Ein Fehler und der ganze Hub steht: Selektivität und Schutzkonzept bei Schnelllade-Hubs

Ein Fehler an der Ladesäule. Der ganze Schnelllade-Hub steht still. Und die Säule war gar nicht das Problem.

Eigentlich sollte nur die betroffene Säule abgeschaltet werden. Stattdessen löst eine übergeordnete Schutzeinrichtung aus und legt gleich mehrere Ladepunkte lahm. Mit allen Folgen: Umsatzausfall, frustrierte Fahrer, Serviceeinsatz.

Die Ursache ist fast immer dieselbe: fehlende oder unzureichend abgestimmte Selektivität.

Was Selektivität bedeutet

In einer elektrischen Anlage sind Schutzeinrichtungen hintereinander geschaltet: vom Mittelspannungsschalter über den Transformator und die Niederspannungshauptverteilung bis zur Absicherung der einzelnen Ladesäule.

Selektiv ist eine Anlage, wenn bei einem Fehler nur die Schutzeinrichtung auslöst, die dem Fehler am nächsten liegt. Alles davor bleibt in Betrieb. Ein Kurzschluss an Säule 3 schaltet Säule 3 ab, nicht den Abgang mit sechs Säulen und nicht die ganze Station.

Damit das funktioniert, müssen die Schutzeinrichtungen gestaffelt sein: nach der Höhe des Stroms, bei dem sie auslösen, und nach der Zeit, die sie dafür brauchen.

Warum Schnelllade-Hubs besonders anfällig sind

Bei einem Ladepunkt an der Hauswand stellt sich die Frage kaum. Bei einem Schnelllade-Hub kommen mehrere Dinge zusammen:

• hohe Anschlussleistungen und damit hohe Kurzschlussströme
• mehrere Transformatoren, oft mit Erweiterungsstufen, die später dazukommen
• Schutzeinrichtungen aus verschiedenen Gewerken und von verschiedenen Herstellern: Netzbetreiber, Station, Verteilung, Charger

Jede dieser Komponenten ist für sich korrekt ausgelegt. Ob sie im Fehlerfall zusammenarbeiten, zeigt erst der Blick auf das Ganze.

Was aufeinander abgestimmt sein muss

Für einen Selektivitätsnachweis müssen drei Dinge zusammenpassen:

• Kurzschlussströme: Wie hoch ist der Strom im Fehlerfall an jeder Stelle der Anlage, im ungünstigsten und im günstigsten Fall?
• Schutzzeiten: Wie lange darf und muss jede Schutzeinrichtung warten, bevor sie auslöst?
• Schutzeinrichtungen: Passen Typ, Bemessung und Einstellung zur Stelle, an der sie sitzen?

Grundlage dafür ist eine Netzberechnung der gesamten Anlage. Erst wenn die Kurzschlussströme bekannt sind, lassen sich die Schutzeinrichtungen so einstellen, dass sie sich nicht gegenseitig überholen.

Warum das vor die Ausführung gehört

Eine Anlage muss nicht nur im Normalbetrieb funktionieren. Sondern auch im Fehlerfall beherrschbar bleiben.

Fällt fehlende Selektivität erst bei der Inbetriebnahme oder im ersten Fehlerfall auf, sind Station, Verteilung und Charger bereits bestellt und eingebaut. Dann bleibt nur, Einstellungen nachzujustieren oder Komponenten zu tauschen. Im laufenden Betrieb ist beides teurer als am Planungstisch.

Deshalb ist eine Netzberechnung mit abgestimmtem Schutzkonzept kein optionaler Planungsschritt.

Mehr dazu im Whitepaper

Selektivität ist eine von mehreren Schnittstellen, an denen Schnelllade-Hubs scheitern. Welche technischen Schnittstellen entscheidend sind und warum sie vor der Ausführung geklärt sein sollten, zeigt unser Whitepaper „Elektroplanung für Schnelllade-Hubs“.