KEM Konstruktion Automobilkonstruktion 02.2019

LADETECHNIK
ELEKTROMOBILITÄT
Ladestation für AC-Laden im öffentlichen Bereich:
Die sensiblen elektronischen Komponenten werden
mit Überspannungsschutzgeräten unterschiedlichen
Typs geschützt
Bild: Phoenix Contact
zen aufgrund von Blitzeinschlägen oder Schaltüberspannungen können
also Ladeeinrichtungen und die dazugehörigen Hilfseinrichtungen,
aber auch die Elektrofahrzeuge selbst beschädigt oder gar zerstört
werden.
Während der Ableitung von Kurzschlussströmen zur Erde (Erdschlussströmen)
kann es an leitfähigen geerdeten Teilen zu berührgefährlichen
Spannungen kommen. Auch an berührbaren leitfähigen
Teilen von Ladesäulen oder an leitfähigen geerdeten Teilen von Elektrofahrzeugen
können dann berührgefährliche Spannungen auftreten.
Die Wahrscheinlichkeit von berührgefährlichen Spannungen, die
durch Spannungsspitzen mit nachfolgenden Erdschlussströmen verursacht
werden, kann durch den Einsatz von Überspannungsschutzgeräten
wirksam verringert werden. Meist reicht es, Ladeeinrichtungen
und Elektrofahrzeuge so zu schützen, dass sie indirekte Blitzeinschläge
und Schaltüberspannungen aus dem Stromnetz schadlos
überstehen.
Wirksamer Schutz
durch Überspannungs-
Schutzeinrichtungen
PLUS
Durch den Einsatz von Überspannungs-Schutzeinrichtungen
werden folgende Schutzwirkungen erzielt:
• Blitzbedingte Stoßströme werden so „umgeleitet“, dass es
nicht zu einer übermäßigen Erwärmung von Leitern kommt.
• Blitzbedingte Überspannungen werden für nachgelagerte
Stromkreise so begrenzt, dass die Isolations- und Spannungsfestigkeit
von zu schützenden Betriebsmitteln nicht überschritten
wird und es nicht zu gefährlicher Funkenbildung oder zu
hierdurch hervorgerufenen Kurzschlüssen kommt.
• Schaltüberspannungen werden so begrenzt, dass eine vorzeitige
Alterung von elektronischen Geräten möglichst vermieden
wird.
Gefährdungsbewertung des Ladeparks
Für jeden Ladepark sollte eine Gefährdungsbewertung
durchgeführt werden. Nur so können geeignete Überspannungsschutzgeräte
ausgewählt werden und die
bestmöglichen Einbauorte gefunden werden.
Ist mit direkten Blitzeinschlägen zu rechnen, sollten die
energietechnischen Leitungen mit leistungsstarken Überspannungs-Schutzeinrichtungen
Typ 1 – sogenannten
Blitzstromableitern – in den Potentialausgleich eingebunden
werden. Ist kein äußerer Blitzschutz vorhanden oder
geplant, sind kostengünstigere Überspannungs-Schutzeinrichtungen
Typ 2 – sogenannten Überspannungsableiter
– die optimale Lösung.
In den Ladesäulen werden außerdem zahlreiche Komponenten mit
24 V DC versorgt. Der Schutz der 24 V-Hilfsspannung kann zum Beispiel
mit einer Überspannungs-Schutzeinrichtung Typ 3 erfolgen. In
Ladeparks und bei Ladesäulen im öffentlichen Raum sind im Regelfall
auch Komponenten für die Kommunikation mit einem Abrechnungs-
oder Gebäudemanagementsystem vorhanden. Zu diesem
Zweck wird zum Beispiel eine Ethernet-Verbindung eingesetzt –
zum Schutz dieser Verbindung wird dann eine Überspannungs-
Schutzeinrichtung vom Typ D1 empfohlen.
Bei der Risikobewertung müssen deshalb alle Leitungen und Betriebsmittel
mit betrachtet werden, bei denen eine Gefährdung
durch Überspannungen zu erwarten ist. Dazu gehören folgende
Komponenten:
• Ist ein eigener Trafo vorhanden, so gibt es immer eine Niederspannungs-Schaltanlage.
• Bei komplexeren Ladeeinrichtungen und Ladeparks sind immer
Steuerleitungen für das Energiemanagement vorhanden.
• DC-Schnellladeeinrichtungen können mit zusätzlichen zentralen
Kühleinrichtungen oder mit Kühleinrichtungen in Ladesäulen ausgestattet
sein.
• DC-Speicher mit Pufferbatterien und DC/DC- oder DC/AC-Wandlern
Bei privaten Ladeeinrichtungen obliegt es dem Eigentümer, in welchem
Umfang er die beschriebenen Schutzmaßnahmen umsetzt.
Im öffentlichen und halböffentlichen Raum muss jedoch die VDE
0100–722 beachtet werden. Auch die deutschen Versicherer haben
hierzu in ihrer Publikation VdS 3471 zur Schadensverhütung bei Ladestationen
für Elektrostraßenfahrzeuge Stellung bezogen und leiten
aus den normativen Anforderungen eine Empfehlung für den
Einsatz von Überspannungs-Schutzeinrichtungen ab.
eve
www.phoenixcontact-emobility.com/de
Alle Überspannungs-Schutzeinrichtungen von Phoenix
Contact im Überblick:
t1p.de/8445
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