據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2026年1月底，我國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施（槍）總數(shù)達(dá)到2069.8萬(wàn)個(gè)，同比增長(zhǎng)49.6%，另外，新能源汽車正加速進(jìn)入高壓平臺(tái)時(shí)代，充電設(shè)備正在向更高功率、更高電壓等級(jí)發(fā)展，近年來(lái)公共直流充電樁占比持續(xù)提升，800V平臺(tái)、液冷超充以及大功率集中式充電站逐漸成為新建項(xiàng)目的主流配置。在這種背景下，充電樁的電氣安全設(shè)計(jì)復(fù)雜度明顯增加，其中剩余電流檢測(cè)已經(jīng)從傳統(tǒng)保護(hù)功能轉(zhuǎn)變?yōu)檎麢C(jī)安全設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在早期交流充電系統(tǒng)中，漏電保護(hù)通常通過(guò)A型剩余電流保護(hù)器即可滿足要求。但在直流充電系統(tǒng)中，大量采用整流、PFC、高頻DC/DC變換以及隔離驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)內(nèi)部不可避免產(chǎn)生直流分量和高頻共模電流，這使得傳統(tǒng)基于工頻電流互感器的檢測(cè)方式難以保證可靠動(dòng)作。新版GB/T 18487.1、IEC 61851、IEC 62955等標(biāo)準(zhǔn)均明確要求，當(dāng)系統(tǒng)可能產(chǎn)生平滑直流剩余電流時(shí)，必須具備能夠檢測(cè)6mA直流漏電的保護(hù)能力，否則不得投入運(yùn)行。

從電路結(jié)構(gòu)上看，典型直流充電樁由三相整流、電能質(zhì)量校正、高壓母線、隔離型DC/DC以及車輛接口組成。由于存在大量開(kāi)關(guān)器件和濾波網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中形成多條對(duì)地寄生路徑。開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的共模電流會(huì)通過(guò)EMI電容、屏蔽層、電纜分布電容等路徑形成剩余電流。與傳統(tǒng)配電系統(tǒng)不同，這些漏電流不僅包含50Hz分量，還可能包含直流偏置和數(shù)十千赫茲以上的高頻成分。當(dāng)檢測(cè)回路中存在直流偏置時(shí)，普通電流互感器容易進(jìn)入磁飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致靈敏度下降甚至完全失效，這也是新標(biāo)準(zhǔn)要求采用B型剩余電流檢測(cè)的主要原因。

B型檢測(cè)裝置的基本原理仍然基于磁平衡法，即將所有工作導(dǎo)體同時(shí)穿過(guò)檢測(cè)磁環(huán)，當(dāng)各相電流矢量和為零時(shí)磁通抵消，一旦存在漏電流，磁環(huán)中產(chǎn)生剩余磁通，通過(guò)檢測(cè)繞組輸出信號(hào)。但與AC型或A型不同，B型檢測(cè)需要在較寬頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定測(cè)量能力，同時(shí)能夠在存在直流分量時(shí)避免磁芯飽和。因此實(shí)際實(shí)現(xiàn)中通常需要引入磁調(diào)制、閉環(huán)霍爾或磁通門等檢測(cè)結(jié)構(gòu)，并配合模擬調(diào)理和數(shù)字算法，以滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間以及抗干擾能力的要求。

在800V及以上電壓等級(jí)的充電系統(tǒng)中，這一問(wèn)題更加突出。高壓母線電壓提升會(huì)增加對(duì)地寄生電容引起的泄漏電流，高速SiC器件帶來(lái)的高dv/dt會(huì)顯著提高共模干擾水平，長(zhǎng)充電槍線和液冷電纜又進(jìn)一步增加分布參數(shù)，使剩余電流信號(hào)中高頻成分明顯增多。如果檢測(cè)電路帶寬不足或抗干擾能力不夠，容易出現(xiàn)誤動(dòng)作、拒動(dòng)作或無(wú)法通過(guò)型式試驗(yàn)的問(wèn)題。因此在實(shí)際工程中，剩余電流檢測(cè)往往不再采用簡(jiǎn)單的單一傳感器方案，而是通過(guò)專用檢測(cè)模塊配合零序互感器的方式實(shí)現(xiàn)，以提高系統(tǒng)一致性和可靠性。

在一些需要滿足IEC 62955或GB/T相關(guān)要求的充電設(shè)備中，常見(jiàn)做法是將剩余電流檢測(cè)電路與檢測(cè)互感器分體設(shè)計(jì)，通過(guò)專用檢測(cè)模塊完成直流與交流漏電的綜合判斷。該類模塊內(nèi)部集成B型剩余電流檢測(cè)算法，可識(shí)別多種波形的剩余電流，并在達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)直接輸出脫扣信號(hào)，同時(shí)支持系統(tǒng)上電校零、自檢電流注入以及動(dòng)作時(shí)間控制等功能，以滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)6mA直流檢測(cè)和30mA交流檢測(cè)的動(dòng)作要求。

這種模塊化方案的優(yōu)勢(shì)在于，檢測(cè)精度與動(dòng)作特性可以在模塊內(nèi)部完成標(biāo)定，主控制系統(tǒng)只需讀取動(dòng)作信號(hào)即可完成保護(hù)邏輯，同時(shí)互感器與檢測(cè)電路分離布置，也有利于在高壓強(qiáng)干擾環(huán)境下保證測(cè)量穩(wěn)定性。在大功率直流充電樁、便攜式充電裝置以及需要通過(guò)型式試驗(yàn)認(rèn)證的設(shè)備中，這類專用剩余電流檢測(cè)模組已逐漸成為常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)方式。

可以看到，隨著充電系統(tǒng)向高壓、高頻和大功率方向發(fā)展，漏電流檢測(cè)已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的安全附加功能，而是涉及磁學(xué)、電磁兼容、模擬測(cè)量和安規(guī)設(shè)計(jì)的綜合性技術(shù)問(wèn)題。能否穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的剩余電流檢測(cè)，正在成為充電樁電氣設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵、也是最容易被忽視的環(huán)節(jié)之一。