材料和结构特征；第7项是各种特殊使用场合或附加特殊使用要求的标记，在“-”后以拼音字母标记。有时为了突出此项，把标记字母写到最前面。如ZR-（阻燃）、NH-（耐火）、WDZ-（低烟无卤）、TH-（湿热地区用）、P-（干绝缘）、D-（不滴流）等。型号中的字符含义见表2-9。二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途1.电缆的型号 二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途1.电缆的型号 完整的电缆命名中除了型号部分，还有具体规格，规格采用芯数、公称截面和电压等级表示。例如：（1）RVV 31.5mm2 表示3芯聚氯乙烯护套软线，每根导线截面积为1.5mm2。（2）YJV-325+116mm2 表示4芯电缆，3根导线截面积25mm2,1根接地保护线截面积16mm2。二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途2.电线常用类型（1）辐照交联电力电缆。辐照后的交联聚乙烯热性能可达到105，绝缘纯度高，在电性能、力学性能方面有优良特性，电缆寿命可达60年，同时具有质量轻、结构简单、敷设不受落差限制等特点。（2）低烟无卤电缆。低烟无卤电缆特性和辐照交联电缆接近，在发生火灾的情况下电缆燃烧过程中减轻烟雾浓度、避免毒性气体释放，这样可以避免蔓延的浓烟使人窒息，也避免了有害气体对精密仪器及人体的毒害。二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途2.电线常用类型（3）布电线。绝缘电线又称布电线，按每根导线的股数分为单股线和多股线，通常6mm2以上的绝缘导线都是多股线，6mm2及以下的绝缘电线可以是单股线，也可以是多股线。6mm2及以下单股线又称为硬线，多股线又称软线。二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途3.电线电缆型号的选择 电线电缆的型号选择，应按环境条件、敷设方式、用电设备的要求等综合考虑。常用型号及主要用途见表2-10。二、充电桩电路布线 （一）常用电线电缆的型号、名称及用途3.电线电缆型号的选择 充电桩安装中电线电缆类型的选择应遵循下列原则：（1）宜采用铜芯电缆或电线。（2）建议采用架空敷设时，宜采用有绝缘护套的电线电缆。（3）三相四线系统中应采用四芯线，不应采用三芯线外加一根单芯电缆的形式，也不允许用导线、电缆金属护套作中性线。（4）在三相系统中，不得将三芯电缆中的一芯接地。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择 导线线径选择分三部分内容，一是相线截面的选择，二是中性线（N线、工作零线）截面的选择，三是保护线（PE线、保护零线）截面的选择。1.相线线径选择（1）基本原则。考虑环境温度，根据敷设方式确定导线载流量，不应小于充电桩的设计电流。应满足线路保护的要求。电压损耗应满足用充电桩正常工作的要求。最小截面积应满足机械强度要求。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。导线的允许载流量是指在额定工作条件下，导线允许长期通过的最大电流。不同材质、不同截面面积、不同敷设方法、不同绝缘材料、不同环境温度和穿不同材料的保护管等因素都会影响导线的载流量。表2-11列出了充电桩配电线路敷设方式及敷设方式归类。建议主要采取B2的敷设方式，以防止外部因素对导线造成的损坏。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。固定敷设的导体最小截面积应根据敷设方式、绝缘子支撑点间距和导体材料来确定。充电桩配电线穿管敷设或在槽盒中敷设时，导体最小截面积应大于等于1.5mm2。PVC绝缘铜导线或电缆在不同敷设方式下的载流量见表2-12、表2-13。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。交联聚乙烯绝缘铜导线或电缆在不同敷设方式下的载流量见表2-14、表2-15。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。交联聚乙烯绝缘铜导线或电缆在不同敷设方式下的载流量见表2-14、表2-15。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（2）导线载流量的确定。上述表格给出的是环境温度30时PVC或交联聚乙烯绝缘铜导线的载流量。对于其他环境温度，表2-16给出了修正系数。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（3）线路敷设中的电压损耗。按照允许载流量选择了导线截面后，还应计算电压损耗来校验导线截面。从敷设源头至负载的电压损耗不应超出表2-17列出的值。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（3）线路敷设中的电压损耗。参考表2-17确定充电桩配电系统从源头至负载的电压损耗不应超过5%电压降计算公式如下：（2-8）式中：U电压降（V）；b系数，三相回路b=1，单相回路b=2；1正常使用时的导线电阻系数，取正常工作温度下的电阻系数，即1.25倍20时的电阻系数，例如铜导线为0.0225mm2/m;二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择1.相线线径选择（3）线路敷设中的电压损耗。参考表2-17确定充电桩配电系统从源头至负载的电压损耗不应超过5%电压降计算公式如下：式中：L走线系统的连续长度（m）；S导线截面积（mm2）；cos功率因数；缺省功率因数取0.8（sin=0.6）；单位长度导线电抗，缺省值取0.08m/m；IB设计电流（A）。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆线径的选择2.中性线的截面选择（1）中性线（N线）截面面积一般不应小于相线截面面积的50%。（2）对于三次谐波电流相当大的三相电路，由于各相的三次谐波电流都要流过中性线，使得中性线电流可能接近相电流，中性线的截面应与相线的截面相同。（3）由三相电路分出的单相电路，其中性线的截面应与相线的截面相同。二、充电桩电路布线 （二）电线电缆