Componentes de seguridad eléctrica en los puntos de carga domiciliarios

Componentes de seguridad eléctrica en los puntos de carga domiciliarios

 

 La recarga de energía de vehículos eléctricos con seguridad

A medida que la adopción de vehículos eléctricos continúa creciendo, garantizar la seguridad eléctrica de la carga se convierte en una consideración clave. Implementar las mejores prácticas y tomar las precauciones necesarias es vital para proteger a los usuarios, la infraestructura de carga y el vehículo. Independiente del tipo de vehículo eléctrico (desde un monopatín a un auto) el mismo estará varias horas conectado, por lo que debemos tener la absoluta  certeza que si hubiere algún inconveniente eléctrico, los sistemas de protección funcionarán  despejando  el peligro.

 Como se describe más adelante para la carga existen diferentes niveles, de  acuerdo al tiempo de carga necesario y a la capacidad de la batería en Kw-h. En el caso de  la carga domiciliaria (casa o estacionamiento comunitario) si  la capacidad de la batería es menos a 10Kw-h, en general, no se pide un “Sistema de alimentación  vehículo Eléctrico (SAVE)”  o  “estación o punto  de carga”. En cuyo caso revisar el tomacorriente y la línea al que va conectado como así su protección, es necesario. Para niveles de mayores de capacidad de energía, un  SAVE o estación de carga es imprescindible.

  

Elija una estación de carga confiable

Cuando se trata de cargar vehículos eléctricos, es importante una estación de carga confiable. Optar por una marca de estación de carga reconocida y de buena reputación garantizará una experiencia de carga segura y eficiente para su vehículo eléctrico.

Se sugiere como buena práctica:

Asegúrese de que la estación de carga cumpla con los estándares de seguridad.

Considere características adicionales como protección contra sobretensiones y mecanismos de seguridad contra incendios.

 Instalación eléctrica adecuada

Es vital garantizar que su instalación eléctrica pueda satisfacer los requisitos de energía de una estación de carga de vehículos eléctricos. Una infraestructura eléctrica inadecuada puede provocar sobrecalentamiento y otros peligros eléctricos.

Protección de sobrecarga: Implementar mecanismos de protección contra sobrecargas para prevenir fallas en el sistema eléctrico y reducir los riesgos de incendio. Utilice disyuntores avanzados o estaciones de carga inteligentes que puedan regular el flujo de energía y evitar la sobrecarga, garantizando un proceso de carga estable y seguro.

Se recomienda consultar a un electricista profesional para evaluar y actualizar su sistema eléctrico si es necesario.

Se sugiere como buena práctica:

Actualice el sistema eléctrico si es necesario para acomodar la carga de vehículos eléctricos.

Asegure una conexión a tierra adecuada y protección contra fallas eléctricas.

 

Repaso de niveles de carga       

La carga de  los vehículos eléctricos se puede clasificar en tres niveles diferentes. Estos niveles representan las salidas de potencia, por lo tanto, la velocidad de carga, accesible para cargar un automóvil eléctrico.

 Nivel 1 de carga (220 voltios corriente alterna CA)

Los cargadores de nivel 1 utilizan un enchufe de CA de 220 voltios y se pueden enchufar simplemente a una toma de corriente estándar. Cuando se conecta a un enchufe de 220 V CA, las tasas de carga cubren entre 1.4kW a 3kW y pueden tomar de 8 a 12 horas dependiendo de la capacidad y el estado de la batería.

 Nivel 2 de carga (380 voltios corriente alterna CA)

La carga de nivel 2 se conoce principalmente como carga pública. A menos que tenga un equipo de carga de Nivel 2 configurado en su hogar, la mayoría de los cargadores de Nivel 2 se encuentran en áreas residenciales, estacionamientos públicos y lugares de trabajo y entornos comerciales. Los cargadores de nivel 2 requieren instalación y ofrecen carga a través de enchufes de CA de 380 V.

 Carga rápida de CC (carga de nivel 3, corriente continua CC)

La carga de nivel 3 es la forma más rápida de cargar un vehículo eléctrico. Los cargadores de nivel 3 también requieren instalación y ofrecen carga a través de enchufes de corriente continua. El tiempo de carga puede tomar de 20 minutos a 1 hora con una velocidad de carga de 43kW a 100 o + kW con un conector CHAdeMO o CCS.

 

Punto  de carga de CA domiciliario

Cuando se carga con puntos de carga en  corriente alterna, la red eléctrica se conecta al cargador de a bordo. La función principal de la estación o punto de carga es alimentar eléctricamente el circuito y mediar en la comunicación necesaria con el sistema de control del vehículo para garantizar la seguridad del sistema. Además, el punto de carga indica al vehículo qué corriente máxima puede consumir en ese momento, dependiendo de lo ocupada que esté la red de alimentación. De este modo, la estación de carga de corriente alterna regula la carga en función del consumo  en ese momento  del domicilio, de manera que la red no se sobrecargue.

 

Como proteger adecuadamente el sistema de carga Nivel 1 y 2

Es necesario proteger de manera efectiva, aguas arriba, los puntos de recarga de posibles defectos y/o fugas de corriente en los cargadores de los vehículos eléctricos. Por lo tanto, los fabricantes e instaladores deben garantizar la seguridad eléctrica de los usuarios y del sistema. En términos de seguridad, la protección diferencial es un elemento  importante a tener en cuenta en la alimentación de un punto de recarga.  Aquí, nos debemos preguntar: ¿que tipo de protección diferencial recomienda la norma internacional???

 La norma IEC 60364-7-722:2018 se aplica a:

• circuitos destinados a suministrar energía a vehículos eléctricos, y

• circuitos destinados a la retroalimentación de electricidad procedente de vehículos eléctricos. Los circuitos cubiertos por la norma terminan en el punto de conexión.

La norma IEC 61851-1 indica los requisitos generales del  Sistema conductivo de carga para vehículos eléctricos

Ambas normas indican la utilización de diferenciales Tipo B o  la utilización de diferenciales Tipo A que asegure la desconexión en caso de corrientes  de defecto  con componente en DC superior a 6 mA.

 Diferencial Tipo A: En ocasiones, la corriente de fuga puede estar constituida por lo que se denomina «Corriente continua pulsante». Esta corriente correspondería a media onda sinusoidal de la misma frecuencia que la tensión de suministro, superpuesta a un valor constante de corriente continua de, como máximo, 6 mA. Suele producirse en defectos de aislamiento de equipos eléctricos monofásicos que incorporan circuitos rectificadores tales como el cargador on-board del vehículo.

 

Diferencial TipoB: Para formas de onda claramente no sinusoidales, así como frecuencias más altas que las de la tensión de suministro e incluso corriente continua alisada (corriente continua libre de ondulación). Este es el caso de las corrientes de defecto que pueden producirse en instalaciones trifásicas donde existe un dispositivo con un puente rectificador de tres ramas.

 

Debemos tener en cuenta que un diferencial Tipo A está preparado para protección ante corrientes sinusoidales y pulsantes, pero de una componente de continua de 6 mA como máximo.  Un valor por encima provocaría un comportamiento anómalo  del mismo (disparo intempestivo o estado inoperativo)

 Entonces cuando debemos instalar un Tipo B o un Tipo A  de 6 mA????

Básicamente dependerá de dos aspectos a tener en cuenta. Si el punto de conexión del cargador del vehículo eléctrico se conecta aguas debajo de alguna protección diferencial ya existente en la instalación, el nuevo diferencial a conectar debe mantener el mismo tipo para asegurar la correcta selectividad. Por ejemplo, el diferencial Tipo A esta a nivel de carga, el que este aguas arriba deberá ser el tipo o superior (nunca inferior).

Si la línea de alimentación del cargador del vehículo es una línea directamente dedicada (exclusiva), al no haber ningún diferencial existente, la colocación de un Tipo B  garantiza la correcta protección. Disparando únicamente cuando se exceda la corriente nominal del diferencial, evitando posibles disparos intempestivos con bajas corrientes de fuga en continua.

 Queda para otro documento otros elementos de seguridad, como por ejemplo, interruptores termomagnéticos y protectores de sobre tensión permanente y transitorias. Para una protección total de la electrónica del  punto de carga (EVSE).

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2023.-