Schlagwortarchiv für: E-Fahrzeuge

Blitz- und Überspannungsschutz bei Ladesäulen

Blitz- und Überspannungsschutz bei Ladesäulen

Mit dem Ausbau der Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge gilt es auch, den Schutz vor Blitz- oder Überspannungsschäden zu erweitern. Passende Schutzkonzepte müssen dabei mit dem Einsatz effizienter Schutzgeräte kombiniert werden. Die E-Mobilität nimmt immer mehr Fahrt auf. So ist die Anzahl der Neuzulassungen von Elektromobilen (ohne Hybridfahrzeuge) in Deutschland seit 2015 von rund 12 500 auf fast 200 000 gestiegen. Im gleichen Zeitraum wurde die Zahl der öffentlich zugänglichen Ladepunkte von rund 5 900 auf rund annähernd 25 000 erweitert, Tendenz: weiter steil steigend.

Entscheidend für den Aufbau einer zuverlässigen Ladeinfrastruktur ist dabei nicht nur die Anzahl an verfügbaren Ladestationen, sondern auch die Qualität der in den Ladeparks und -stationen verbauten, in der Regel hochempfindlichen elektronischen Komponenten. Dem Schutz gegen Überspannungen und Blitzeinwirkungen kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, zumal sich die Ladestationen häufig im Freien und dort an exponierter Stelle befinden. Bei Ladeparks kommen bei Einrichtungen für das Last- und Energiemanagement weitere elektronische Bauteile zum Einsatz, die ebenso zuverlässig vor transienten Überspannungen geschützt werden müssen.

Die Gefahr von Überspannung und Blitzeinschlägen betrifft dabei nicht nur die Stationen selbst, sondern auch die Fahrzeuge, die zu diesem Zeitpunkt dort für den Ladevorgang angeschlossen sind. Die Ladeschnittstelle von Elektromobilen ist üblicherweise für eine Spannungsfestigkeit von maximal 2 500 V ausgelegt. Selbst ferne Blitzeinschläge im erweiterten Radius der Stationen können Spannungen erzeugen, die um eine Vielfaches höher ausfallen. Schäden an Batterien und Ladereglern sind in solchen Fällen vorprogrammiert, dadurch ausgelöste Batteriebrände können sogar zum Totalschaden des Fahrzeugs führen; im schlimmsten Fall sind davon in der Nähe befindliche Personen betroffen.

Neben den oft erheblichen Schaden auslösenden Blitzeinwirkungen sind auch die Folgen zu berücksichtigen, die durch die eher energiearmen Schaltüberspannungen verursacht werden. Auch wenn sie nicht immer unmittelbaren Schaden an der Einrichtung verursachen, tragen sie zur Verkürzung der Lebenszeit der eingesetzten elektrischen und elektronischen Komponenten bei.

Wirklich wirksamen Schutz dagegen bietet nur die Umsetzung eines übergreifenden Blitz- und Überspannungsschutzkonzeptes. Dabei gilt es insbesondere die Normen DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534 sowie DIN VDE 0100-722 und VDE-AR-N 4100 zu berücksichtigen.

Hochgradig wirksame Überspannungsschutzgeräte sorgen zuverlässig für eine Ableitung von Stoßströmen. Die durch Blitzeinschläge erzeugte Überspannung reduziert sich dabei in einem Maß, dass die Spannungsfestigkeit zentraler Komponenten nicht überschritten wird und sich Funkenbildung oder Kurzschlüsse verhindern lassen. Darüber hinaus können durch ihren Einsatz Alterungsprozesse der verbauten Elektronik verzögert oder gänzlich vermieden werden.

Vor solchen Schäden und den damit einhergehenden Anlagenausfällen bewahrt ein Überspannungsschutz. Schon in der Planungsphase wird das entsprechende Schutzkonzept an die spezifischen Verhältnisse vor Ort angepasst. Häufig tritt bei Wallboxen das Problem auf, dass der Raum für die Installation von Überspannungsschutz sehr begrenzt ist, oft so begrenzt, dass der Einsatz eines zusätzlichen Gehäuses nötig wird; ein solches wiederum erhöht die Kosten. In Fällen wie diesen sollte ein Überspannungsableiter zum Einsatz kommen, der alle relevanten Normen und zuverlässigen Schutz bietet– und das bei einer Bauform, die maximal platzsparend ist und zudem auch außerhalb der Wallbox einfach installiert werden kann.

Autor: Fabio Pafumi, Business Development Manager Utilities & Smart Grid/E-Mobility, DEHN SE

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Prüfung von E-Ladestationen und E-Ladekabeln

Prüfung von E-Ladestationen und Ladekabeln

Der Betreiber von Ladestationen hat dafür zu sorgen, dass sich diese in einem ordnungsgemäßen und sicheren Zustand befinden. Laut Vorschrift 3 der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) sind Ladesäulen und Wallboxen für E-Fahrzeuge ortsfeste elektrische Anlagen und Ladekabel ortsveränderliche Betriebsmittel. Durch Prüfen sowohl vor der Inbetriebnahme als auch wiederkehrend in bestimmten Zeitabständen kann dies sichergestellt werden. Die Fristen sind durch eine Gefährdungsbeurteilung so zu ermitteln, dass Mängel rechtzeitig erkannt werden. Hierzu empfiehlt die Bundesanstalt für Arbeitsschutz die Technischen Regeln für Betriebssicherheit TRBS 1201.

Sollten keine Prüffristen vorgegeben sein, muss die wiederkehrende Prüfung mindestens einmal jährlich durchgeführt werden. Die Regulierungsbehörde kann den Betrieb einer Ladesäule untersagen, wenn die technische Sicherheit des Betriebes nicht gegeben ist. Die Prüfung beinhaltet Besichtigung, Messungen und Erprobung. Die Ergebnisse der einzelnen Messungen werden in einem Prüfprotokoll dokumentiert.

Zur Prüfung greifen verschiedene Normen wie die DIN VDE 0100-600, DIN VDE 0100-722, DIN EN IEC 61851-1 für die Erstprüfung der elektrischen Anlage, die DIN VDE 0105-100/A1, DIN VDE 0100-722, DIN EN IEC 61851-1 für die wiederkehrende Prüfung und die VDE 0702 für die wiederkehrende Prüfung der Ladekabel.

Autor: Sebastian Onnenberg, Gesellschafter und Geschäftsführer, PRO-EL GmbH

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Blitz- und Überspannungsschutz

Übersicht zu Blitz- und Überspannungsschutz

Einführung | Erdungsanlagen | Normen und Vorschriften | PublikationenWeitere Informationen

Einführung

Blitz- und Überspannungsschutz ist ein zentrales Thema im Bereich der Elektroinstallation und Gebäudetechnik. Er dient vor allem dem Schutz von Gebäuden und denen sich im Gebäude befindenden Personen, sowie im Äußeren installierte technische Anlagen. Durch den Anstieg der Elektromobilität und die zunehmende Installation von Ladesäulen spielt der Schutz vor Blitz- und Überspannungsschäden, grade im Außenbereich, eine immer zentralere Rolle. Um unmittelbare und langfristige Schäden durch Blitzeinwirkungen zu verhindern, gilt es technische Anlagen bereits in der Planungsphase in ein entsprechendes Sicherheitssystem zu integrieren.

Erdungsanlagen

Erdungsanlagen sind essenzielle Komponenten für elektrische Installationen, die für die Sicherheit und den ordnungsgemäßen Betrieb von Gebäuden und Anlagen sorgen. Sie dienen dazu, elektrische Ströme sicher in die Erde abzuleiten, um Personen und Einrichtungen, sowie technische Anlagen vor den Gefahren durch Fehlerströme, Überspannungen und Blitze zu schützen. Das System ist so gestaltet, dass es den Widerstand zwischen dem elektrischen System und dem Erdreich minimiert und so einen sicheren Weg für die Ableitung elektrischer Ströme bietet.

Normen und Vorschriften

Für Blitz- und Überspannungsschutz gelten folgende Normen und technische Regeln:

  • DIN VDE 0100-443:2016-10
  • DIN VDE 0100-534:2016-10
    Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-53: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Trennen, Schalten und Steuern – Abschnitt 534: Überspannungs-Schutzeinrichtungen (SPDs)
  • VDE-AR-N 4100 Anwendungsregel:2019-04
    Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung)
  • DIN VDE 0100-722:2019-06
    Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 7-722: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art – Stromversorgung von Elektrofahrzeugen

Publikationen

Hersteller

Blitzschutz
Überspannungsschutz

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Stichworte
Blitzeinschläge, Blitzschutz, Blitzschutzkonzept, E-Fahrzeuge, E-Mobilität, Elektromobilität, Erdungsanlagen, Fahrzeug, Funktionstüchtigkeit, Ladeinfrastruktur, Ladepunkte, Ladestationen, Ladevorgang, Schutzkonzepte, technische Anlagen, Überspannungsschutz, Überspannungsschutzkonzept, Versorgungssystem