Die Hauptfunktion von RCD (Residual Current Action Protection Device) in Ladesäulen besteht darin, Unfälle durch Stromschläge, Leckschäden an elektrischen Geräten und elektrische Brände zu verhindern und die Sicherheit des Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen zu gewährleisten.
RCD als eine Art Leckageschutz wird häufig in Niederspannungsverteilungssystemen eingesetzt. Seine Grundfunktion besteht darin, die Stromversorgung durch Erkennung des Reststroms im Stromkreis zu unterbrechen und so die durch Leckage verursachte Gefahr zu vermeiden. Im BereichLaden von Elektrofahrzeugen, RCD wird häufig als grundlegendes elektrisches Schutzgerät verwendet, insbesondere inLadesäulen für Elektrofahrzeuge, wo seine Rolle besonders wichtig ist.
Die Kernkomponente des RCD ist der Nullstromtransformator, bei dem es sich eigentlich um einen ringförmigen Eisenkern aus Permalloy handelt. Sowohl die Phasen- als auch die N-Drähte verlaufen durch den Eisenkern und eine Messspule ist um den Eisenkern gewickelt. Wenn der Strom der Phasenleitung und der N-Leitung gleich groß und entgegengesetzt gerichtet ist, heben sich die im Eisenkern erzeugten Magnetfeldlinien gegenseitig auf und es gibt keinen magnetischen Fluss im Eisenkern. Natürlich gibt es in der Spule keinen induzierten Strom. Die Spule induziert nur dann Strom, wenn der Phasenleitungsstrom nicht gleich groß ist wie der N-Leitungsstrom. Wenn der induzierte Strom den Schwellenwert des Akkumulators oder der elektromagnetischen Spule überschreitet, löst der Leckstromschalter eine entsprechende Aktion aus.
Der Nullstromtransformator im RCD muss drei Phasenleitungen und eine N-Leitung durchlaufen. Die Beziehung zwischen dem Zeiger der drei Phasenleitungsströme und dem N-Leitungsstrom ist:
Das heißt, der Zeiger der drei Phasenlinien hat den gleichen Betrag und die entgegengesetzte Richtung wie der Strom der N-Linie.
Wenn also die Leitung normal ist, ist der Ausgangswert des Nullstromwandlers, der auch der Reststrom ist:
Wenn eine Leckage auftritt, weil eine der drei Phasenleitungen eine Leckage aufweist, ist die Zeigersumme der drei Phasenleitungen nicht gleich dem Strom der N-Leitung, was zu einem Reststrom führt:
Der RCD erkennt und stellt fest, dass eine Leckage aufgetreten ist, und löst den Leistungsschalter aus.
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