محطات شحن المركبات الكهربائية وطرق حمايتها
تمثل السيارات الكهربائية اليوم خطوة مهمة نحو مستقبل مستدام. وتوفر هذه المركبات، التي تعمل بالاعتماد على مصادر الطاقة النظيفة، بديلاً صديقاً للبيئة واقتصادياً لمركبات الوقود الأحفوري. ومع ذلك، فإن سلامة محطات الشحن المستخدمة لشحن السيارات الكهربائية لها أهمية كبيرة. الزيادات المفاجئة في الجهد، خاصة تلك الناجمة عن الكوارث الطبيعية مثل الجهد الزائد والبرق، يمكن أن تلحق الضرر بهذه المحطات بل وتشكل خطراً على البيئة.
محطات شحن السيارات الكهربائية هي هياكل حساسة للصواعق التي قد تحدث نتيجة لتفريغ الجهد العالي. في حالة حدوث تفريغ كهربائي شديد مثل البرق، قد يتعرض النظام الكهربائي للمحطة لأضرار جسيمة، وقد تكون هذه الأضرار خطيرة ليس فقط من الناحية المالية ولكن أيضًا من حيث سلامة الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر تقلبات الطاقة والزيادات المفاجئة في الجهد أيضًا على الأجهزة التي تشحن السيارات الكهربائية. تؤدي مثل هذه الأحداث إلى إتلاف مكونات محطات الشحن وتعطيل عملية الشحن.
تشمل محطات شحن المركبات الكهربائية المكونات الأساسية مثل المفاتيح وأجهزة التحكم في الشحن والعاكسات والبطاريات. ومن الأهمية بمكان حماية هذه المكونات بمواد عزل وكابلات وأنظمة تأريض عالية الجودة.
اعتماداً على موقع محطات شحن السيارات الكهربائية ووفقاً لمعيار الحماية من الصواعق IEC 62305، ينبغي اتخاذ تدابير الحماية الصحيحة، وخاصة محطات الشحن الموجودة في المناطق المفتوحة يجب أن تكون محمية من ضربات الصواعق. ولهذا الغرض، يمكن استخدام مانعات الصواعق أو أنظمة تأريض الصواعق في فئة الصواعق الخارجية، بينما توفر الحماية الداخلية من الصواعق مثل مانعات الصواعق ذات الجهد المنخفض حماية إضافية. بفضل هياكل الحماية، يتم منع البرق من ضرب محطة الشحن مباشرة وتنتقل الطاقة المجمعة إلى الأرض، مما يحمي محطة الشحن.
اختيار مانع اندفاع الجهد المنخفض المناسب لمحطات شحن المركبات الكهربائية
مانعات الصواعق هي في الأساس أجهزة تحمي الدوائر الكهربائية من الصواعق والزيادات المفاجئة في الجهد والمخاطر الكهربائية الأخرى. عندما يتعلق الأمر بحماية محطات شحن السيارات الكهربائية، تنقسم أنظمة منع زيادة التيار المنخفض إلى أنواع مختلفة ويكون الاختيار الصحيح مهمًا.
من بين فئات حماية مانعات الصواعق ذات الجهد المنخفض، تمتص مانعات الصواعق من النوع 1 التأثيرات العالية جدًا مثل ضربات البرق، بينما تمتص مانعات الصواعق من النوع 2 الزيادات المفاجئة في الجهد الزائد. وأخيرًا، تتم حماية المكونات الهيكلية الحساسة مثل الإضاءة والإشارات ومركز SCADA في النظام بواسطة مانعات الصواعق من النوع 3. ومع ذلك، فإن محطات الشحن، التي تتطلب حماية حساسة، يمكن أن تتعرض لكل من البرق ونبضات الجهد العالي المفاجئة، اعتمادًا على موقعها. عند هذه النقطة، مع مانعات الصواعق من النوع 1+النوع 2، يمكن قمع نبضات الجهد المفاجئ ويمكن إخماد ضربة صاعقة ذات ترتيب عالٍ مثل 100 كيلو أمبير. بالإضافة إلى ذلك، اعتمادًا على نطاق التطبيق، يمكن أيضًا استخدام الهياكل المتكاملة من النوع 1+النوع 2+النوع 3 أو النوع 2+النوع 3.