浅谈室外充电桩接触电压和跨步电压防护

摘要：近年来，我国的社会经济和科技发展的多了迅速发展，电动汽车得到了普遍使用，室外充电桩的使用需求也随之增加。由于室外充电桩的使用电压要求、环境要求以及电流传导等，导致室外充电桩在时间用中具有一定安全隐患，可能导致使用人或使用物出现电流，发生触电问题。为保障电动汽车充电桩的正确使用，保护相关使用人的人身安全，要对充电桩进行合理的防护措施，对室外充电桩接触电压和跨步电压等进行有效防护。通过对室外充电桩防护技术的创新研发和应用，从根本上提高室外充电桩使用的安全性，可靠性，以便为使用人和电动汽车提供安全的充电服务。

关键词：室外充电桩；接触电压；跨步电压；防护；安全性；可靠性

0引言

近年来，随着电动汽车的快速发展和普及，室外充电桩的重要性日益凸显。然而，与之相伴的是接触电压和跨步电压带来的安全挑战。这些电压问题可能对人体造成触电风险，因此需要采取有效的防护方法以保障用户的安全。本文将着重讨论解决室外充电桩接触电压和跨步电压的防护方法，并探究技术改进、政策法规支持以及安全意识和管理问题的重要性。通过提出创新的技术改进并加强政府的政策监管，我们可以保障室外充电桩的安全性，为电动汽车的发展营造更加安全和可靠的充电环境。

作者介绍：

曹华伟，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司

Tel:137/7441/3253（V同号）

1 室外充电桩的概念与重要性

1.1室外充电桩的概念和特点

室外充电桩的使用可以让电动汽车在户外环境对车辆进行充电，有利于提高电动汽车的充电安全。室外充电桩在使用过程中具有多样性，方便性，高效性和安全性。室外充电桩所处的位置于户外公共区域，方便电动车进行随时充电，不需要再进入建筑房内，对电动汽车的充电提供了便利性。同时室外充电桩为不同电动汽车的充电需求提供了不同的充电接口，例如交流充电和直流快充，对电动汽车的充电需求进行了满足。室外充电桩一般所配置的设备具有高功率性，可以有效减少电动汽车的充电时间，提高了充电效率，便于汽车车主进行下一段旅程。室外充电桩的投入和使用必然符合相关安全规范要求，具有短路、过载等相关安全保护功能，同时具有防水，防雷电等设备，让电动汽车无论在何种环境下都可以在保护安全的大前提下进行汽车充电。

1.2室外充电桩的重要性

室外充电桩之所以重要，无法替代的根本原因是因为可以为电动汽车及汽车主提供便捷高效的充电服务，在一定程度上还有效推动了电动汽车的普及和使用。由于室外充电桩的投入和使用在一定程度上为电动汽车车主提供了有效的便利性和快捷性，有效解决了车主充电困难的问题。这一现象将改变人们对传统燃油车的依赖，有利于电动汽车的推广，进而可以有效保护环境，减少尾气排放对空气的污染。室外充电桩相关设备齐全，满足电动汽车的充电需求，有利于用户在室外充电桩选择合适的充电接口进行使用，大大减少了电动车车主寻找充电接口的事件，提高了电动车车主使用的舒适度。室外充电桩的使用和普及，在一定程度上也可以减少传统燃油车的购买和使用率，进而可以有效减少尾气排放和空气污染，对城市空气质量有改善和提高作用。同时，室外充电桩与可再生能源进行合理结合，可以有效减少不可再生能源的使用和浪费，不仅可以有效保障电动汽车的充电具有清洁性，还可以推动可再生能源的利用。

2 室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法

2.1 接触电压的防护方法

室外充电桩接触电压就是在室外充电桩使用过程中可能被人们所直接接触的电压。为确保相关员工和用户在使用充电桩时的安全，要对接触电压的常见防护方法进行学习。防护接触电压常见的方法是绝缘敷设，采用科学的绝缘材料，从根本上杜绝电源和人体的接触，避免人体接触到电压电流。室外充电桩及其周围在建设过程中要将绝缘材料对其地面进行覆盖，以便达到保护作用。要重视地面绝缘保护设计和应用，对充电桩地面及其周围进行地面绝缘保护，有效防止电动汽车充电时所产生的电流泄漏到地面，防止触电事故发生。所以在对室外充电桩进行安装和设计时，要重视绝缘材料的使用。除了要对地面进行电压防护外还要重视相关员工的自身防护，要求相关员工在工作中佩戴符合安全使用标准的防护设备，例如绝缘手套，绝缘鞋等。个人防护设备的有效使用可以为自身提供安全保障，降低接触电压与人体发生接触的可能性。除此之外，还要重视相关安全标准和规范创设的科学性和合理性，制定并完善相关的安全制度，从方方面面保护室外充电桩接触电压的防护方法满足实际应用需求。

2.2 跨步电压的防护方法

室外充电桩跨步电压主要是指室外充电桩在使用过程中可能出现电位差，会对相关人员造成生命危害。采用地面等电势进行保护是较为管用的方法，主要是对充电站及其周围的土壤的导电特性及接地方式进行科学合理的设计，确保室外充电桩哥哥地面的电势基本相同，以此降低了电压的产生概率。并对接地方式和线路根据实际应用需求进行科学合理的设计，以便降低接地电阻。建立隔离区也是一种常见的跨步电压的防护方法。在充电站附近应建立隔离区，并利用围墙等进行空间隔离，以降低跨站电压对相关使用人员的接触可能性。绝缘区的选择要依据具体的实际情况，对电流的传播，接地的电导率，以及周边的环境状况进行充分考虑。接地措施的落实也是对跨步电压的防护方法，采用合适的接地体系及接线方法，可使充电站内的电流流入地下，以达到降低或消除跳变电压的目的。接地电阻的选取与设定也很重要，必须满足有关规范的规定，并且要进行定期的检测与维修。标志和宣传教育也发挥了很大的作用。在充电站附近设立明显的警告标志，以警告可能出现的跨压，并提出相应的保护措施。另外，应通过宣传、教育等方式，增强人们对跨步电压危害的认识，增强人们对跨步压危害的认识，增强人们对跨步电压的认识。采用地面等电位设计，设置隔离区，接地保护，设置标志，宣教等措施，可对户外充电站附近进行保护。要针对不同的应用场合，需要对特定的保护措施进行相应的调整和补充，并对其进行定期的检查、维护与更新，以保证系统的稳定与高效。

3室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法的挑战和存在的问题

3.1技术挑战和限制

由于室外充电桩在近年来的兴起，尚不具备相关使用经验，导致室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法在具体使用中仍然具有一定的挑战和问题。如何保障室外充电桩触电电压和跨步电压防护在复杂环境下得到有效结缘和接地是一项重要且艰难的挑战。由于室外充电桩的所处环境一般处于开放的公共区域，容易受地形，天气，建筑等多种元素的影响，进而无法保障结缘和接地工作的落实质量，进而会导致接触电压和跨步电压在实际使用中可能出现泄漏。电动汽车的种类较多，不同的电动汽车品牌所使用的充电设备和充电接口也有所不同。这也导致室外充电桩的防护措施无法保障统一性，需要根据汽车的设备需求制定和选择合适的防护措施。天气环境的多样性对防护措施的使用也会造成影响，如若遇到狂风暴雨的天气，可能会对。设备的绝缘层造成破坏，甚至出现电压增加问题。外界的不可抗力因素也会导致室外充电桩防护措施的稳定性发生改变，无法保障相关设备的使用安全。除了室外充电桩的使用技术具有挑战之外，所使用用户是否具备安全意识和管理问题也具有一定限制性。相关使用用户不具备对接触电压和跨步电压的认识，相关监管设备和运营商的沟通交流工作存在局限性，无法保证室外充电桩安全工作落实的科学性和有效性。为从根本提高充电桩的使用和落实，要为相关人员提供专门的安全指导，并对充电桩的使用和运营加以监管，提高室外充电桩使用的安全性和稳定性。

3.2 安全意识和管理问题

室外充电桩接触电压和跨步电压在实际应用中仍然存在一定的安全问题。由于相关使用人员对室外充电桩接触电压和跨步电压的工作原理及其危害性了解甚微，不具备相关的安全意识和操作意识，对其电压可能会对人体造成的伤害不甚了解，甚至不清楚遇到伤害时采取怎样合适的防护措施，可能会导致相关用户在使用时遭受安全问题。为从根本上保证室外充电桩接触电压和跨步电压防护，在使用中具有较高的安全指数，相关运行商和监管机构要保障工作开展的科学性，有效性和精准性。由于室外充电桩行业发展较为新颖，尚不具备完善的监管体系和监管制度，导致相关机构和运行商无法保证对其设备的管理具有条理性。安全管理及其相关人员可能存在培训及资质认证的问题，要求相关管理和维修人员在开展正式工作前进行相关专业培训活动，对工作中所涉及到的知识和技能进行掌握。同时，也要注意室外充电桩的信息系统安全，防止室外充电桩在使用过程中遭受他人的入侵。

4 室外充电桩接触电压和跨步电压防护的解决策略

4.1 技术改进和创新

为了解决室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法面临的挑战，可以采取以下技术改进和创新的策略：进行综合防护技术解决方案的研究和开发。通过整合各种防护措施，如绝缘敷设、地面绝缘保护和接地保护等，设计出更为有效和可靠的综合防护方案。这包括从材料、结构和系统等多个层面进行创新，提高防护效果和安全性。应用新材料和新设计来提升防护效果。探索和应用能够提供更好绝缘和导电性能的新材料，例如高绝缘性能的聚合物材料或导电材料，以加强绝缘层和导威廉希尔官方网站 径的功能。同时，进行新设计的研发，例如改进接地系统的结构和布局，优化充电桩的绝缘敷设方案等，以提高防护效果并减少意外风险。发展自动监测和报警系统。通过引入传感器、监测装置和数据采集技术，实时监测室外充电桩周围的电压情况和安全状态。当接触电压或跨步电压超过安全范围时，系统能够自动发出警报或停止充电操作，确保人员的安全。这种自动监测和报警系统可以提高充电桩的安全性，并及时应对潜在的电压风险。技术改进和创新是解决室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法面临挑战的重要策略。通过研究综合防护技术解决方案，应用新材料和新设计，并发展自动监测和报警系统，可以提升防护效果，提高室外充电桩的安全性和可靠性。需要加强行业间的合作与交流，共同推动技术的创新和应用，以确保人们在使用充电桩时得到充分的安全保障。

4.2 政策和法规支持

在解决室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法的问题上，政策和法规的支持起着至关重要的作用。以下是一些政策和法规方面的支持策略：制定相关的法律法规和安全标准。政府可以根据室外充电桩的特点和存在的电压风险，制定相应的法律法规，明确充电桩的安全管理要求和标准。这包括对充电桩建设、投入使用、维护和监督等环节进行规范，并建立相应的处罚或追责机制，以促进充电桩的安全运营。推动行业标准化和规范化。通过组织制定、修订和推广相关技术标准和规范，明确充电桩的防护要求和使用方法。这有助于统一行业的技术和管理水平，提高充电桩的防护效果和安全性，推动整个行业向更加可靠和安全的方向发展。加强监管和评估。政府部门可以加强对室外充电桩的监管和评估工作，确保充电桩的安全性和合规性。这包括定期巡检和审核，控制充电桩在建设、维护和投入使用过程中的安全风险；同时加强对运营商的监督和培训，提高其安全意识和管理水平。此外，鼓励技术创新和应用也是一项重要的政策支持策略。政府可以通过资金支持、奖励机制和政策引导等方式，促进相关科研机构和企业开展室外充电桩接触电压和跨步电压防护技术的研究与创新，并推动其转化和应用。政策和法规的支持对于解决室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法的问题至关重要。需要制定相关的法律法规和安全标准，推动行业标准化和规范化，加强监管和评估工作，并鼓励技术创新和应用。这些措施将有助于提高室外充电桩的安全性和可靠性，保障使用者的人身安全。

5安科瑞AcrelCloud-9000充电站运营平台

5.1平台概述

安科瑞充电站运营平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI等技术，对充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警，为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障，并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生，从而保障人员的生命财产安全，打造“安全、高效、舒适、绿色”的“人—车—桩—电网—互联网—多种增值业务”的智慧充电站，提升充电站的社会和经济价值。

5.2适用场合

可广泛应用于医院、学校、酒店、体育场等公共建筑；商业广场、产业园等综合园区；企业、住宅小区等场所。

5.3系统结构

平台采用分层分布式结构，主要由感知层、网络层和平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：

现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。

多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电气火灾探测器、限流式保护器、智能插座可通过全网通4G通讯模组与平台直接通讯。

电能质量分析仪表、烟雾传感器和测温装置通过RS485，摄像头通过RJ45与智能网关通讯，再由智能网关通讯通过4G统一与平台通讯。

限流式保护器既可以通过4G连接平台，也可以通过RS485连接网关。

平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能联网的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况。

5.4相关产品介绍

5.4.1 7KW交流充电桩AEV-AC007D

产品功能

1）智能监测：充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能，如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。

2）智能计量：输出配置智能电能表，进行充电计量，具备完善的通信功能，可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。

3）云平台：具备连接云平台的功能，可以实现实时监控，财务报表分析等等。

4）保护功能：具备防雷保护、过载保护、短路保护，漏电保护和接地保护等功能。

5）材质可靠：保证长期使用并抵御复杂天气环境。

6）适配车型：满足国标充电接口，适配所有符合GB/T20234.2-2015国标的电动汽车，适应不同车型的不同功率。

7）资产安全：产品全部由中国平安保险承保，充分保障设备、车辆、人员的安全。

5.4.2直流充电桩系列

5.4.3电气火灾探测器ARCM300-Z

5.4.4限流式保护器ASCP200

产品功能：

1）短路保护：保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号；

2）过载保护：当线路电流过载且持续时间超过动作时间（3~60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号；

3）表内超温保护：当保护器内部器件工作温度过高时，保护器实施超温限流保护，并发出声光报警信号；

4）组网通讯：保护器具有1路RS485接口，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。

5.5平台功能

5.5.1英国威廉希尔公司网站

平台英国威廉希尔公司网站 显示充电站的位置及在线情况，统计充电站的充电数据。

5.5.2实时监控

1）充电站监控

可以按站点名称进行筛选，显示站点详情、充电枪列表、统计订单信息、故障记录，点击某个充电枪编号后在进入充电枪监控页面实时监测变压器负荷（搭配ACM300T、ADW300），当负荷超过50%时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为50%，当变压器负荷超过80%时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。如图所示：

统计当前充电站各充电桩回路的数据；通过卡片的形式展现充电桩的数据；显示故障列表；如图所示：

2）充电桩监控

显示充电桩充电数据；显示各回路的充电状态；可以对充电中的回路进行手动终止；显示订单信息、故障信息；如图所示：

3）设备监控

显示限流式保护器的状态，包括线路中的剩余电流、温度及异常报警，如图所示：

5.5.3故障管理

1）故障查询

故障查询中记录了登录用户相关联的所有故障信息。如图所示：

2）故障派发

故障派发中记录了当前待派发的故障信息。如图所示：

3）故障处理

故障处理中记录了当前待处理的故障信息。如图所示：

5.5.4能耗分析

在能耗分析中，可查看规定时段关联站点和关联桩的能耗信息并显示对应的能耗趋势图。如图所示：

5.5.5故障分析

在故障分析中，可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析以及故障列表。如图所示：

5.5.6财务报表

在财务报表中，可根据时间查看关联站点的财务数据。如图所示：

5.5.7收益查询

在收益查询中，可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图以及实际收益报表。如图所示：

6结语

通过技术改进和创新以及政策和法规的支持，解决室外充电桩接触电压和跨步电压防护方法的挑战已经成为可能。这将提高充电桩的安全性和可靠性，保护用户的人身安全。然而，仍需要不断加强行业合作与交流，推动技术的创新和应用，并持续关注用户教育和安全意识的提升。通过众多利益相关方的共同努力，我们可以建立一个安全可靠的室外充电桩网络，为可持续发展和低碳出行做出贡献。

作者介绍：

曹华伟，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司

Tel:137/7441/3253（V同号）

参考文献:

[1]陈谦.室外充电桩接触电压和跨步电压防护分析[J].建筑电气,2023,42(11):17-22.

[2]颜少卿.电动汽车充电桩现场安全问题的探究[J].低碳世界,2021,11(8):243-244.

[3]李志勇,程帅.室外充电桩接触电压和跨步电压防护分析

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022年05版.

审核编辑 黄宇