Короткий ответ: подключение считают не в киловаттах, а в амперах, которые линия должна держать непрерывно шесть-десять часов. Зарядка — единственная бытовая нагрузка, работающая на номинале всю ночь, и вся разница между «220 или 380» сводится к тому, как распределить этот ток.
Второе, что определяет схему, — бортовое зарядное устройство автомобиля. Оно решает, сколько машина возьмёт с переменного тока, и переубедить его нельзя ни кабелем, ни автоматом.
Ток, а не мощность
Заметьте, что 11 кВт трёхфазных и 3,7 кВт однофазных требуют одного и того же тока на фазу и одного и того же сечения жилы. Втрое больше мощности — при той же нагрузке на провод. В этом весь смысл трёх фаз: не в «более мощной сети», а в том, что нагрузка раскладывается на три проводника вместо одного.
Поэтому в доме с трёхфазным вводом станцию на 7 кВт разумно делать трёхфазной, даже если машина берёт только 7. Каждая фаза получит по 10 ампер, а не одна — все 32, и остальным потребителям станет легче жить.
Почему длина меняет сечение
Таблица выше верна для короткой линии. Дальше начинает мешать падение напряжения на самом кабеле.
Для однофазной линии оно считается так:
ΔU = 2 × I × L × ρ / S
где I — ток в амперах, L — длина в метрах, ρ — удельное сопротивление меди 0,0175 Ом·мм²/м, S — сечение в мм².
Линия на 32 А, 30 метров, медь 6 мм²: 2 × 32 × 30 × 0,0175 / 6 = 5,6 В. Это 2,4 % от 230 В — нормально. Та же линия на 4 мм² даёт 8,4 В, то есть 3,6 %, и это уже за разумной границей.
Держите падение в пределах 3 %. Практическое следствие: за 25–30 метров сечение поднимают на ступень, и делают это не «для надёжности», а по расчёту. Просадка напряжения не только греет кабель — она заставляет автомобиль тянуть больший ток при той же мощности, и петля замыкается.
Защита, на которой ошибаются чаще всего
Автомат защищает кабель от перегрузки и короткого замыкания. Он не защищает человека — этим занимается устройство защитного отключения, и вот здесь начинается специфика зарядки.
Внутри автомобиля стоит выпрямитель. При его неисправности ток утечки на землю может содержать постоянную составляющую. Обычное УЗО типа AC устроено на трансформаторе тока: оно видит переменный дифференциальный ток и не видит постоянный. Хуже того, постоянная составляющая подмагничивает сердечник, и УЗО перестаёт срабатывать даже на переменную утечку, которую раньше ловило. Защита формально стоит в щите и фактически отключена.
Отсюда требование, которое стандарт IEC 61851-1 предъявляет к цепи зарядки: контроль постоянной составляющей утечки. Закрывается это двумя способами:
- УЗО типа B — видит и переменную, и постоянную утечку, стоит заметно дороже.
- УЗО типа A плюс встроенный в станцию модуль контроля постоянного тока утечки с порогом около 6 мА — так сделано в большинстве современных станций, включая наши.
Второй вариант дешевле, но его нужно подтвердить документами на конкретную модель, а не предположить. Если в паспорте станции такого модуля нет — в щите обязано стоять УЗО типа B.
Заземление
Станция без исправного защитного проводника не должна запускаться, и приличные модели действительно не запускаются: контроль PE у них встроен в логику старта.
Опасность здесь в системе с совмещённым нулевым и защитным проводником. Пока PEN цел, всё работает. При его обрыве потенциал фазы через нагрузку выходит на корпуса всех заземлённых приборов, и металлический корпус станции на улице, за который держится человек, оказывается под напряжением. Для розетки в квартире это авария, для уличной станции с мокрым асфальтом — другая категория событий.
Поэтому линию до станции делают с раздельными рабочим нулём и защитным проводником, а разделение выполняют в вводном щите с повторным заземлением. Это тот пункт, где экономить нельзя вообще, и тот, который проверяют измерением, а не осмотром.
Отдельная линия
Станцию всегда сажают на собственную линию от щита с собственным автоматом и собственной защитой от утечки. Не потому что так красивее в проекте.
Общая линия с розетками гаража означает, что суммарный ток непредсказуем: включили обогреватель и компрессор — автомат выбило посреди ночи, машина утром не заряжена. А если автомат не выбило, потому что он с запасом, значит, кабель греется под нагрузкой, на которую не рассчитан. Оба исхода плохие, и второй хуже.
Когда линий несколько — паркинг, служебная стоянка, несколько машин в семье — вместо наращивания ввода применяют балансировку мощности: станции делят общий лимит между собой и снижают ток, когда включаются все сразу.
Если станция постоянного тока
Всё описанное относится к AC. Для DC разговор другой: наша DC 40 требует от сети 50 кВт, DC 60 — от 80, DC 80 — от 100, DC 120 — от 150, DC 160 — от 200, DC 240 — от 300 кВт.
Такие цифры почти никогда не берутся из существующего ввода. Нужно технологическое присоединение — заявка в сетевую организацию, технические условия, договор и плата, которую до получения условий никто назвать не может. По нашим площадкам под 120 кВт она разошлась от 390 000 до 819 000 ₽ в зависимости от региона и загрузки подстанции.
Начинать в этом случае надо не с выбора станции, а с запроса о свободной мощности. Ответ сети иногда закрывает вопрос сам: дают 80 кВт — значит, DC 60, и обсуждать больше нечего.
Коротко
- Считайте ток на фазу, а не киловатты: 11 кВт трёхфазных нагружают провод как 3,7 кВт однофазных.
- За 25–30 метров поднимайте сечение: падение напряжения держат в пределах 3 %.
- Обычное УЗО слепнет от постоянной составляющей утечки — нужен тип B или встроенный контроль на 6 мА.
- Раздельный PE обязателен; обрыв совмещённого PEN выводит фазу на корпус станции.
- Отдельная линия с отдельным автоматом — не перестраховка, а условие работоспособности.
- Для DC сначала узнают свободную мощность, потом выбирают модель.