Hoe laadpunten voor elektrische wagens beveiligen?
Het voorzien van laadpunten voor elektrische wagens wordt steeds couranter voor zowel installateurs, studiediensten, groothandels als bouwheren. Ieder laadpunt dient voorzien te worden van een personenbeveiliging. Omdat laadstations in hun foutstroom ook een gelijkstroomcomponent kunnen hebben dient hiermee in de personenbeveiliging rekening te worden gehouden.
In het AREI zijn er geen expliciete regels neergeschreven voor het beveiliging van laadpunten. De regels van goed vakmanschap zijn terug te vinden in de geldende internationale normering ter zake, zijnde:
IEC 61851-1:2017 "Electric vehicle conductive charging system - Part 1: General requirements"
IEC 60364-7-722 "Low-voltage electrical installations - Part 7-722: Requirements for special installations or locations - supplies for electric vehicles".
In onderstaand overzicht verduidelijken we even de belangrijkste punten.
Een laadstation kan één of meerdere laadpunten bevatten.
Ieder laadpunt wordt afzonderlijk beveiligd met een automaat en aardlekschakelaar. Als een laadstation meerdere laadpunten bevat die gelijktijdig gebruikt kunnen worden en die een gemeenschappelijke aansluiting hebben, moeten de beveiligingen in het laadstation ingebouwd worden. Laadpunten die niet gelijktijdig gebruikt kunnen worden, mogen uitgerust worden met een gemeenschappelijke beveiliging.
Met ingang van de nieuwe editie van IEC 61851-1 (februari 2017) moeten zowel enkelfasige als driefasige laadpunten beveiligd worden tegen DC-componenten in de foutstroom. De geschikte oplossingen hiervoor zijn de plaatsing stroomopwaarts van een:
- Aardlekschakelaar type B of
- Aardlekschakelaar type A met bijkomende apparatuur die uitschakeling van de voeding garandeert in geval van DC-componenten met meer dan 6mA in de foutstroom
Verder moet de aardlekschakelaar aan volgende voorwaarden voldoen:
- Mag niet meer dan 30mA lekstroom toelaten
- Is conform aan één van de volgende standaarden: IEC 61008-1, IEC 61009-1, IEC 60947-2 en IEC 62423
- Onderbreekt alle actieve geleiders
Waarom voldoet een verliesstroomschakelaar van het Type A niet voor de beveiliging van een laadstation?
Het type verliesstroomschakelaar hangt af van de toestellen die er op aangesloten worden. Elektrische voertuigen bevatten een gelijkrichter. Wanneer deze aangesloten is op een laadstation bestaat de kans dat in geval van fout de foutstroom een gelijkstroomcomponent bevat.
Een gelijkstroomcomponent van 6mA zorgt ervoor dat een type A aardlekschakelaar blind wordt. Hierdoor is de goede werking van de type A aardlekschakelaar niet gegarandeerd, zelfs al is de foutstroom groter dan de uitschakelwaarde. Een aardlekschakelaar type B daarentegen blijft correct functioneren, ook bij DC foutstromen hoger dan 6mA.
Een overzicht van mogelijke foutstromen en de geschikte aardlekbeveiliging vindt u in volgende tabel (figuur 1). Laadpunten kunnen situatie 7 t.e.m. 10 veroorzaken.
Figuur 1: mogelijke foutstroom (Bron: Siemens AG)
Wat met een huishoudelijke installatie?
Hier is het AREI van toepassing. Het AREI legt geen expliciete regels vast voor het aansluiten van laadpunten voor elektrische wagens. In het AREI staat wel dat aardlekschakelaars in elektrische installaties van huishoudelijke lokalen van het type A moeten zijn (AREI art. 85.02). Recent heeft de Federale Overheidsdienst FOD Economie hierover nota 75 aan de erkende organismen gestuurd.
Hierin staat: “aangezien een aardlekschakelaar type B om te beginnen moet voldoen aan de norm voor een aardlekschakelaar type A, is een aardlekschakelaar type B ten minste gelijkwaardig te beschouwen aan een aardlekschakelaar type A en kan dusdanig ook worden geplaatst in elektrische installaties van huishoudelijke lokalen, dit op voorwaarde dat eveneens is voldaan aan de andere voorschriften van het AREI die van toepassing zijn op een aardlekschakelaar type A (zie verder).”
In elektrische installaties van huishoudelijke lokalen moeten alle verliesstroomschakelaars stroomopwaarts van een verliesstroomschakelaar type B ook van het type B zijn.
Bij de “andere voorschriften van het AREI die van toepassing zijn op een aardlekschakelaar type A” horen onder meer deze:
- De aardlekschakelaar aan het begin van een elektrische installatie van huishoudelijke lokalen moet een nominale stroomsterkte hebben van ten minste 40 A (AREI art. 85.02)
- In huishoudelijke lokalen of plaatsen, stroomopwaarts van de eerste reeks beschermingsinrichtingen tegen overstroom, weerstaan de differentieelstroominrichtingen en schakelinrichtingen aan een I²t-waarde van minimum 22,5 kA²s bij een stroom van 3000 A; een specifieke markering van de aardlekschakelaar zonder overstroombeveiliging, met nominale stroomsterkte ≤ 40 A, verzekert de identificatie van de naleving van deze karakteristieken, namelijk minimum de volgende aanduiding : “3000 A, 22,5 kA²s”, deze karakteristieken zijnde samen aangebracht op eenzelfde vlak, zichtbaar na installatie, zo nodig, na verwijdering van de beschermingsplaten geplaatst in het kader van de bescherming tegen directe aanraking (AREI art. 251.05)
Besluit
Elk laadpunt moet afzonderlijk beveiligd worden met een automaat, aangepast aan het type toestel en bekabeling, en met een aardlekschakelaar 30mA. Deze aardlekschakelaar is van het type B. Het AREI verplicht vooraan de installatie een aardlekschakelaar type A. Dankzij nota 75 van de FOD economie kan de keurder echter een uitzondering op het AREI toelaten.
Er zijn volgende mogelijkheden:
- De aardlekschakelaar 30mA type B voor het laadpunt parallel aftakken na de kWh teller, parallel op de 300mA type A voor de rest van de woning (zie figuur 2).
- Hoofdbeveiliging 300mA type A vervangen door een 300mA type B en dan in de installatie de 30mA type B specifiek voor het laadpunt.
- Wanneer het gaat om een aardlekschakelaar zonder ingebouwde automaat met nominale stroom ≤ 40 A, dan moet de hierboven beschreven markering erop staan.
- De oplossing met een element dat afschakelt bij 6 mA DC foutstroom (zie hierboven op blz. 3) wordt niet toegestaan in huishoudelijke installaties, omdat voor dit element (nog) geen norm bestaat.
Figuur 2: laadpunt aansluiten in TT-net (Bron: Siemens AG)
Meer informatie over de toepassing van differentieelschakelaars Type B in huishoudelijke installaties vindt u in deze nota van VOLTA.