簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘 要：全國各地電瓶車充電引發(fā)火災的事故時有發(fā)生，對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了很大的威脅，本文介紹的電瓶車充電樁收費平臺，采用無線通信技術、物聯(lián)網(wǎng)技術和電氣火災探測及防護技術，對電瓶車充電樁的狀態(tài)及充電過程進行監(jiān)控，及時對充電樁過壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等一系列故障進行預警和保護。

關鍵詞： 電瓶車充電樁；學校；托管；云平臺

1 項目概述

     福建大學城某學院是福建省人民舉辦的省屬公學院，學校占地面積1388畝，設有13個二級學院和2個教學部，現(xiàn)有專任教師總數(shù)771人，全日制本科在校生近1.5萬人。

     學院為了滿足校園與日俱增的充電需求，同時為了規(guī)范校園電動車管理，避免亂停亂放、私拉電線充電的安全事故發(fā)生，計劃安裝一批10路電瓶車智能充電樁。

2 項目需求

     基于高校對審計的要求，校方提出使用學校現(xiàn)有微信獨立商戶進行收款，統(tǒng)一管理資金，同時要以獨立小程序進行運營，系統(tǒng)需求主要包括：

● 托管模式下，支持直接使用校方獨立商戶進行收款

● 托管模式下，支持使用校方獨立小程序進行運營

● 托管模式下，支持小程序充電檔位和充值檔位可配置

3 系統(tǒng)結構

     現(xiàn)場采用10路電瓶車智能充電樁，對充電回路進行采集，通過RS485接口與無線通信終端進行通訊，實現(xiàn)電力參數(shù)的監(jiān)測、預警與保護，再由無線通信終端，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建在數(shù)據(jù)中心的電瓶車充電樁收費平臺。

平臺采用分層分布式結構進行設計，詳細拓撲結構如下：

     系統(tǒng)分為四層：即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

數(shù)據(jù)采集層：電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護

     網(wǎng)絡傳輸層：包含無線通信終端。無線通信終端主動采集數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。

     數(shù)據(jù)中心層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎數(shù)據(jù)庫。應用服務器和數(shù)據(jù)服務器部署在局域網(wǎng)內，與外網(wǎng)隔離。

     客戶端層：系統(tǒng)管理員通過局域網(wǎng)，在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡的方式啟動充電。

1 概述

     電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關和監(jiān)控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

     ASCP200-1 型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，大額定電流為 63A?？蓮V泛應用于學校、醫(yī)院、商場、賓館、娛樂場所、寺廟、文物建筑、會展、住宅、倉庫、幼兒園、老年人建筑、集體宿舍、電動車充電站及租賃式商場商鋪、批發(fā)市場、集貿市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端干、支路的線路保護。

2、限流式保護器的設計

     電氣防火限流式保護器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關和監(jiān)控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當弊端，發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。

     安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態(tài)開關，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關的斷開是一種機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關的斷開則是依靠半導體內部的載流子運動實現(xiàn)，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當發(fā)生短路故障時，傳統(tǒng)空氣開關在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態(tài)開關則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障前后電流與時間關系圖

     從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很容易看出，傳統(tǒng)空氣開關與固態(tài)開關在短路時所釋放的能量差別可以達到數(shù)千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發(fā)生短路故障時，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災。

3、ASCP200-1功能特點

ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，較大額定電流為63A。主要功能如下：

     A）短路保護功能，線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內實現(xiàn)快速限流保護；

     B）過載保護功能，線路持續(xù)過載時，保護器限流保護；

     C）表內超溫保護功能，保護器內部器件工作溫度過高時，保護器限流保護；

     D）過/欠壓保護功能，線路欠壓或過壓時，保護器告警或限流保護（可設）；

     E）電纜溫度監(jiān)測功能，被測線纜溫度超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；

     F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電超過報警設定值時，保護器告警或限流保護（可設）；

     G）通訊功能，保護器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

4、ASCP200-1技術參數(shù)

5、應用方案圖示

     ASCP200-1型電氣防火限流式保護器建議安裝在入戶開關下端，額定電流值根據(jù)入戶開關的具體規(guī)格進行設置，典型應用示意圖如圖2所示：

圖2ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

6、使用注意事項

     在選用限流式保護器時，限流式保護器的設定的額定電流應該與其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時，應將限流式保護器的額定電流設置為32A。為保障限流式保護器的正常使用，嚴禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

     ASCP200系列采用限流式保護器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質，并注意環(huán)境溫度和通風散熱。

     為確?？煽窟B接，接線時應按接線圖進行，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致部過熱，也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常，線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護器相應端子上并將螺釘擰緊壓實。

     保護器內部帶有交流電，嚴禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護器在使用期間，若被保護線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護時，保護器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，并排除故障后，長按保護器的復位按鍵約2秒鐘，使保護器恢復正常運行時。

     當保護器因超溫而發(fā)生限流保護時，則可能是因為負載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風散熱不良等原因導致，可通過加強通風等措施，等保護器溫度降下來后，再長按復位鍵，使保護器復位，恢復正常運行。