Rendszeres olvasóink emlékezhetnek rá, hogy a Villanyszerelők Lapja hasábjain az elektromos autózás témakörében már többször értekeztünk az életvédelmi relé kérdéseiről. Sokakat megoszt a téma, pedig a szabványok egyértelműen fogalmaznak és foglalnak állást. Persze tudjuk, a szabványok alkalmazása nem feltétlenül kötelező, de minimum tudni kell róluk és érdemes megfogadni az ott leírtakat. Nézzük meg, hogy alakul mostanában a követelmény ezen a területen, mik a trendek és elvárások, illetve mi a gyakorlat.
Előzmények
Korábban egy teljes cikkben mutattuk be, milyen típusú áram-védőkapcsolók léteznek, és ezek közül melyeket kell vagy lehet felhasználni az elektromosautó-töltőállomások üzemeltetéséhez. De pl. az Elektromosautó-töltő otthoni környezetben című cikkünkben is érintettük a kérdést, részleteztük a követelményeket, az aktuális előírásokat. Mivel az újkori elektromos autózás csak néhány évre tekint vissza, ezért a körülötte kialakuló piac és infrastruktúra is fiatal és változékony. Ha kicsit visszaemlékezünk, Magyarország első nyilvános töltőállomását az ELMŰ adta át Budapesten a társaság Váci úti székháza előtt. A dátum 2010 szeptembere volt, tehát mondhatjuk, hogy a töltőállomások történelme hazánkban nem tekint vissza hosszabb időre mint 10 év!
Mivel a töltőállomás-infrastruktúra és annak a műszaki kialakításai, megoldásai és követelményei „fiatalok”, még számos kérdés forog a szakemberek és a felhasználók körében. Ugyanakkor ebben a kevesebb mint 10 évben több jelentős változás és fejlődés történt a töltőállomások és a hálózati követelmények tekintetében.
Alapvető követelmények, szabványok
A töltőállomásokról és azok speciális csatlakozóiról, bizonyos részegységeiről különböző szabványok rendelkeznek (ezekről is lehetett már olvasni lapunkban az elmúlt években). Az áram-védőkapcsoló témakörét azonban nem lehet vagy nem érdemes a töltőállomást taglaló termékszabványokban részletezni (esetleg érinteni vagy megemlíteni), mert a villamosenergia-hálózat kialakításából adódóan a rendszer úgy működik, hogy a berendezéseket és a végpontokon megtalálható fogyasztókat egy vezetékrendszer táplálja meg, amelynek kialakításából adódóan bizonyos pontokra különböző védelmeket, kapcsolókat és érzékelőket kell beiktatni. Ez saját, jól felfogott érdek, hiszen ezen eszközök védenek, megóvnak, átkapcsolnak, átirányítanak, kiszakaszolnak, egyszóval problémákat kezelnek, és így vagyont és életeket mentenek meg. Ugyanakkor, ha ettől egy beruházó eltekintene, például gazdasági érdekek miatt (olcsóbb lenne a rendszer megvalósítása, ha ki lehetne hagyni a kapcsolókészülékeket), akkor sem tehetné meg a különböző rendelkezések és szabványok követelményei miatt. Ezen irányelvek alól nem mentesülhet a villanyautó, vagy az azt kiszolgáló elektromosautó-töltőállomás berendezés sem.
Ma Magyarországon az installációs követelményeket, tehát annak előírásait, hogyan kell egy kisfeszültségű villamos elosztóhálózatot létesíteni, az MSZ HD 60364 szabvány határozza meg. Magáról a szabványról sok helyen lehet információkat találni, a Villanyszerelők Lapja is rengeteget ír ebben a témában. A szabvány a valamikori MSZ 2364-ből változott át és fokozatosan (némi engedélyezett nemzeti eltéréssel – ezért is MSZ HD és nem MSZ EN szabványról beszélhetünk) átvette a nemzetközi IEC és EN szabványelemeket. 8 fejezetből áll, nekünk most a töltőállomások esetében a 7-es fejezet érdekes, annak is a 722 része: MSZ HD 60364-7-722:2019. Kisfeszültségű villamos berendezések. 7-722. rész: Különleges berendezésekre vagy helyekre vonatkozó követelmények. Villamos járművek táplálása. Ennek a szabványrésznek van már egy 2019-es változata, ez adja jelen cikkünk apropóját. Sajnos manapság a Magyar Szabványügyi Testületnek (MSZT) nincs elegendő forrása, ezért a nemzetközi szabványokat idehaza megfelelő időben átvesszük, de nem kerülnek lefordításra, ezért ezek jelenleg angol nyelven érhetők csak el.
A szabvány értelmében minden töltőáramkör kötelezően felszerelendő egy túláramvédelemmel (például olvadóbiztosító vagy kismegszakító), szakaszolóval és áram-védőkapcsolóval. Általában a kismegszakítóval megvalósítható a túláramvédelem és a szakaszolás, ehhez azonban megfelelő gyártmányt kell választani. A többi installációs eszköz (túlfeszültség-korlátozó, mágneskapcsolók, jelző- és segédáramkörök, mérőkészülékek) alkalmazása opcionális, nem kötelező.
Hőskor
Az első ilyen szabványrész 2012-ben került publikálásra, azóta ezt a változatot már visszavonták. A szabvány 722.531.2.101 bekezdése úgy fogalmazott, hogy minden csatlakozási pont áram-védőkapcsolóval védendő, amely készülék szivárgóáram-védelmi szintje nem haladhatja meg a 30 mA-t. Arról is rendelkezik, hogy az ÁVK legalább A típusú kell legyen, de a többfázisú rendszerekben, ha a terhelés tulajdonságai nem ismertek, akkor egyenáramú védelemmel is rendelkeznie kell, azaz például B típust kellett alkalmazni. Tehát leegyszerűsítve: 1 fázisú rendszerben A típus, 3 fázisú rendszerben B típus. Erről a kiadásról érdemes tudni, hogy 2019. február 26-ig volt érvényben, eddig lehetett alkalmazni.
Középkor
2016 júliusában jelent meg a jelenleg is érvényben lévő 2016-os kiadás. Áramvédő tekintetben jelentősen megváltozott az előírás. Itt is úgy kezdődik, hogy legalább A típusú, 30 mA-es életvédelmi relét kell alkalmazni. Innentől viszont már jelentősen más a megközelítés. Azt kéri a szabvány, hogy minden olyan töltőállomás, amely csatlakozást biztosít e-autó számára és megfelel a termékszabványoknak, DC egyenáramú védelemmel legyen felszerelve. Ez a DC egyenáramú védelem lehet B típusú FI-relé, vagy A típusú, ha töltőállomás megfelelő, legalább 6 mA egyenáramú szivárgóáramfigyelő-relével van felszerelve. Vagyis ez a szabvány már nem különböztet meg 1 vagy 3 fázisú rendszereket, gyakorlatilag minden töltőállomás-áramkört B típusú életvédelemmel kell ellátni, ez alól csak a beépített védelem mentesít.
Modern kor
A legújabb kori szabvány majd csak 2021 végétől lesz egyeduralkodó, viszont áramvédő tekintetében sok újdonságot vagy változást nem hoz. Tulajdonképpen pontosítja csak azt a követelményt, hogy minden töltőállomás-áramkör (függetlenül attól, hogy 1 vagy 3 fázisú) DC egyenáramú áram-védőkapcsolóval védendő, kivéve akkor, ha erről a DC egyenáramú védelemről már a töltőgyártó gondoskodott beépített védelemmel (ekkor A típus alkalmazható az áramkörben). Tehát ez a rendelkezés van most érvényben, ezen irányelvek szerint kell eljárni és az installációt védelemmel ellátni. Fontos azt is megemlíteni, hogy mindaddig, amíg két szabvány érvényben van és párhuzamosan használható, addig bármelyik rendelkezés alkalmazható, a beruházó, tervező szabadon választhat. Azonban az új beruházások esetében mindig érdemes a legújabb szabályokat betartani, mert az átadás pillanatában érvényben lévő rendelkezések szerint fogják a szakemberek átvenni és engedélyezni az üzembe helyezést. Ha valaki véletlenül kicsúszik egy későbbi megvalósulás miatt, akkor adott esetben lehet újratervezni és átalakítani a rendszereket. Ez pedig rengeteg problémát és extra költséget okozhat.
Az ábrán látható, hogy zajlik a szabvány evolúciója, illetve milyen dátumokat kell észben tartani.
MSZ HD 60364-7-722 szabványevolúció
B típusú áram-védőkapcsolók
Sok gyártó rendelkezik B típusú FI-relével, ezek között léteznek saját és közös gyártású modellek. Egy biztos, ahogy egyre inkább terjed a DC egyenáram széles körű alkalmazása (napelemes rendszerek, elektromos autók), úgy jelenik meg egyre több gyártó kínálatában a védelmi eszköz. Ennek az is a következménye, hogy felfut a gyártási darabszám és kiélesedik a verseny, tehát a termék ára csökken. Még mindig drága készülékekről beszélünk, de most már azért elérhetők ezek a típusok 100 000 Ft-os nagyságrendi érték alatt is.
Előnyök, hátrányok
Mivel a szabvány értelmében két technológia alkalmazható, ezért érdemes megnézni ezek előnyeit és hátrányait. A két technológia:
Különálló B típusú, 30 mA-es FI-relé az áramkörben, jellemzően egy DIN-sínre pattintható áram-védőkapcsoló.
Elektromosautó-töltőállomásba integrált, legalább 6 mA DC áramfigyelő relé.
Nagyobb biztonság
Egy B típusú FI-relé többfajta zavaró frekvenciakomponens ellen zavarvédett a termékszabványok értelmében, míg a beépített áramfigyelő csak a sima DC áramforma ellen védett. Tehát ha nagyfrekvenciás zavarok lépnek fel, akkor a B típusú FI-relé kevésbé fog kioldani, míg a beépített változatot ezek megzavarhatják.
Jobb üzemfolytonosság
Egy B típusú FI-relé 30 mA-es küszöbbel rendelkezik, a beépített változat jellemzően 6 mA-es. A B típus tehát kb. 15-20 mA környékén kezd el kioldani, míg a 6 mA-es beépített változat már 3 mA környékén. Emberi védelem tekintetében a 30 mA még elviselhető károsodás nélkül bizonyos időtartamig, tehát elegendően alacsony küszöbérték. Jól látható, hogy beépített típus esetén a rendkívül alacsony kioldási küszöbérték gondokat okozhat, bizonyos autótípusokat ezek a töltők nem fognak tudni tölteni, mert a védelem életbe fog lépni. Ráadásul a B típusú FI-relé nagyfrekvenciás zavarok esetében is jobb paraméterekkel rendelkezik. Szerencse a beépített típus esetén, hogy küszöbérték-kioldás miatt nem kell a töltőt újraindítani vagy a kapcsolókart visszakapcsolni, hanem a hibás autó leválasztása után visszaáll a töltőben az eredeti gyári állapot, és a következő autót már lehet is tölteni. Természetesen a B típusú áram-védőkapcsolók is felszerelhetők különböző visszakapcsoló automatikákkal, így megoldható az, hogy a távoli töltőállomáshoz nem kell kiszállnia karbantartó személyzetnek, csupán egy kapcsolókart visszakapcsolni.
Magasabb ár
A piaci tapasztalat alapján az látszik, hogy egy beépített DC áramfigyelő + A típusú FI-relé olcsóbb megoldást nyújt, mint egy B típusú FI-relé alkalmazása, ez tény. Ráadásul a moduláris elrendezésű B típusú FI-relének helyet kell biztosítani – nem is kicsit, 2 vagy 4 modul szélességűt – egy elosztószekrényben, míg a beépített változat esetén alkalmazható A típusú FI-reléknek létezik kismegszakítókkal egybeépített változata, amely kisebb helyet foglal.
Összefoglalva, egy különálló 30 mA-es B típusú FI-relé alkalmazása nagyobb biztonságot, megbízhatóságot és üzemfolytonosságot biztosít, azonban drágább technológia. Mindenki eldöntheti, hogy melyik megoldást alkalmazza, mire van pénze, hiszen erre a szabvány lehetőséget teremt.
Várhatóan úgy fog alakulni a piac, hogy otthoni megoldásban az olcsóbb, integrált megoldást fogják preferálni (olcsóbb és nem lesz szükség olyan magasfokú folyamatosságra), míg vállalkozási területen, ahol a töltő tulajdonosa a nap 24 órájában és a hét minden napján biztosítani szeretné a szolgáltatást (hiszen ekkor tud pénzt termelni), ott a különálló B típusú FI-relét fogják beépíteni.
