Zuletzt aktualisiert am 29.04.2024
Heute befassen wir uns mit dem Thema Überspannungsschutz für Elektromobilität.
Elektromobilität wird ein wichtiger Markt der Zukunft sein: In einem Zeitalter, in dem wir die bequeme Personen- und Güterbeförderung nicht mehr missen wollen, aber dennoch ein wachsendes Bedürfnis nach ökologischen und nachhaltigen Technologien verspüren. Hand in Hand mit dem Ausbau der Infrastruktur geht auch die Forderung nach uneingeschränkter Verfügbarkeit und Sicherheit.
Ein passendes Überspannungsschutz-Konzept ist hierbei essentiell. Einerseits bezüglich der elektrischen Sicherheit, andererseits zum Schutz der Elektrofahrzeuge selbst. Denn wenn während eines Blitz- oder Überspannungsereignisses ein Elektrofahrzeug an der Ladestation angeschlossen ist, wird es – ohne implementierten Überspannungsschutz – mit hoher Wahrscheinlichkeit beschädigt. Dies kann sehr kostspielig werden, wenn etwa der Laderegler oder die Batterie ersetzt werden müssen.
Risikoabschätzung eines Blitzschlags
So wird das Risiko eines Blitzeinschlages abgeschätzt:
• Blitzeinschläge neben der baulichen Anlage
• Blitzeinschlägen in eine mit der baulichen Anlage verbundene Versorgungsleitung
• Blitzeinschlägen neben eine mit der baulichen Anlage verbundene Versorgungsleitung
Unterschiedliche Anforderungen an den Überspannungsschutz je nach Ladebetriebsart
Ladebetriebsarten 1 und 2
Die Ladebetriebsarten 1 und 2 beschreiben das Laden mit Wechselstrom an einer landesüblichen Schutzkontaktsteckdose oder einer ein- bzw. dreiphasigen Industriesteckdose. Im Gegensatz zu herkömmlichen Haushaltsgeräten wird beim Laden eines E-Autos allerdings permanent eine Leistung in Höhe der maximalen Belastbarkeit der Steckvorrichtung abgerufen. Deshalb ist besondere Vorsicht geboten, es besteht erhöhte Brandgefahr bzw. Gefahr einer Überhitzung. Der Überspannungsschutz sollte hier in der Ladestation installiert werden und zwar für die Stromversorgung als auch für die Datenkommunikation. In den meisten Fällen reichen hierfür Überspannungsableiter für die AC-Stromversorgung. Eine große Übersicht über passende AC-Ableiter finden Sie hier.
Ladebetriebsart 3
Ein typischer Installationsort für Ladesstationen der Betriebsart 3 befindet sich in Garagen bzw. in Tiefgaragen. Häufig sind die Ladestationen mit einem intelligenten Lastmanagement gekoppelt. Neben dem Überspannungsschutz, der bereits in der klassischen Gebäudeinstallation integriert sein sollte, müssen geänderte Umstände wie z.B. lange Leitungswege zur Garage zusätzlich im Überspannungs-Konzept eingeplant werden.
Wenn die Leitungslänge zwischen dem SPD und dem zu schützenden Betriebsmittel mehr als 10 Meter beträgt, sollten unbedingt weitere Maßnahmen ergriffen werden. Je näher der Überspannungsableiter am schutzbedürftigen Gerät liegt, desto besser.
Ladebetriebsart 4
Das Elektrofahrzeug wird bei der Ladebetriebsart 4 mit Gleichstrom (DC) geladen. Die Ladeleitung ist direkt an der Ladestation, meist einer Ladesäule, angebracht. Die Ladeleistung beginnt bei 24 kW, kann aber auch deutlich höher bis zu 350 kW liegen. Solche Ladestationen finden sich meist im öffentlichen Bereich und werden vom öffentlichen Versorgungssystem gespeist. Hier empfiehlt sich für den Schutz aller Komponenten ein SPD im Vorzählerbereich – am besten mit VG-Technology, welche frei von jeglichen Netzfolgeströmen, die vorgeschalteten Sicherungen zum Auslösen bringt. (Erfahren Sie hier mehr zur patentierten VG-Technology von CITEL.) Im höheren Leistungsbereich mit bis zu 350 kW pro Ladepunkt erfolgt die Anbindung im Normalfall über eine Trafostation an das Mittelspannungsnetz. Zum Schutz vor blitzbedingten Überspannungen sollten hier zusätzliche Schutzmaßnahmen auf der Mittelspannungsseite des Transformators bedacht werden.
Überspannungsschutz für die Elektromobilität im Video
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