Jordfeil og elbil-ladeproblemer
Det er ikke helt uvanlig at det oppstår problemer med lading av elbil, og PQA var nylig involvert i tilfelle av en en E-Golf som hadde ladeproblemer. I mange tilfeller viser problemene å ha en sammenheng med jordfeil i lavspenningsnettet – men hva er egentlig jordfeil, og hvorfor blir det problemer?
Ladeproblemer med en E-Golf
I tilfellet PQA var involvert i var det en E-Golf som avbrøt ladingen når den ladet ved et kontorbygg. Ladingen fungerte andre steder, og det samme kontorbygget var det flere andre elbiler som ladet uten problemer. Spenningen ble målt med et multimeter, og det ble konstatert friske fasespenninger. Et måleintstrument ble montert for å overvåke spenningen.
Jordfeil i IT og TN-nett
En jordfeil er når det oppstår kontakt mellom en spenningsførende del og jord. I TN-nett, som er mest utbredt utenfor Norge, vil dette føre til en høy kortslutningsstrøm som (normalt) kobles ut av sikringer / vern. I Norge er rundt 70 % av nettet såkalt IT-nett, og i disse nettene vil ikke en jordfeil føre til en høy strøm. Med mindre det er installert jordfeilautomater / jordfeilvern, vil derfor en jordfeil ikke bli detektert eller utkoblet, og vi har da det vi kaller en stående jordfeil. I noen tilfeller hvor det er krav til høy pålitelighet (som gruver og sykehus) kan dette være en fordel så lenge man er klar over at det er en feil, som man kan få rettet så snart driften tillater det. Men om jordfeilen blir stående, og det blir en jordfeil til i samme lavspentnett, kan det oppstå feilstrømmer mellom de to feilstedene som kan være betydelige, men likevel ikke så lave at vern ikke blir koblet ut. Dette utgjør både en brannfare, og risiko for farlige berøringsspenninger, og det er derfor påbudt med jordfeilvern i alle nye installasjoner.
Det norske IT-nettet
Mesteparten av nettet ellers i Europa er 400 V TN-nett, hvor 230 V spenningen i stikkontakten er spenningen mellom en faseleder og nøytralleder. I Norge har vi derimot 230 V IT-nett, hvor de 230 V vi har i stikkontakten er spenningen mellom to ulike faseledere. Forskjellen i nettarkitektur har mye å si for hvordan nettet bygges, men fører normalt ikke til noen merkbare forskjeller for forbrukerne ved bruk av vanlige husholdningsapparater. Unntaket er når det er jordfeil i IT-nett. Driftsmessig skal ikke dette ha noen innvirkning på drift av nettet, men det er i de senere årene blitt observert flere og flere tilfeller av at utstyr som er primært designet for det europeiske markedet ikke takler å driftes i nett med jordfeil. Årsaken er at ulike sikkerhetsfunksjoner i utstyret, som f.eks. skal kontrollere at det er en tilstrekkelig god tilkobling til sikkerhetsjord, ikke gjenkjenner et nett med jordfeil som et gyldig driftsbilde. Dette kan medføre “pussige” feil, og det har vært tilfeller av at et apparat ikke fungerer, men om støpslet dras ut, roteres 180 grader og settes inn igjen, så fungerer apparatet.
Ladeproblemer med elbiler i nett med jordfeil
Ombordladere i elbiler er et type “apparat” som har en rekke sikkerhetsfunksjoner som skal forhindre skade på batteriene, brann, og andre uønskede situasjoner. Det har vært registrert flere tilfeller av at elbiler ikke vil lade, og at dette har vist seg å være på grunn av jordfeil i nettet. Så snart jordfeilen er utbedret, så lader elbilen igjen. Det har også blitt registrert tendenser til at såkalte høyohmige jordfeil oftere forårsaker disse problemene enn lavohmige jordfeil. Forskjellen på høyohmige jordfeil og lavohmige jordfeil er overgangsmotstanden ved feilstedet. Ved lav motstand vil spenningen i fasen med jordfeil synke ned mot 0 V, mens spenningen i de friske fasene vil stige fra fasespenning på 135 V, til rundt 230 V. Linjespenningen (dvs spenningen mellom fasene, som er spenningen i stikkontakten) vil være konstant 230 V. Ved høy overgangsmotstand vil ikke spenningen i fasen med jordfeil synke helt ned til 0 V, men f.eks. til 90 V, og de friske fasene øker tilsvarende (ca 170 V i dette tilfellet). Linjespennigen på 230 V vil fortsatt være konstant!
Feilsøking ved ladeproblemer
Ved feil med lading vil det alltid være naturlig å måle om det er jordfeil i nettet. Dette kan enkelt gjøres ved å måle fasespenningen (spenningen mellom en fase og jord), for å se at begge fasespenningene er like store, og rundt 135 V. Om en måler at spenningen ser god ut, og lading går greit ved innkobling, men så slutter å fungere etter en periode vil det være fornuftig å kontrollere om det er såkalte intermitterende jordfeil i nettet. Intermitternede jordfeil er jordfeil som “kommer og går”, f.eks. fordi de er forårsaket av et apparat som ikke alltid er i bruk. Den enkleste måten å avdekke disse på er ved spenningslogging, men i noen tilfeller kan det være mulig å påvise jordfeilen ved å kontrollere periodisk eller når elbilen slutter å lade med et vanlig multimeter.
Ansvar og juss
Ved å selge utstyr på det norske markedet, hvor størstedelen av nettet er IT-nett, plikter produsentene å følge det norske regelverket. Dette regelverket sier eksplisitt at utstyr skal designes for å driftes i miljøet de står i – altså at de skal kunne driftes i et IT-nett, og ikke bare TN-nett som er vanlig i resten av Europa. Jordfeil i IT-nett er pliktig å utbedres etter at de er oppdaget (innen 4 uker), men nettet driftes som vanlig også med jordfeil. Det følger dermed at utstyr som selges i Norge må kunne tåle å driftes i nett med jordfeil. Dette er bekreftet blant annet ved et tilfelle hvor en produsent ble dømt fordi utstyret ikke fungerte mens det var jordfeil i nettet.
I de aller fleste tilfeller (over 90 %) er jordfeil forårsaket av feil i kunders installasjon. Det er kun ved jordfeil i nettselskapets nett at nettselskapet er ansvarlig for feilretting. Kunden kan sjekke om det er jordfeil i egen installasjon (f.eks. ved å koble ut sikringer og se om jordfeilen forsvinner), men ellers må det tilkalles hjelp for å finne jordfeilen hos naboer eller i nettet.
Løsning på problemet med E-Golfen
Det oppmonterte måleinstrumentet viste situasjonen under. Vi ser her en tydelig intermitterende jordfeil (konstant linjespenning, men i noen perioder forhøyede fasespenninger på de to fasene det ble målt på), som var årsaken til problemene. Produsenten av elbilen innrømmet også at deres modeller var mer sensitive for jordfeil enn andre produsenter, som var årsaken til at de andre elbilene i samme nett fortsatt ladet. Jordfeilen ble planlagt rettet, og dette er antatt å ha løst problemene.
Se hva PQA kan tilby innen problemløsing.