如何设计高效的充电桩防雷系统?
发布时间:2025-08-08 11:39浏览次数:
设计高效的充电桩防雷系统需结合直击雷防护、感应雷防护、接地系统优化及设备级保护,形成多层次防护体系,具体可从以下几个核心方面展开:
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接闪器安装
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在充电桩顶部或周边设置避雷针(独立针或附设针),确保保护范围覆盖整个充电桩及电缆进线区域(按滚球法计算保护半径)。
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若充电桩位于开阔区域,可采用避雷带 + 避雷针组合,增强对侧面雷击的防护。
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引下线优化
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引下线需采用截面积≥25mm² 的铜缆或镀锌圆钢,直接连接接闪器与接地装置,减少拐弯和接头,降低阻抗。
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引下线与充电桩金属外壳、电缆的距离需≥1m,避免反击。
充电桩的供电线路(市电)、通信线路(4G / 以太网)是感应雷侵入的主要路径,需分级安装浪涌保护器(SPD):
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供电线路防护
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一级 SPD:在充电桩进线总开关处安装,标称放电电流(In)≥40kA,限制电压≤2.5kV,应对强浪涌。
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二级 SPD:在充电桩内部电源模块前端安装,In≥20kA,限制电压≤1.5kV,进一步削弱浪涌。
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注意 SPD 的脱离器配置,避免故障时起火。
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通信线路防护
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在通信接口(如 SIM 卡槽、以太网口)安装信号 SPD,根据接口类型选择适配的额定电压(如 5V、24V),In≥10kA,确保通信信号不被干扰。
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接地装置设计
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采用联合接地方式,将充电桩金属外壳、SPD 接地端、避雷针接地极、电缆屏蔽层等连接至同一接地网,避免电位差。
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接地网可采用水平接地体(镀锌扁钢)+ 垂直接地极(镀锌角钢)组合,埋深≥0.8m,土壤电阻率高时可添加降阻剂,确保接地电阻≤4Ω。
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等电位连接
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充电桩内部金属部件(机柜、设备外壳)通过铜带或铜排连接,形成等电位体,防止内部反击。
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电源模块优化
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选用具备浪涌抗扰度(如符合 IEC 61000-4-5 标准,承受 2kV 差模、4kV 共模冲击)的电源模块,减少后端电路损坏风险。
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信号接口保护
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通信芯片、控制板接口处增加 TVS 二极管、压敏电阻等元件,作为 SPD 的补充保护,吸收残余浪涌。
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定期检测 SPD 状态(通过指示窗口或远程监测),失效时及时更换。
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每年测量接地电阻,确保≤4Ω,雨后需重点复查。
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检查引下线、接地体连接是否松动、锈蚀,及时修复。
通过以上多层防护设计,可有效拦截直击雷、抑制感应雷浪涌,降低充电桩因雷击导致的设备损坏和停机风险,提升运行可靠性。
