Badanie bezpieczeństwa stacji i przewodów ładowania pojazdów elektrycznych (EVSE) w oparciu o Rozporządzenie Ministra Energii, wytyczne Urzędu Dozoru Technicznego oraz zapisy obowiązującej normy PN-EN 61851-1:2019-10 z wykorzystaniem przyrządów pomiarowych firmy Metrel

Część 3: Badania bezpieczeństwa stacji i przewodów ładowania pojazdów elektrycznych z wykorzystaniem przyrządów firmy Metrel

W części pierwszej naszej publikacji przybliżyliśmy podstawowe informacje nt. przewodowego ładowania pojazdów elektrycznych. W drugiej części przedstawiliśmy m.in. wymagania prawne, normatywne oraz sposoby kontroli punktów ładowania pojazdów. W tej części (kończącej nasz cykl) przedstawimy nowoczesne, profesjonalne przyrządy pomiarowe firmy Metrel umożliwiające sprawne przeprowadzenie badań bezpieczeństwa punktów ładowania pojazdów elektrycznych.

Jak wspomniano w poprzednich częściach artykułu - specyfika pomiarów bezpieczeństwa elektrycznego punktów ładowania wymaga zastosowania specjalnych narzędzi, które wprowadzą stację w stan odpowiedni do wykonania danego pomiaru, a także m.in. umożliwią pomiar specjalnych zabezpieczeń stosowanych w tego typu instalacjach. Sprzęt pomiarowy powinien być dostosowany do trybu ładowania i przypadku ładowania, w którym pracuje dany punkt czy przewód ładujący. W tym momencie należy jeszcze wspomnieć, że okresowym badaniom bezpieczeństwa powinny być poddawane wszystkie instalacje zasilające pojazdy elektryczne (a nie tylko te nadzorowane przez UDT).

Poniżej omówimy dwa podstawowe narzędzia pomiarowe firmy Metrel do tego typu zastosowań, a więc A 1532 EVSE adapter oraz A 1632 e-Mobility analyser wraz z dodatkowymi akcesoriami, a także przedstawimy możliwości wykonania poszczególnych pomiarów różnymi modelami mierników z serii Metrel Eurotest czy przyrządem MI 3325 Multiservicer XD.

Spis treści

• Część 1: Wprowadzenie do badań instalacji bezpieczeństwa stacji i przewodów ładowania pojazdów elektrycznych (EVSE)
• Część 2: Procedury odbiorczych i okresowych sprawdzeń bezpieczeństwa punktów ładowania
• Część 3: Badania bezpieczeństwa stacji i przewodów ładowania pojazdów elektrycznych z wykorzystaniem przyrządów firmy Metrel

Metrel A 1532 EVSE adapter - opis ogólny

Pierwszym z przedstawianych w tej części publikacji narzędzi używanych do badania punktów ładowania pojazdów elektrycznych jest adapter Metrel A 1532 EVSE. Umożliwia on badanie punktów ładowania wyposażonych w gniazdo typu 2, pracujących w trybie 3 w przypadkach połączeń A, B lub C (parametry te szczegółowo opisano w pierwszej części publikacji). Sam adapter umożliwia wprowadzenie stacji w odpowiedni tryb przed rozpoczęciem pomiarów oraz pozwala na szybkie i bezpieczne podłączenie testera bezpieczeństwa instalacji elektrycznych niskiego napięcia przez złącze Schuko lub gniazda bananowe.

Wygląd oraz budowa adaptera A 1532:

1) Złącza bananowe umożliwiające podłączenie testera instalacji 3-fazowych (tylko do celów pomiarowych)
2) Wskaźniki obecności napięcia na wyjściu punktu ładowania
3) Pokrętło do symulacji różnych wartości rezystancji w obwodzie PP (kodowanie maksymalnej wartości prądu)
4) Pokrętło do symulacji różnych wartości rezystancji w obwodzie CP (ustawianie stacji w odpowiednim trybie pracy)
5) Gniazdo do podłączenia testera instalacji jednofazowych poprzez gniazdo Schuko (tylko do celów pomiarowych)
6) Złącze męskie typu 2 do podłączenia do punktu ładowania

Wyposażenie standardowe:

• Adapter A1532
• Futerał transportowy
• Instrukcja obsługi

Adapter A1532 daje możliwość ustawienia pilota CP do symulacji następujących stanów:

A - pojazd odłączony, punkt ładowania w trybie oczekiwania, pojazd nie jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania nie dostarcza energii
B - pojazd podłączony, punkt ładowania wykrył pojazd, pojazd nie jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania nie dostarcza energii
C - pojazd podłączony, ładowanie nie wymaga wentylacji stanowiska, pojazd jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania dostarcza energię
D - pojazd podłączony, ładowanie wymaga wentylacji stanowiska, pojazd jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania dostarcza energię jeśli zapewniona jest wentylacja
E - błąd obwodu pilota - punkt ładowania nie dostarcza energii

Umożliwia wykonywanie podstawowych sekwencji testowych kolejno w stanach:
A-B-C dla ładowania bez wymagania wentylacji
A-B-D dla ładowania z wentylacją
E do symulacji błędu pilota

Umiejscowienie pokrętła symulacji stanów CP na adapterze A 1532

Drugim pokrętłem możemy regulować rezystancję dołączaną do obwodu pilota PP (kodowanie maksymalnego prądu ładowania).

Możemy ustawić następujące stany pilota PP:
N.C. (pojazd nie jest podłączony), 13 A, 20 A, 32 A, 63 A

Umiejscowienie pokrętła symulacji stanów PP na adapterze A 1532

Uwaga! Za pomocą samego adaptera A 1532 można jedynie sprawdzić prawidłowość reakcji punktu ładowania na wprowadzanie odpowiednich ustawień pilotów CP oraz PP. Do wykonania pomiarów elektrycznych potrzebny jest odpowiedni miernik parametrów instalacji - o czym w dalszej części niniejszej publikacji.

Metrel A 1532 EVSE adapter - do jakich zastosowań?

Jak już wspomniano adapter A 1532 umożliwia sprawdzenie bezpieczeństwa elektrycznego punktu ładowania AC ze złączem typu 2 pracującego w trybie 3. Jest to proste akcesorium, które w połączeniu z odpowiednim testerem bezpieczeństwa instalacji niskiego napięcia można z powodzeniem wykorzystać do przeprowadzania podstawowych badań w tym zakresie. Dodatkowo posiada także złącze BNC - przez co umożliwia podłączenie oscyloskopu czy skopometru w celu obserwacji przebiegu sygnału pilota CP.

Należy zwrócić uwagę, że adapter posiada przedłużone piny obwodów sterowania w związku z czym może być bez problemów wykorzystywany do wykonywania pomiarów w każdym przypadku ładowania - zarówno jeśli punkt jest wyposażony gniazdo, jak i w przewód z wtyczką.

Metrel A 1532 EVSE adapter - współpraca z miernikami instalacji elektrycznych

Adapter A 1532 może współpracować z całą gamą przyrządów pomiarowych firmy Metrel, a także z miernikami innych producentów. Umożliwia badanie punktu ładowania wyposażonego w złącze typu 2 poprzez wykonanie na za jego pośrednictwem pomiarów m.in. ciągłości połączenia ochronnego, rezystancji izolacji, impedancji pętli zwarcia, parametrów wyłącznika RCD czy spadku napięcia.

Należy zwrócić uwagę, że jak wspomniano wcześniej, miernik musi mieć możliwość pomiarów wyłączników RCD stosowanych w stacjach ładowania (a więc takich, które reagują na składową DC prądu upływu o wartości powyżej 6 mA - o czym szerzej w pierwszej części publikacji).

Z gamy przyrządów firmy Metrel tego typu pomiary mogą wykonać modele MI 3125 BT Eurotest Combo, MI 3102 BT EurotestXE, MI 3152 EurotestXC, MI 3152H EurotestXC, MI 3155 EurotestXD oraz MI 3325 MultiservicerXD - przy czym zaawansowaną funkcjonalność w połączeniu z adapterem A 1532 wykazują wyłącznie cztery ostatnie. Mowa tutaj o możliwości wykorzystania wszystkich ułatwień umożliwiających rzetelne i zarazem szybkie wykonanie pomiarów z użyciem m.in. asystenta oględzin i sprawdzeń funkcjonalnych, testów automatycznych AutoSequence^® czy wydruku raportów pomiarowych w języku polskim z poziomu oprogramowania Metrel Electrical Safety Manager.

Absolutnie maksimum możliwości daje jednak połączenie adaptera A 1532 z najbardziej zaawansowanym przyrządem do pomiarów instalacji elektrycznych na rynku - Metrel MI 3155 EurotestXD

Zestaw umożliwiający wykonanie podstawowych badań punktów ładowania pojazdów elektrycznych (MI 3152 / MI 3152H / MI 3155 + asystent oględzin i sprawdzeń funkcjonalnych + testy automatyczne + A 1532 + raport z oprogramowania MESM)

Poniżej przedstawiamy tabelę porównawczą przyrządów pomiarowych pod kątem współpracy z modelami A 1532 EVSE adapter oraz omawianym w dalszej części A 1632 e-Mobility Analyser

Metrel A 1532 EVSE adapter - przykładowa procedura pomiarowa

Poniżej przedstawimy przykładową procedurę wykonywania pomiarów dotyczących bezpieczeństwa elektrycznego punktu ładowania z użyciem adaptera A 1532. Należy jednak mieć na uwadze, że jest to tylko fragment kompleksowej kontroli punktu ładowania opisanego w 2 części publikacji.

KROK 1 - Sprawdzenie funkcjonalne

W pierwszej kolejności przystępując do badań należy zweryfikować poprawność reakcji stacji na próbę wprowadzenia jej w odpowiedni stan ładowania. W tym celu będziemy wprowadzać punkt ładowania w stany opisane w drugiej części artykułu. Podłączamy więc adapter do punktu ładowania (do gniazda lub wtyczki podłączanej do samochodu) i przystępujemy do sprawdzenia poprawności reakcji stacji na próbę wprowadzenia w poszczególne stany ładowania. Za pomocą dodatkowego oscyloskopu czy multimetru możemy podejrzeć przebieg sygnałów sterujących.

Przykładowy schemat podłączenia adaptera A 1532 do punktu ładowania oraz miernika bezpieczeństwa instalacji niskiego napięcia

Za pomocą adaptera A 1532 można zasymulować stany A, B, C, D, E. Aby to zrobić należy ustawić położenie pokrętła PP na wartość prądu nieprzekraczającą wartości prądu znamionowego obwodu ładowania (najlepiej na początek ustawić najniższą wartość - 13A). Następnie należy przechodzić poprzez kolejne z opcji ustawień pokrętła CP i sprawdzać reakcję stacji na próbę wprowadzenia w poszczególne stany pracy. Jednocześnie za pomocą zewnętrznego oscyloskopu lub skopometru podłączonego do złącza BNC adaptera A 1532 można podglądać przebieg sygnału sterującego CP. Do dokumentowania tego badania można skorzystać z menu sprawdzenia funkcjonalnego dostępnego w miernikach Metrel MI 3152 EurotestXC lub MI 3155 EurotestXD.

KROK 2 - badanie ciągłości połączeń ochronnych

Pomiary połączeń ochronnych opisano w drugiej części publikacji. Za pomocą adaptera A 1532 można w łatwy sposób sprawdzić ciągłość (rezystancję) połączeń ochronnych od szyny uziemiającej do złącza PE w gnieździe / wtyku punktu ładowania.

W tym celu należy jeden biegun pomiarowy przyłączyć do szyny uziemiającej, a drugi do złącza bananowego PE adaptera A 1532. Należy pamiętać o kompensacji rezystancji przewodów pomiarowych - w przypadku kiedy nie korzystamy z metody 4-przewodowej (dostępna w MI 3155 EurotestXD).

KROK 3 - pomiary rezystancji izolacji

Jak wspomniano w poprzedniej części pomiary rezystancji izolacji pomiędzy złączami poszczególnych faz mogą być kłopotliwe m.in. ze względu na zainstalowane w obwodach układy rozliczeniowe. Jeśli takich układów w punkcie nie ma lub mogą być one w łatwy sposób odłączone - możemy bez problemów wykonać pomiary pomiędzy wszystkimi biegunami instalacji zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia ^[1]. W przeciwnym wypadku zazwyczaj pozostaje zwarcie przewodów czynnych i wykonanie jednego pomiaru do przewodu PE (alternatywnie można wykonać pomiary wszystkich przewodów czynnych po kolei do PE - należy mieć na uwadze jednak układ sieci zasilającej i topologię zabezpieczeń - szczególnie w układzie TN-C-S/TN-S i pomiarze N-PE) lub częściowe rozmontowanie elementów układu ładowania. Za pomocą adaptera A 1532 i gniazd bananowych możemy podłączyć się do odpowiednich biegunów, dla których chcemy wykonać pomiar rezystancji izolacji.

KROK 4 - pomiary impedancji pętli zwarcia

Pomiary impedancji pętli zwarcia (jako sprawdzenie spełnienia warunku samoczynnego wyłączenia zasilania przy zastosowaniu takiego środka ochrony przeciwporażeniowej) również mogą być bez problemów wykonywane z pomocą adaptera A 1532. Ponownie można tutaj wykorzystać złącza bananowe dostępne na adapterze i za pomocą podłączonego miernika bezpieczeństwa instalacji przeprowadzić pomiary.

Przykładowe pomiary bezpieczeństwa punktu ładowania (jednofazowego z pomocą gniazda Schuko, trójfazowego z pomocą gniazd bananowych - między którymi przełącza się przewody miernika)

KROK 5 - pomiary wyłączników RCD

Pomiary wyłączników RCD można wykonać podobnie jak pomiar impedancji pętli zwarcia korzystając ze złącz adaptera A 1532. Oczywiście taki pomiar można zwykle zrobić również bezpośrednio na wyłączniku RCD i szynie PE. Ten pomiar jednak praktycznie zawsze wiąże się z koniecznością otwarcia obudowy punktu ładowania dlatego zalecana jest szczególna ostrożność.

Scenariusz sprawdzenia bezpieczeństwa punktów ładowania oczywiście zależy od wielu czynników ale najważniejsze jest aby obejmował wszystkie sprawdzenia przewidziane Rozporządzeniem, Instrukcją Eksploatacji oraz Instrukcją Obsługi punktu ładowania. Metrel A 1532 EVSE adapter umożliwia prostą diagnostykę takich obiektów w połączeniu z odpowiednim testerem bezpieczeństwa instalacji niskiego napięcia. Jednak dopiero użycie dedykowanych mierników firmy Metrel pozwoli skorzystać z wszystkich zalet takiego zestawu, dzięki skorzystaniu m.in. z automatycznych sekwencji pomiarowych AutoSequence^® dedykowanych m.in. właśnie do sprawdzania bezpieczeństwa punktów ładowania. Wizualizację adaptera A 1532 oraz realizację przykładowego testu AutoSequence® (jednego z dostępnych w MI 3152 EurotestXC) z jego pomocą przedstawiają dwa poniższe filmy:

Metrel A 1632 e-Mobility Analyser - opis ogólny

Drugim z przedstawianych w tej publikacji narzędzi używanych do badania punktów ładowania pojazdów elektrycznych jest Metrel A 1632 e-Mobility Analyser. Umożliwia on nie tylko badanie punktów ładowania wyposażonych w gniazdo typu 2, pracujących w trybie 3 w różnych przypadkach połączeń (jak w A 1532) - lecz pozwala badać także punkty ładowania ze złączem typu 1 (praca w trybie 3), a także przewody ładujące z wtyczkami typu 2 (praca w trybie 2 lub 3). Już pod tym kątem jest to przyrząd dużo bardziej rozbudowany w stosunku do A 1532 lecz na tym nie koniec różnic między tymi modelami.

Analizator A 1632 pozwala symulować więcej błędów i wykonać szerszą diagnostykę punktów ładowania poprzez pomiary kluczowych wielkości dotyczących sygnałów CP oraz PP, a także z wykorzystaniem dodatkowych akcesoriów (A 1631) monitorować przebieg procesu ładowania czy symulować podłączenie obciążenia. Analizator do prostych testów jest zasilany akumulatorowo - zaawansowane sprawdzenia wymagają zasilania go z sieci 1-fazowej lub 3-fazowej w zależności od typu badanego punktu. Wygląd oraz budowa modelu A 1632:

1. Złącze wejściowe zasilania sieciowego (CEE 16 A).
2. Dioda LED wskazująca podłączenie do zasilania sieciowego (sygnalizacja trybu operacyjnego).
3. Bezpieczniki zasilania wejściowego.
4. Złącza Lx/ N/ PE/ CP/ PP w części INPUT (po stronie zasilania sieciowego) do bezpiecznego podłączenia testera instalacji.
5. Pętla prądowa do pomiarów prądu upływu IPE za pomocą cęgów pomiarowych.
6. Przycisk UINPUT do włączania / wyłączania napięcia do złącz w części INPUT (po stronie zasilania) gniazdo 1-fazowe, złącze typu 2, gniazdo 3-fazowe, złącza bananowe 4 mm / 2 mm
7. Wskaźnik LED UINPUT sygnalizujący obecność napięcia na złączach w części INPUT.
8. Gniazdo wejściowe (Typ 2) do podłączenia przewodu 3-fazowego trybu 3.
9. Gniazdo wejściowe 1-fazowe Schuko do podłączenia przewodu 1-fazowego trybu 2 Port komunikacyjny RS232 (przewidziany do celów aktualizacji firmware i wykonywania czynności serwisowych).
10. Wielokolorowy wskaźnik LED informujący o włączeniu przyrządu oraz o stanie naładowania akumulatora.
11. Przycisk włączenia / wyłączenia przyrządu (ON / OFF).
12. Wskaźnik LED „Remote” – zaświecenie się diody oznacza, że przyrząd jest zdalnie sterowany poprzez połączony z nim tester bezpieczeństwa firmy Metrel (CP, PP oraz symulacja błędów).
13. Przełącznik obrotowy do wyboru symulowanych błędów (ERRORS):
14. Przycisk włączenia/wyłączenia błędu/usterki „Error ON”. Wciśnięcie spowoduje generowanie wybranego błędu/usterki.
15. Wskaźnik LED sygnalizacji włączenia wybranego błędu/usterki Error ON LED
16. Przełącznik obrotowy do ustawiania stanu pilota CP (Control Pilot) po stronie OUTPUT (WYJŚCIE - po stronie podłączanego pojazdu)
17. Przełącznik obrotowy do ustawienia stanu pilota PP (Proximity Pilot) po stronie OUTPUT (WYJŚCIE - po stronie podłączanego pojazdu)
18. Złącza pomiarowe Lx/ N/ PE/ CP/ PP/ CP MON po stronie OUTPUT (WYJŚCIE - po stronie podłączanego pojazdu) do podłączenia testera bezpieczeństwa
19. Wskaźniki LED L/L1, L2, L3 po stronie OUTPUT (WYJŚCIE - po stronie podłączanego pojazdu)
20. Złącza pomiarowe po stronie OUTPUT (WYJŚCIE - po stronie podłączanego pojazdu) do podłączenia przewodu pomiarowego do badania stacji ładowania EVSE lub przewodów ładujących zgodnie z odpowiednimi schematami
22. Gniazdo wejściowe 3-fazowe do podłączenia przewodu 3-fazowego trybu 2

Wyposażenie standardowe:

• Analizator Metrel A 1632 eMobility Analyser
• Przewód do badania stacji ładowania wyposażony w gniazdo typu 2 (2 m)
• Przewód zasilający (1f - 3f (16A) - 2 m)
• Adapter ze złącza bananowego 2 mm na złącze bananowe 4 mm (1 m)
• Torba na akcesoria pomiarowe
• Instrukcja obsługi
• Świadectwo wzorcowania

Analizator A 1632 daje możliwość ustawienia pilota CP do symulacji następujących stanów:

A - pojazd odłączony, punkt ładowania w trybie oczekiwania, pojazd nie jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania nie dostarcza energii
B - pojazd podłączony, punkt ładowania wykrył pojazd, pojazd nie jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania nie dostarcza energii
C - pojazd podłączony, ładowanie nie wymaga wentylacji stanowiska, pojazd jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania dostarcza energię
D - pojazd podłączony, ładowanie wymaga wentylacji stanowiska, pojazd jest gotowy do odbioru energii, punkt ładowania dostarcza energię jeśli zapewniona jest wentylacja

Umiejscowienie pokrętła symulacji stanów CP na analizatorze A 1632

Drugim pokrętłem możemy regulować rezystancję dołączaną do obwodu pilota PP (kodowanie maksymalnego prądu ładowania).

Możemy ustawić następujące stany pilota PP:
N.C. (pojazd nie jest podłączony), 13 A, 20 A, 32 A, 63 A, 80 A

Umiejscowienie pokrętła symulacji stanów PP na analizatorze A 1632

Analizator Metrel A 1632 e-Mobility Analyser posiada możliwość symulowania błędów na wyjściu punktu ładowania (tryb 3) takich jak:

• Zwarcie diody w obwodzie pilota (patrz część pierwsza publikacji)
• Zwarcie pilota CP do PE
• Przerwa w przewodzie PE
• 
  

Dodatkowo posiada również możliwość symulowania błędów na wejściu (przewody ładujące w trybie 2):

• Przerwa w przewodzie fazy L1
• Przerwa w przewodzie fazy L2
• Przerwa w przewodzie fazy L3
• Przerwa w przewodzie neutralnym N
• Przerwa w przewodzie ochronnym PE
• Zamienione przewody L-PE
• Zewnętrzne napięcie na złączu PE

Umiejscowienie pokrętła wyboru błędów na analizatorze A 1632

Uwaga! Za pomocą przyrządu A 1632 można jedynie prawidłowość reakcji punktu ładowania na wprowadzanie odpowiednich ustawień pilotów CP oraz PP, a także sprawdzić kluczowe wartości sygnału sterującego czy zasymulować błędy. Do wykonania pomiarów elektrycznych potrzebny jest odpowiedni miernik parametrów instalacji!

Zapraszamy także do obejrzenia prezentacji filmowej analizatora A 1632:

Metrel A 1632 e-Mobility Analyser - do jakich zastosowań?

Jak wspomniano analizator A 1632 posiada znacznie poszerzone możliwości diagnostyki punktów ładowania niż adapter A 1532.

Umożliwia diagnostykę punktów i przewodów ładujących ze złączem typu 2 pracujące w trybie 2 lub 3 (opcjonalnie w niektórych wypadkach także złącza typu 1), a więc bez problemu wykonamy nim badania bezpieczeństwa standardowych przewodów ładujących podłączanych np. do domowej instalacji w garażu. Wtyczka pomiarowa w tym modelu również zawiera specjalnie przedłużone piny, dzięki czemu można bez problemu badać punkty wyposażone w gniazdo jak i przewód podłączany do samochodu.

Przykładowy schemat połączeń do wykonania diagnostyki funkcjonalnej punktu ładowania w trybie 3 (w przypadku C czyli gdy punkt zakończony jest przewodem z wtyczką do podłączenia do pojazdu)

Przykładowy schemat połączeń do wykonania pomiarów elektrycznych punktu ładowania w trybie 3 (w przypadku gdy punkt zakończony jest gniazdem)

Przykładowy schemat połączeń do wykonania diagnostyki i pomiarów elektrycznych przewodu ładowania w trybie 2

Przykładowy schemat połączeń do wykonania pomiarów elektrycznych przewodu ładowania w trybie 3 (przypadek B)

Analizator pozwala także podglądać kluczowe wartości sygnałów sterujących CP+ / CP- czy sprawdzać szerokość wypełnienia impulsu sterującego (modulacja PWM opisana w II części publikacji). Może być obsługiwany w podstawowym zakresie za pomocą aplikacji na platformę Android - natomiast do pomiarów bezpieczeństwa konieczne będzie (jak w przypadku A 1532) użycie zewnętrznego miernika parametrów instalacji (o obsługiwanych miernikach nieco niżej).

Możliwości A 1632 e-Mobility Analyser mogą być także rozbudowane m.in. o akcesorium A 1631 EV monitoring cable przeznaczone do monitorowania rzeczywistego procesu ładowania (możliwość podglądu sygnałów sterujących, możliwość podłączenia analizatora mocy/jakości energii czy, np. możliwość symulowania obciążenia. W takiej sytuacji można prowadzić kompleksową diagnostykę punktu ładowania w trakcie rzeczywistej pracy lub symulowanego obciążenia obejmującą m.in. weryfikację wskazań liczników poboru energii. Bardziej szczegółowe informacje przekażemy w dalszej części artykułu.

Schemat ideowy działania akcesorium A 1631 EV Monitoring Cable ułatwiającego kompleksową diagnostykę punktu ładowania podczas normalnej pracy

Metrel A 1632 e-Mobility Analyser - współpraca z miernikami instalacji elektrycznych

Jak wspomniano wcześniej analizator A 1632 może w pewnym zakresie zastosowań pełnić rolę autonomicznego przyrządu pomiarowego sterowanego za pomocą aplikacji na urządzenia z systemem Android. W taki sposób można przeprowadzić podstawową diagnostykę czyli m.in. sprawdzić kluczowe wartości sygnału sterującego, napięć zasilających czy sprawdzić reakcję na zmianę stanu pracy lub wystąpienie błędów. Jeszcze raz jednak powtórzymy, że do pomiarów bezpieczeństwa elektrycznego (podobnie jak w przypadku A 1532) konieczna będzie współpraca z miernikami parametrów instalacji elektrycznych. Tutaj również możliwe jest zastosowania całej gamy przyrządów pomiarowych firmy Metrel, a także mierników innych producentów. Szczegóły można znaleźć w tabeli umieszczonej w analogicznym punkcie opisu adaptera A 1532. Najwięcej możliwości można osiągnąć przy współpracy z modelami MI 3152 EurotestXC, MI 3152H EurotestXC, MI 3155 EurotestXD oraz MI 3325 MultiservicerXD.

Te 4 modele oprócz asystenta oględzin, sprawdzeń funkcjonalnych, testów automatycznych AutoSequence^® czy wydruku raportów pomiarowych w języku polskim z poziomu oprogramowania Metrel Electrical Safety Manager (co było standardem w przypadku A 1532) - pozwalają także na wykorzystanie dodatkowych funkcji jak m.in. sterowanie analizatorem z poziomu miernika i zapisywanie wyników w jego pamięci, podgląd kluczowych danych w trybie rzeczywistym czy możliwość automatyzacji procesu symulowania błędów. Ze swojej strony tutaj również zalecamy korzystanie z przyrządu MI 3155 EurotestXD.

Zestaw umożliwiający wykonanie zaawansowanych badań punktów ładowania pojazdów elektrycznych (MI 3152 / MI 3152H / MI 3155 + asystent oględzin i sprawdzeń funkcjonalnych + testy automatyczne obejmujące monitoring sygnałów sterujących i symulację błędów + A 1632 + raport z oprogramowania MESM)

Metrel A 1632 e-Mobility Analyser - procedury pomiarowe i dodatkowe możliwości dzięki połączeniu z przyrządem MI 3155 EurotestXD i akcesoriami

Nie będziemy w tym miejscu powtarzać przykładowych procedur pomiarowych, które omówione zostały w przypadku modelu A 1532 EVSE adapter. Zamiast tego skupimy się dodatkowych możliwościach samego analizatora oraz dodatkowych możliwości jakie daje połączenie go z dodatkowymi akcesoriami.

Pierwszą ważną różnicą w stosunku do A 1532 jest możliwość podglądu kluczowych parametrów sygnałów CP. Metrel A 1632 e-Mobility posiada wbudowany układ pomiarowy pozwalający badać w trakcie symulacji m.in. górny i dolny poziom sygnału PWM pilota CP, szerokość wypełnienia impulsu sygnału sterującego, częstotliwość oscylatora czy napięcia poszczególnych faz względem przewodu neutralnego.

Przykładowy ekran wyników pomiaru w trakcie symulacji podłączenia pojazdu

Odczyt tych parametrów może być wykonany jak wspomniano z poziomu aplikacji Android lub przyrządu MI 3152, MI 3152H, MI 3155 lub MI 3325.

Drugą ważną cechą jest możliwość symulacji większej ilości błędów (w trybie ręcznym lub automatycznym) niż w przypadku A 1532, a także możliwość pomiaru czasu od wystąpienia błędu do zaniku napięcia na wyjściu w oparciu o wymagania normy PN-EN 61851-1:2019-10 (w trybie automatycznym). Dzięki temu można w łatwy sposób sprawdzić czy stacja prawidłowo reaguje na usterki układu sterowania takie jak zwarcie diody D, zwarcie sygnału pilota CP do PE czy przerwanie przewodu PE.

Przykładowy ekran wyników pomiaru czasu wyłączenia przy symulacji błędu w trybie automatycznym

Kolejną ważną cechą jest możliwość sprawdzania przewodów ładujących w trybie 2, a więc takich, które są używane często w warunkach domowych. Takie przewody powinny mieć zabezpieczenia przed nieprawidłowościami, które mogą w instalacji podczas ich użycia. Dlatego też A 1632 e-Mobility Analyser zawiera także odpowiedni zestaw złącz oraz możliwość symulowania błędów do kompleksowej analizy także tego typu przewodów. Dodatkowo można również badać przewody ładujące w trybie 3, przypadek B.

W razie potrzeby bardziej kompleksowej diagnostyki za pomocą dodatkowego akcesorium A 1631 EV monitoring cable istnieje możliwość rozszerzenia możliwości zestawu podstawowego o próby obciążeniowe.

Akcesorium A 1631 EV monitoring cable rozszerzające możliwości analizatora A 1632

Akcesorium Metrel A 1631 umożliwia przeprowadzenia dwóch rodzajów sprawdzeń. Po pierwsze umożliwia podgląd rzeczywistego procesu ładowania pojazdu. Po drugie umożliwia sztuczne obciążenie stacji ładowania z poziomu gniazd bananowych (do 13 A). W obu tych przypadkach istnieje możliwość łatwego podłączenia analizatora mocy / jakości energii do wyprowadzeń umożliwiających bezproblemowy montaż cęgów pomiarowych oraz złącz bananowych do pomiarów napięcia.

Przy wykorzystaniu, np. prostych analizatorów mocy (MI 2883 Energy Master) czy najbardziej rozbudowanych analizatorów jakości energii klasy A (MI 2893 Power Master XT) można zarejestrować przebieg całkowitego cyklu procesu ładowania lub symulacji i przeprowadzić analizę wyniku weryfikując poprawność pracy stacji czy wskazań licznika.

Akcesorium A 1631 EV monitoring cable w połączeniu z A 1632 e-Mobility Analyser w konfiguracji do monitorowania rzeczywistego procesu ładowania

Jak wspomniano pełnię możliwości pomiarowych i funkcjonalności analizatora A 1632 można osiągnąć w połączeniu z wszystkimi zaletami przyrządów pomiarowych firmy Metrel oraz z akcesoriami dodatkowymi.

Korzystając z możliwości tworzenia praktycznie dowolnych własnych sekwencji testowych w przyrządzie Metrel MI 3155 EurotestXD możemy utworzyć kilka czy kilkanaście sekwencji testowych a potem wybrać odpowiedni dla danej stacji ładowania. Zautomatyzowanie testów znacznie ułatwia i przyspiesza wykonanie pomiarów - a także pozwala w przejrzysty sposób zarządzać wynikami i praktycznie od razu tworzyć raporty pomiarowe. Dodatkowo, dla większego stopnia automatyzacji można użyć aktywnego adaptera trójfazowego A 1507


Tym samym korzystając z wielu akcesoriów dodatkowych można po pierwsze dopasować zestaw do swoich wymagań a po drugie znacznie zoptymalizować wykonywanie pomiarów oraz zarządzanie wynikami czy tworzenie raportów.

Podsumowanie

W tej części przedstawiliśmy dwa modele przyrządów firmy Metrel dedykowanych do sprawdzania stacji i przewodów ładowania pojazdów elektrycznych prądem AC. Podstawowy model Metrel A 1532 EVSE adapter sprawdzi się do prostych badań bezpieczeństwa, natomiast bardziej zaawansowany analizator Metrel A 1632 e-Mobility Analyser może być z powodzeniem używany do dogłębnej analizy pracy punktów ładowania. Połączenie go z przyrządami i akcesoriami takimi jak MI 3155 EurotestXD, A 1631 EV monitoring cable, MI 2883 Energy Master, MI 2893 Power MasterXT czy A 1507 pozwala zbudować kompletne rozwiązanie pomiarowe umożliwiające szybkie i zautomatyzowane a zarazem rzetelne i uporządkowane badanie elementów infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych.

Trzecia część jest też ostatnią częścią naszego cyklu poruszającego tematykę ładowania pojazdów elektrycznych. W każdej części staraliśmy się zawrzeć wszystkie kluczowe informacje, ale siłą rzeczy nie poruszyliśmy wszystkich możliwych kwestii. W ramach uzupełnienia wiedzy warto sięgnąć do dokumentów prawnych oraz normatywnych wymienionych w poszczególnych częściach artykułu oraz w spisie materiałów źródłowych. Dziękujemy wszystkim osobom współpracującym z firmą Merserwis, które w różny sposób przyczyniły się do powstania tej serii artykułów. Mamy nadzieję, że przysłużą się one poprawie bezpieczeństwa obsługi stacji ładowania pojazdów elektrycznych.


Przejdź do: Część I - Wprowadzenie do badań instalacji bezpieczeństwa stacji i przewodów ładowania pojazdów elektrycznych (EVSE)
Przejdź do: Część II - Procedury odbiorczych i okresowych sprawdzeń bezpieczeństwa punktów ładowania


Źródła i dodatkowe informacje:
^[1] Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 26 czerwca 2019r. w sprawie wymagań technicznych dla stacji ładowania i punktów ładowania stanowiących element infrastruktury ładowania drogowego transportu publicznego
http://prawo.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20190001316/O/D20191316.pdf
[Dostęp 2020-01-02]
^[2] Ustawa z dnia 11 stycznia 2018r.o elektromobilności i paliwach alternatywnych
http://prawo.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20180000317/U/D20180317Lj.pdf
[Dostęp 2020-01-02]
^[3] Przewodnik “Stacje i punkty ładowania pojazdów elektrycznych - Przewodnik UDT dla operatorów i użytkowników”
https://www.udt.gov.pl/images/STACJE_I_PUNKTY_%C5%81ADOWANIA_v8.pdf
[Dostęp 2020-01-02]
^[4] Polska Norma PN-EN 61851-1:2019-10
System przewodowego ładowania pojazdów elektrycznych -- Część 1: Wymagania ogólne
^[5] Polska Norma PN-EN 62196-2:2017-06
Wtyczki, gniazda wtyczkowe, złącza pojazdowe i wtyki pojazdowe -- Przewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych -- Część 2: Wymagania dotyczące zgodności wymiarowej i zamienności wyrobów prądu przemiennego z zestykami tulejkowo-kołkowymi
^[6] Polska Norma PN-EN 62196-2:2015-02
Wtyczki, gniazda wtyczkowe, złącza pojazdowe i wtyki pojazdowe -- Przewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych -- Część 3: Wymagania dotyczące zgodności wymiarowej i zamienności złącz pojazdowych d.c. i a.c./d.c. z zestykami tulejkowo-kołkowymi
^[7] Polska Norma PN-EN 60364-7-722:2019-01
Instalacje elektryczne niskiego napięcia -- Część 7-722: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji -- Zasilanie pojazdów elektrycznych
^[8] Polska Norma PN-EN 60364-6:2016-07
Instalacje elektryczne niskiego napięcia -- Część 6: Sprawdzanie
^[9] Polska Norma PN-EN 60364-4-41:2017-09
Instalacje elektryczne niskiego napięcia -- Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa -- Ochrona przed porażeniem elektrycznym

Mgr inż. Tomasz Lipiński