3 电动车辆充电情形分析
    3.1电动车辆充电时防电击保护方案
    因电动车辆具有金属外壳，且一般支持车主使用家中的交流电对电动车辆进行充电，故可以把电动车辆作为特殊的I类设备，按照I类设备的要求来要求充电时的电动车辆。
    电动车辆相关标准规定如下：GB/T 18487.1-2001《电动车辆传导充电系统一般要求》[3]中3.1.1规定I类电动车辆充电时必须要将车身各金属部分接地，9.4.1规定在电动车辆传导供电设备的接地系统中，应该提供一个RCD（漏电保护器），且写明额定漏电流动作值I△N≤30 mA。  GB/T 20234.1--2011《电动汽车传导充电连接装置第1部分通用要求》中6.2.2规定供电插头、供电插座、车辆插头和车辆插座应包括接地端子和触头，且在连接和断开中，接地触头应最先接通和最后断开。GB/T 20234.1----18384.3-2001《电动车辆安全要求第3部分人员触电防护》中6.4要求电动车车身所有金属部件有电位均衡要求，任意两点间的电阻值均应小于100 mΩ。
    电动车辆充电示意图、配电图如图7～9听示。





    电动车辆充电时，需要接地和在供电端安装漏电保护器，此外车辆本身需要电位均衡。
    3.2保护原理分析
    1）漏电保护器（RCD）工作原理简析从图8、图9和图10可以看出，漏电保护器监控的是除地线之外的供电线的电流矢量和。正常工作且不漏电时，进入漏电保护器的电流和出来的电流矢量和为0。发生漏电时，漏电流从漏电支路流走（可以是产品接地线，也可以是经人体流入大地），导致流入和流出漏电保护器的电流矢量和不为0。当漏电流超过设定的阈值时，漏电保护器动作，切断供电电源，保证安全。

    2）地线正常连接下的漏电保护分析在地线正常连接的情况下，若相线（L1、L2或L3）绝缘破损和车身钣金接触，因为存在连接车身的地线，将有较大电流经过与车身连接的地线流入大地，这时流入和流出漏电传感器的电流矢量和远大于其额定漏电流动作值IAN，漏电保护器在很短的时间内动作（一般≤40 ms），切断给车辆充电的供电电源，车身不再带电，人员接触车身就没有触电危险了。如图11所示。

    3）地线故障下的漏电保护分析在地线故障情况下，车身没有接地，若发生相线绝缘损伤接触车身钣金，因为车身与大地之间有较大的绝缘电阻，所以车身与大地之间会有AC 220 V的压差，此时漏电传感器的漏电流小，不会保护。人员接触车辆时形成触电回路，在安装了漏电保护器的情况下，在流过人体的触电电流达到漏电保护器的动作值时，漏电保护器在规定的时间内动作，切断危险的故障电源，人员脱离触电危险。
    4）漏电保护器额定漏电流动作值分析GB/T18487.1-2001《电动车辆传导充电系统一般要求》中规定RCD的额定漏电流动作值标I△N≤30 mA，那这个值是否合理呢？
    按照本文第2章节电流对人体的效应可以看出，流过人体的电流若达到30 mA并且超过200 ms，就有可能引起人体心室纤维性颤动而死亡。电动车辆结构复杂，车上具有可抓握的可带电金属部件，在地线故障和L线绝缘故障下，人员抓握带电的车身金属部件，就更增加触电死亡的概率。
    本文1章节中介绍了I类移动式电器需要安装额定漏电流动作值标I△N≤30 mA的RCD要求。
    由此可以看出，电动车辆充电设备标准中，RCD额定漏电流动作值I△N≤ 30 mA的要求是合理的，同时笔者建议漏电保护器在额定漏电流下的动作时间应≤100ms。

    3.3能否通过监控地线（PE）电流实现防触电保护
    漏电流是除地线之外的供电线的电流矢量和，地线（PE）电流仅指地线上的电流。
    漏电流不等同地线电流，因为漏电流产生后，并不都是通过地线流入大地的，如人员触电时经过人的身体直接流入大地。车身和大地之间等效于电容的两级，在充电系统不漏电的情况下，因为感应作用，地线上也会形成电流，经实际测试在车辆充电且不漏电时，地线上有几百毫安的感应电流。
    若在地线上安装异常电流监控装置，一方面受车载电器电磁干扰容易引起误动作，另一方面地线失效断开时，将无法保护。因此，不能仅用监控地线电流来防触电，为保证安全，充电供电装置需安装漏电保护器。

    4 总结
    在电动车辆充电过程中，通过PE线车身接地、车身等电位、充电供电装置安装漏电保护器等多种措施结合，才能最大限度地保证人员防触电安全。
 

上一页  [1] [2]