浅谈新国标GB/T18487.1-2023充电桩的剩余电流检测要求

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浅谈新国标GB/T18487.1-2023充电桩的剩余电流检测要求 [复制链接]

单位：浙江巨磁智能技术有限公司            作者：黄天啸

 

 

 

 

一、标准修订历程

 

2023年9月7日，由工业和信息化部提出、全国汽车标准化技术委员会归口的GB/T18487.1-2023《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》和GB/T20234.3-2023《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口》两项推荐性国家标准由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会正式发布，标准于2023年9月7日实施。

 

 

图1  GB/T18487.1、GB/T20234.3标准修订历程

 

二、标准修订背景

 

依据公安部交通管理局统计数据显示，截至2023年6月底，全国新能源汽车保有量达1620万辆，占汽车总量的4.94%。我国新能源汽车保有量从2015年的58万量发展至今年上半年的1620万量，由占汽车总量的0.34%提升至4.94%，这意味每100辆汽车中就有接近5辆是新能源汽车。当前我国新能源汽车市场已由政策推动发展到以市场推动，在全球新能源汽车市场中，份额占比已超60%。

随着新能源汽车的市场保有量持续攀升，充电桩也加足马力地在全国铺展建设。中国充电联盟发布8月全国电动汽车充换电基础设施运行情况。数据显示，截至2023年8月，公共充电桩保有量为227.2万台，8月比7月公共充电桩增加6.1万台，同比增长39.9％。随着汽车充电桩的大量使用，老旧的充电桩的安全隐患及各类事故也开始频频发生。各种问题事故的发生也促进了充电桩新标准的修订需求。作为充电设备的总领性标准的GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第一部分：通用要求》颁布实施至今已有8年时间，新标准GB/T 18487-2023基于原标准的相关要求，总结吸取了市场上现存的各类问题隐患，着重在安全可靠性方面进行了额外的规定。

 

 

图2 充电桩安全隐患事故

 

三、充电桩的剩余电流（漏电流）检测要求

 

新标准中对于充电过程的安全性与可靠性进行了进一步规定要求。尤其是对于充电设备的剩余电流检测要求，相较于原有的标准提出了更为安全可靠的保护措施。小编梳理了新旧标准的剩余电流要求异同点共大家分享。

 

图3 GB/T18487.1-2015 交流桩剩余电流的保护要求

 

 

图4 GB/T18487.1-2023 交流桩剩余电流的保护要求

 

在GB/T 18487.1-2023的10.3 剩余电流保护器章节中明确要求，对于交流充电设备需要具备防故障电流的保护措施：其中最低的剩余电流保护要求由2015版标准的A型剩余电流保护升级到了至少为A型且直流6mA及以上的剩余电流保护。

 

图5 各类型剩余电流的电流波形

 

上图为各型号的剩余电流保护波形表，其中A型剩余电流的保护范围为交流剩余电流与脉动直流剩余电流。新标准中新增的便是6mA及以上的平滑直流剩余电流的保护。即我们目前市场上常称的A+6方案。

 

图6 GB/T18487.1-2023 直流桩剩余电流的保护要求

 

同时在新国标10.3.102章节直流供电设备剩余电流保护器中首次提出了在直流桩内可以配备同10.3交流供电设备剩余电流保护功能的保护器或保护单元来进行直流供电设备的剩余电流保护。这是2015国标中未提及的内容，在直流桩配备了剩余电流保护功能后将进一步提高直流桩的安全性与可靠性。

 

四、新国标充电桩剩余电流更新检测直流电的原因

 

对于剩余电流的检测，我们家用的漏保常用的是通过互感器去感知工频正弦的交流剩余电流。而互感器的原理是通过感知变化的磁场来检测电流值。直流电流所产生的直流磁场的特点是不随时间变化，磁场方向始终保持恒定。在直流剩余电流的应用场景中，传统的互感器将不再适用，如下图所示，下图为A型漏保中磁芯的磁化检测曲线。随着直流电流的增大，互感器磁芯的饱和将发生偏置，会导致出现互感器感知能力失准的现象，致使传统A型及AC型漏保无法正确的检测和保护，危及到人身安全。2023新标准完善了对于直流漏电的检测和保护要求，避免了直流剩余电流的安全隐患。

 

图7 A型互感器在直流环境中的BH曲线图

 

五、MAGTRON RCMU系列剩余电流传感器

 

浙江巨磁智能有限公司，位于浙江嘉兴。是一家国内最早设计剩余电流检测芯片的公司。自主设计的磁通门iFluxgate^®电流检测芯片拥有自主知识产权及专利，并批量应用于充电桩剩余电流保护传感器RCMU101系列中。磁通门的剩余电流传感器是目前市场上最适合充电桩剩余电流检测保护的器件，除了传统的交流电流外对于新国标要求6mA及以上的纯平滑直流也能够完美实现检测。

对于新国标的升级，浙江巨磁RCMU101SN-E系列RCD采用端子外接穿线的设计方案。可以通过原国标板预置的外接插座端子，为客户实现快速升级到满足新国要求的方案。

 

图8 MAGTRON RCMU系列剩余电流传感器

 

 

图9 MAGTRON充电桩漏电流检测解决方案