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單位：浙江巨磁智能技術(shù)有限公司 作者：Irving.Yang 2021年11月15日，拜登簽署了總額約1.2萬(wàn)億美元的《基礎設施投資和就業(yè)法案》，該法案旨在推動(dòng)到2030年為止在美國安裝500,000個(gè)電動(dòng)汽車(chē)充電站。這也將為國內充電樁廠(chǎng)商帶來(lái)一波出口機會(huì )。 由于北美和國內的電網(wǎng)系統存在非常大的差別，也使得充電模式二（ICCPD）和充電模式三（AC Charger /Wall-Box）的標準與歐標（IEC61851、IEC62752和IEC62955）和中國國標（GB/T 18487.1）完全不一樣。其中美標（UL2231）對漏電流保護部分的要求與國標（GB/T 18487.1）和歐標（IEC61851、IEC62752和IEC62955）存在非常大的差異。這次，我們來(lái)一起簡(jiǎn)單梳理一下美標（UL2231）對漏電流保護要求。 UL 2231-2 《Personnel Protection Systems for Electric Vehicle (EV) Supply Circuits: Particular Requirements for Protection Devices for Use in Charging Systems》 中描述了對漏電流的保護要求和測試方法。 而在確定漏電流保護要求之前，需先查看UL 2231-1 《Personnel Protection Systems for Electric Vehicle (EV) Supply Circuits: General Requirements》，其中中對接地系統的保護要求進(jìn)行了劃分，不同電壓等級有不同的要求，也帶來(lái)了不同的漏電流保護要求，如Table 2中的這個(gè)表格： 
漏電保護類(lèi)型主要分為CCID5和CCID20，根據電壓等級，配合基本絕緣、雙重絕緣加強絕緣，以及是否具備接地監測功能、是否中性線(xiàn)接地來(lái)進(jìn)行選擇漏電保護是CCID5 還是CCID20。CCID的跳脫閾值可參考UL2231-2中Table4~5兩個(gè)表格，如下圖：
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CCID5對交流漏電的保護范圍是5±1mA，直流是30mA，同時(shí)對DC+AC混合漏電流以及高頻都有保護，而CCID20對交流漏電保護范圍是15~20mA，直流是40X1.414=56.56mA，同樣也對混合漏電流和高頻漏電都有保護。和歐標中的B型漏電保護類(lèi)似，都需對各種復雜漏電進(jìn)行保護，也都考慮了直流漏電的危害，但是和歐標又有很大區別，我們知道歐標中有一個(gè)直流6mA的保護要求，是對于磁保護的要求，防止直流漏電對充電系統中其他根據互感原理進(jìn)行漏電保護的裝置造成直流偏磁效應從而導致保護失效。UL2231中直流漏電的保護閾值都大于交流，顯然關(guān)注重點(diǎn)是直流直接對人體造成的傷害。 我們都知道漏電流的危害和電流能量大小相關(guān)，而能量由漏電流持續時(shí)間和大小決定，一般測試漏電功能是否可靠也是從脫扣電流大小和脫扣電流時(shí)間兩方面來(lái)確定的。 對于脫扣電流大小，純直流和純交流比較好理解，在Table 4~5中已經(jīng)給出了閾值。 而DC+AC的混合漏電流，UL2231在Figure 6中給出了不同DC含量下的脫扣閾值，如下圖：
橫坐標是直流含量大小，縱坐標是AC&DC混合漏電流大�。ǚ逯担�，并且也給出了起始點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標值，從而可以得知AC和DC的混合比例。 對于A(yíng)C＞60Hz 的高頻漏電流閾值，如果是CCID5,根據Table 4是5XFF but not greater than 70，FF系數需查看Figure 7,如下圖所示，橫坐標是頻率，縱坐標是FF系數。
而如果是CCID20，閾值是20XRatio，Ratio系數由Figure 8確定，如下圖：
對于擬用于具有多個(gè)頻率的電源電路的CCID型設備的允許脫扣閾值應通過(guò)將電源應用于Figure 9所示的電路來(lái)確定。頻率因數是通過(guò)將V-in值除以測量的V-OUT值來(lái)確定，如果是CCID5，閾值就是5XFF，如果是CCID20，則閾值就是20XRatio。
對于脫扣時(shí)間的確定，UL2231在Table 6中給出了公式：
與歐標給出了詳細的測試模型不同，UL2231也給出了測試模型，但并沒(méi)有包括所有要求的內容。我們可以看到，在Figure 10中，給出了一個(gè)測試模型，如下圖所示：
該圖顯示，接地故障測試是通過(guò)在負載側引出一個(gè)電阻到接地端，通過(guò)調節電阻大小來(lái)模擬不同大小的漏電流。這個(gè)測試模型似乎只能考察純交流漏電流的保護，因為交流充電設備是交流輸出的。而理論上，如果要對直流和各種不同頻率進(jìn)行測試，需要設計不同的電路來(lái)進(jìn)行。 通過(guò)對美標漏電標準的簡(jiǎn)單分析，可以看到美標的漏電流要求相對歐標來(lái)說(shuō)區別是非常大的。
作為全球領(lǐng)先的漏電流保護方案供應商，MAGTRON在一些實(shí)際的應用案例中發(fā)現，不同的認證機構對于美標的標準解讀和測試方法也并不完全一樣，MAGTRON可提供傳感器級別的美標漏電流保護解決方案，配合客戶(hù)完成美標充電樁的認證。 |
