Herzlich willkommen XXIV. Zählerfachtagung ALPHA-Hotel "Hermann von Salza", Kurpromenade 1, Bad Langensalza

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1 Herzlich willkommen XXIV. Zählerfachtagung ALPHA-Hotel "Hermann von Salza", Kurpromenade 1, Bad Langensalza PROKAUF Unternehmertage 2017 I Region OST I VFR Michael Senner 1

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3 Das intelligente Zuhause E-Mobilität fängt in der Technikzentrale an Datum: Autor: Michael Senner

4 Aktuelle Zahlen Zurück zum Inhaltsverzeichnis (optional) 4

5 Aktuelle Zahlen Anzahl Neuzulassungen Elektrofahrzeuge (Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt) Fahrzeuge 08/ ,2% (Vergleich zum Vorjahresmonat) Fahrzeuge 09/ ,9% (Vergleich zum Vorjahresmonat) 5

6 Aktuelle Zahlen Anzahl Neuzulassungen Elektrofahrzeuge (Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt) Mit insgesamt in Deutschland zugelassenen Elektrofahrzeugen (Stand ) beträgt der aktuelle Anteil lediglich 0,074 Prozent aller in Deutschland zugelassenen 45,8 Mio PKW Mio Elektrofahrzeuge bis ? Glauben Sie das das 5000 ein Problem darstellt? 0 Bereits 1 Elektrofahrzeug kann ein Problem darstellen, wenn es um den sicheren Anschluss geht

7 Aktuelle Zahlen Wo wird geladen??? 7

8 Aktuelle Zahlen Die intelligente Technikzentrale Durch den Einbau von RCDs und LS-Schaltern in die Technikzentrale kann die Ladestation kompakt gebaut werden. Schutzeinrichtungen sind leicht erreichbar. Schutzeinrichtungen können leicht geprüft werden. 8

9 Was sagen die Normen? Zurück zum Inhaltsverzeichnis (optional) 9

10 DIN Teil 1: Planungsgrundlagen 10

11 DIN Teil 1: Planungsgrundlagen (5) Starkstromanlage (5.3.2) Lademöglichkeiten für Elektrostraßenfahrzeuge Wenn eine Lademöglichkeit für Elektrostraßenfahrzeuge vorgesehen wird, ist eine Zuleitung mit 3 Außenleitern (L1- L3, N, PE) und einer zulässigen Strombelastbarkeit von 32A von der Hauptverteilung bzw. dem Zählerschrank zum Ladeplatz oder min. ein entsprechendes Rohr vorzusehen. 11

12 DIN Teil 1: Planungsgrundlagen (5) Starkstromanlage (5.3.2) Lademöglichkeiten für Elektrostraßenfahrzeuge Zusätzlich zur Stromversorgung ist ein Installationsrohr für ein Netzwerkkabel von der Hauptverteilung bzw. dem Zählerschrank zum Ladeplatz zu verlegen. 12

13 DIN Teil 1: Planungsgrundlagen (5) Starkstromanlage (5.3.2) Lademöglichkeiten für Elektrostraßenfahrzeuge Für zukünftige Anwendungen im Bezug auf Smart Grid und event. spezieller Abrechnungsmöglichkeiten beim Laden von Elektrostraßenfahrzeugen sollte im Verteiler Platz für weitere Reiheneinbaugeräte sowie für einen zusätzlichen Energiezähler vorgesehen werden. 13

14 Teil 410: FI-Schutzschalter Teil 520: Kabel- und Leitungsanlage Teil 722: Stromversorgung für Elektrofahrzeuge 14

15 DIN VDE Beiblatt 2 15

16 DIN VDE Beiblatt 2 (3.2) Strombelastberkeitswert Für die zulässige Strombelastbarkeit IZ von Kabeln und Leitungen gelten bei Einhaltung der nachfolgend genannten Bedingungen die zugeordneten Bemessungswerte von Überstrom-Schutzeinrichtungen nach Tabelle 1. a) Betriebsart: Dauerbetrieb b) Leiterwerkstoff: Kupfer (Cu) c) Leiterquerschnitte: 1,5 mm2 bis 120 mm2 d) Betriebstemperatur des Leiters: 70 Grad Celsius e) Umgebungstemperatur: 25 Grad Celsius f) Anzahl der stromführenden Adern/Leiter: zwei oder drei gleichzeitig stromführende g) Verlegung: Einzelverlegung; demnach keine Häufung (Bündelung) der Kabel, Leitungen, Elektroinstallationsrohre und -kanäle auf oder in Wänden, Fußböden, Decken, an Tragseilen, auf Kabelpritschen, in Kabelwannen und dergleichen. 16

17 DIN VDE Beiblatt 2 Tabelle 1 Zuordnung der Überstromschutzeinrichtungen 17

18 DIN VDE Beiblatt 2 Tabelle 2 max. zulässige Kabel- und Leitungslängen (Spannungsfall von 3%) Achtung! Diese Werte gelten nur für rein ohmsche (lineare) Verbraucher mit 2 bzw. 3 belasteten Adern. NICHT für oberschwingsbehaftete Verbraucher. 18

19 DIN VDE Beiblatt 3 19

20 DIN VDE Beiblatt 3 Auszug Tabelle A.2 20

21 DIN VDE Beiblatt 3 (Tabelle 1a) 21

22 DIN VDE Beiblatt 3 Planungsbeispiel: Für eine 5 adrige Leitung mit 3 belasteten Adern bei einer Strombelastbarkeit von 32A reicht in vielen Fällen (Leitungslänge beachten) ein Leiterquerschnitt von: Kommt allerdings ein Oberschwingungsanteil von nur 33% dazu, ist ein Leiterquerschnitt von: erforderlich 22

23 DIN VDE Stromversorgung von Elektrofahrzeugen 23

24 DIN VDE Stromversorgung von Elektrofahrzeugen Leistungsbedarf und Gleichzeitigkeitsfaktor Der Gleichzeitigkeitsfaktor des Endstromkreises, welcher einen Anschlusspunkt versorgt (z.b. die Steckdose), muss als 1 angenommen werden. Der Gleichzeitigkeitsfaktor des Verteilerstromkreises, welcher mehrere Anschlusspunkte versorgt, kann bei Vorhandensein Achtung: Es von handelt Laststeuerung sich hier um reduziert eine werden. Dauerstromanwendung, die VDE-AR-N Jeder Anschluss für ein Elektrofahrzeug muss 4101 aus muss einem beachtet eigenen werden. Stromkreis versorgt werden. 24

25 DIN VDE Stromversorgung von Elektrofahrzeugen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) Falls die EV-Ladestation mit einer Steckdose oder Fahrzeugkupplung nach der Normenreihe DIN EN (VDE 0623) ausgestattet ist, müssen Schutzvorkehrungen gegen Gleichfehlerströme vorgesehen werden, es sei denn diese sind in die EV-Ladestation integriert. Geeignete Einrichtungen für jeden Anschlusspunkt sind Folgende: Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Typ B oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) Typ A in Verbindung mit einer geeigneten Einrichtung zur Abschaltung der Versorgung im Fall von Gleichfehlerströmen > 6 ma. 25

26 DIN VDE : (Entwurf) Allgemeine Funktionsweise eines RCD Typ A Ein Summenstromwandler erfasst alle aktiven Leiter inkl. Neutralleiter. Der Summenstrom ist in einer fehlerfreien Anlage = 0, es wird in der Sekundärwicklung des Wandlers keine Spannung induziert. 26

27 DIN VDE : (Entwurf) Allgemeine Funktionsweise eines RCD Typ A Erst im Fehlerfall wird eine Sekundärspannung induziert, die eine Auslösung bewirkt. Gleichfehlerströme können jedoch nicht erfasst werden, schlimmer noch: Durch Gleichfehlerströme 6mA kann eine Vormagnetisierung des Wandlers erfolgen, dadurch wird dieser funktionsunfähig, d.h. er erkennt auch keine sinusförmigen Fehlerströme mehr. 27

28 DIN VDE : (Entwurf) Allgemeine Funktionsweise eines RCD Typ B Durch einen zusätzlichen Summenstromwandler mit elektronischer Erfassung können auch Gleichfehlerströme sicher detektiert werden. Achtung: Bei Inbetriebnahmeprüfung und Wiederholungsprüfung auf Isolationswiderstandprüfung 500 V DC verzichten, dies kann zur Zerstörung des RCD führen. A M E T n W1 W2 Auslöser Mechanik der Schutzeinrichtung Elektronik für Auslösung bei glatten Gleichfehlerströmen Prüfeinrichtung Sekundärwicklung Summenstromwandler zur Erfassung der sinusförmigen Fehlerströme Summenstromwandler zur Erfassung der glatten Gleichfehlerströme 28

29 DIN VDE : (Entwurf) Allgemeine Funktionsweise eines RCD Typ B Achtung: Aufgrund der möglichen Vormagnetisierung darf kein RCD Typ B hinter einem RCD Typ A installiert werden. Der vorgelagerte RCD würde im Fehlerfall funktionsuntüchtig, da durch den RCD Typ B Gleichfehlerströme erst ab 30 ma sicher abgeschaltet werden. 29

30 VDE-AR-N 4101: Anforderungen an Zählerplätze 30

31 VDE-AR-N 4101: Belastungs- und Bestückungsvarianten (3) Begriffe und Abkürzungen (3.1.5) Bemessungsstrom (Bemessungsstromstärke [IEV ]) elektrische Stromstärke, die vom Hersteller für eine festgelegte Betriebsbedingung eines Installationsmaterials zugeordnet wird (3.1.6) Betriebsstrom Strom, den ein Stromkreis im ungestörten Betrieb führt (3.1.7) Dauerstrom Maximalwert des Stromes, den ein Leiter, eine Einrichtung oder ein Gerät unter festgelegten Bedingungen dauernd führen kann, ohne dass die Beharrungstemperatur des Leiters, der Einrichtung oder des Geräts einen festgelegten Grenzwert überschreitet 31

32 VDE-AR-N 4101: Belastungs- und Bestückungsvarianten Definition... Beharrungstemperatur Die Beharrungstemperatur ist die bei Gleichheit zwischen zugeführter und abgeführter Wärme auftretende Temperatur. Die Gleichheit besteht dann, wenn die Temperatur sich innerhalb 60 Minuten (1 Stunde) höchstens um +- 2K ändert. 32

33 VDE-AR-N 4101: Belastungs- und Bestückungsvarianten 33

34 VDE-AR-N 4101: Belastungs- und Bestückungsvarianten Tabelle 1 Belastungs- und Bestückungsvarianten von Zählerplätzen 34

35 VDE-AR-N 4101: Belastungs- und Bestückungsvarianten Tabelle 1 Belastungs- und Bestückungsvarianten von Zählerplätzen 35

36 VDE-AR-N 4101: Belastungs- und Bestückungsvarianten Auswahl der SH-Schalter bei Dauerstromanwendungen Die Begrenzung der maximalen Betriebsströme ist durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen. Soll für Anwendungen mit einem Dauerstrom von 32 A neben dem Kurzschlussschutz auch der Überlastschutz durch die Trennvorrichtung nach Kapitel 4.5 sichergestellt werden, so kann ein SH-Schalter mit einem Bemessungsstrom von 35 A (z. B. E-Charakteristik) eingesetzt werden. Dieser gewährleistet, dass bei Erreichen der Grenztemperaturen der Betriebsstrom auf 32 A begrenzt wird. Einen Dauerstrom von 44 A begrenzt ein SH-Schalter (z. B. E-Charakteristik) mit einem Bemessungsstrom von 50 A. 36

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38 Zusammenfassung Zurück zum Inhaltsverzeichnis (optional) 38

39 Errichten der Ladeinfrastruktur Was müssen Errichten sie tun, sie um den eine Zählerplatz sichere gemäß der VDE AR-N 4101 für Ladeinfrastruktur zu installieren? Dauerstromanwendungen. Installieren sie die Energie- und Datenleitungen zwischen Zählerschrank und Ladestation entsprechend der DIN VDE Teil 1. Wählen sie die Reiheneinbaugeräte entsprechend ihres Anwendungsgebietes aus, FI-Schutzschalter Typ B. Dimensionieren sie die Energieleitungen entsprechend der DIN VDE im Bezug auf Strombelastbarkeit, Leiterquerschnitt und Leitungslänge. 39

40 Was bedeutet das für Bestandsanlagen??? Zähleranlagen nach DIN mit Verdrahtung 10mm² 40

41 Was bedeutet das für Bestandsanlagen??? 41

42 So viel zu Theorie & Praxis... 42

43 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Michael Senner Referent regionale Verkaufsförderung Zeppelinstraße Wiedemar Deutschland Mobil: Mail: michael.senner@hager.de