Заземление зарядной станции электромобиля

Заземление дпя зарядной станции электромобиля может быть защитным и функциональным (для обеспечения работоспособности).
Как правило большинство зарядок работают в стандартном режиме при подключению к электросети дома с любой системой заземления, соответствующей требованиям ПУЭ к электроустановкам напряжением до 1кВ (1000 Вольт) с глухозаземленной нейтралью.
Следует понимать, что алгоритмы работы зарядных устройств разных производителей существенно отличаются. Например, зарядные станции одних производителей могут работать вообще без заземления (что не отменяет его установку), а изделия других марок не способны без него корректно функционировать. В некоторых случаях даже подключение к уже существующему заземлению электросети загородного дома - не сможет устранить проблему и придётся производить монтаж независимого заземляющего устройства непосредственно для зарядной станции.
При монтаже независимого заземления для домашней зарядки электромобиля (и не только)- дополнительно следует руководствоваться пуэ (1.7.55)
- " При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции."
Следует исходить из того, что схемы подключения заземления для различных марок, а также подключение зарядки к электросети, могут потребовать в отдельных случаях индивидуального подхода и дополнительных технических решений.

Заземление зарядной станции для электромобиля

Подключение зрядной станции электромобиля, в загородном доме (возможна переборка электрического щита), осуществляется через отдельную линию электропитания с установкой автомата и узо. Тип узо, в зависимости от технических характеристик станции - указывается производителем, иногда узо поставляется вместе с оборудованием.
Например, однофазная зазрядная станция Voyah для гибридной версии электромобиля Voyah - комплектовалась производителем с узо тип "А".

Сопротивление заземления зарядной станции электромобиля

Какое сопротивление растеканию тока требуется для заземления зарядных станций электромобилей, установленных в частном жилом секторе (в загородном доме, даче, гараже и т.д)?.
Приведем ниже на фото отдельный пример из руководства по монтажу и эксплуатации, которые в большинстве вариантов выглядят ± примерно так:

Сопротивление должно соответствовать требованиям ПУЭ для используемой системы заземления.
Как отмечалось ранее, что алгоритмы работы зарядных устройств разных производителей существенно отличаются. Например некоторые устройства можно подключить к уже существующему заземлению электросети частного дома и они будут работать, а подключи по такой же схеме зарядку другого производителя - она может функционировть со сбоями или вообще не будет работать вне зависимости от сопротивления заземляющего устройства, даже при проведении дополнительных работ и уменьшении сопротивления существующей системы заземления хоть до 10, 4 или до 2 Ом.
В таких случаях, для обеспечения работоспособности зарядки, придётся либо менять схему подключения заземляющего устройства к электросети или непосредственно для зарядной станции устанавливать независимое фунциональное заземление.
Следует понимать, что оценку ситуации и возможность проведения таких работ вообще, чтобы не поставить под угрозу дальнейшую эксплуатацию электросети дома, должен проводить квалифицированный персонал.

УЗО для зарядки электромобиля

ГОСТ Р МЭК 61851-1—2013
Номинальное значение питающего напряжения переменного тока для зарядного оборудования должно быть не более 1000 В. Оборудование должно работать корректно в пределах ± 10 % от стандартного номинального напряжения. Номинальное значение частоты составляет 50/60 Гц ± 1%.
Для всех видов зарядки требуется устройство дифференциального тока с характеристиками, соответствующими типу А по МЭК 61008-1 или МЭК 61009-1 или МЭК/ТО 60755, в сочетании с устройством защиты от сверхтока.
Примечание 1 - Для некоторых видов конструкций электротранспорта может потребоваться дополнительная защита на самом ЭТ (электротранспорт)

На фото узо Тип А

Основной показатель качества установленного заземления для зарядной станции (и не только) - это сопротивление растеканию тока, точное значение которого (соответственно и длину заземлителя/лей) возможно узнать только после измерений прибором в процессе монтажа. В грунте с большим удельным сопротивлением (например песок), объём работ для достижения требуемого сопротивления будет больше чем в грунте с низким удельным сопротивлением (например глина).

Вне зависимости из какого материала произведён монтаж заземления для зарядной станции электромобиля, из нескольких заземлителей или установлен единичный модульный электрод - техническое состояние заземляющего устройства должно соответствовать нормативам и быть таким, чтобы значение сопротивления растеканию тока соответствовало требованиям обеспечения защиты и работы установки в течение периода эксплуатации, а протекание тока замыкания на землю и токов утечки не создавало опасности, в частности, в отношении нагрева, термической и динамической стойкости, а также были обеспечены необходимая прочность или дополнительная механическая защита.

Монтаж модульного заземления:

Острый стартовый наконечник накручивается на резьбу стержня;
На противоположный конец стержня - накручивается муфта;
В муфту до упора вкручивается удароприемная насадка;
Первый стержень забивается в землю;
Затем выкручивается удароприемная насадка из муфты;
В муфту до упора вкручивается второй стержень;
На противоположный конец второго стержня накручивается муфта;
В муфту вкручивается удароприемная насадка до упора;
Погружается (забивается) следующая часть модульной конструкции;
И в таком порядке продолжать монтаж. до погружения всех модулей заземлителя, оставив над поверхностью приблизительно 25 сантиметров последнего стержня и вывернуть удароприемную насадку и муфту;
С помощью болтового зажима соединить проводник с модульным штырем, через промежуточную разделительную пластину;
Болтовой зажим гидроизолировать лентой.

542.2.1 Типы, материалы и размеры заземляющих электродов должны обеспечивать коррозионную и необходимую механическую прочность на весь срок службы.
542.2.4 При выборе типа и глубины установки заземляющих электродов должны быть учтены возможности механического повреждения и минимизации воздействия высыхания или промерзания грунта.
542.2.5 При применении в заземляющих устройствах разных материалов должна быть предусмотрена возможность возникновении электрической коррозии.
542.2.8 Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным механическим соединителем.
К заземляющим устройствам, предназначенным применения в земле, предъявляют следующие требования:
- они должны надежно обеспечивать требования защиты установки;
- протекание токов замыкания на землю и токов защитных проводников на землю не должно создавать опасности от нагрева, термомеханических и электромеханических воздействий и опасности поражения электрическим током;
- при необходимости они должны удовлетворять функциональным требованиям;
- соответствовать условиям внешних воздействий (см. МЭК 60364-5-51), например, механических воздействий и коррозии.
Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.
1.7.117. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный - 10 мм², алюминиевый - 16 мм², стальной - 75 мм².
Заземляющие штыри (электроды )в грунте:
D.1 Общие требования для контура заземления(и не только).
Сопротивление заземляющего электрода контура заземления зависит от его размера, формы и удельного сопротивления грунта в который его заглубляют. Это удельное сопротивление часто изменяется по длине и глубине. Удельное сопротивление почвы выражается в Омах — сопротивление цилиндра площадью поперечного сечения основания 1 м² и длиной 1 м. Характер поверхности и растительности может дать некоторую информацию относительно более или менее благоприятной характеристики почвы для установки заземлителя. Более надежная информация обеспечивается при наличии результатов измерений на заземляющих электродах, установленных в подобной почве. Удельное сопротивление почвы зависит от влажности и температуры, оба эти параметра изменяются в течение года. Влажность — под влиянием гранулирования почвы и ее пористости. Практически, удельное сопротивление почвы увеличивается при уменьшении влажности. Грунты в зонах подтопления рек, как правило, не подходят для устройства заземлителей. Эти грунты состоят из каменной основы, являются сильно проницаемыми и легко затопляются отфильтрованной водой с высоким удельным сопротивлением. В этом случае должны устанавливаться глубинные электроды, чтобы достигнуть более глубоких слоев грунта, у которых может быть лучшая проводимость. Мороз значительно увеличивает удельное сопротивление почвы, которое может достигать нескольких тысяч Ом в замороженном слое. Толщина этого замороженного слоя в некоторых областях может составить один метр и более. Засуха также увеличивает удельное сопротивление почвы. Эффект засухи может наблюдаться в некоторых областях до глубины 2 м. Значения удельного сопротивления при таких условиях могут быть такого же порядка как и во время мороза.
D.3 Заземляющие электроды заглубленные в грунт.
Заземляющие электроды(штыри), заглубленные в грунт могут быть выполнены из:
- стали горячего цинкования,
- стали в медной оболочке,
- стали с медным покрытием,
- нержавеющей стали,
- голой меди.
Соединения между различными металлами не должны быть в контакте с почвой. Не следует применять другие металлы и сплавы. Минимальная толщина и диаметры деталей принимаются для обычных рисков химического и механического старения. Однако, эти размеры могут быть не достаточными в ситуациях,где присутствуют существенные риски коррозии. С такими рисками можно встретиться в почвах, где распространяют блуждающие токи, например возвратные токи постоянного тока в цепях электрической тяги или в близи установок катодной защиты. В этом случае должны быть приняты специальные меры предосторожности. Заземляющие электроды должны быть заглублены в самых влажных частях грунта. Они должны быть расположены вдали от свалок отходов, где возможна фильтрация, например, экскрементов, жидких удобрений, химических продуктов, кокса, и другие, которые могут их разъесть и расположены максимально далеко от оживленных мест.