儲能，是現(xiàn)代新能源發(fā)電的核心設(shè)施之一，其安全性不僅直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定，也關(guān)乎運(yùn)營者的切身利益。一般儲能柜是長期暴曬在陽光下的，同時受晝夜高濕差別大的影響，加速其內(nèi)部管線的老化（如PVC絕緣層每升高10℃壽命減半），絕緣電阻緩慢下降最終形成絕緣故障。絕緣故障是儲能最常見的故障之一，可能直接導(dǎo)致漏電從而引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。因此，漏電流檢測成為絕緣故障有效的解決方案，但傳統(tǒng)檢測方案存在精度不足、溫漂嚴(yán)重等問題。本文將探討如何利用基于磁通門技術(shù)的電流傳感器--芯森電子FR2V H01在1 MWh磷酸鐵鋰儲能預(yù)制艙中，實(shí)現(xiàn)直流漏電流的μA級監(jiān)測，從而大幅提升系統(tǒng)的安全性和可靠性。

為什么要早于30 mA的預(yù)警？

根據(jù)GB/T 42288-2022《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》第7.2.1條的規(guī)定，絕緣故障應(yīng)在30 mA內(nèi)報(bào)警，但在實(shí)際運(yùn)維中，等到30mA漏電才報(bào)警往往為時已晚，因?yàn)?a target="_blank">鋰電池熱失控初期電流變化可能僅有5-10mA，當(dāng)達(dá)到30mA時往往已經(jīng)進(jìn)入不可逆的階段。因此，需要在μA級別準(zhǔn)確識別微小漏電流波動，實(shí)現(xiàn)“提前量預(yù)警”。

FR2V H01如何做到μA級別的精確檢測？

芯森電子FR2V H00系列目前包括FR2V 0.01 H01、FR2V 0.02 H01、FR2V 0.05 H01、FR2V 0.10 H01四個型號。也可以根據(jù)客戶需要定制增加其它規(guī)格型號。

1. 關(guān)鍵參數(shù)解析：

• 原邊額定剩余電流 IPN：FR2V H01系列原邊額定剩余電流支持從±10至±100mA，覆蓋絕緣報(bào)警門限，這意味著傳感器能夠在±100 mA的范圍內(nèi)精確測量漏電流，滿足大多數(shù)儲能系統(tǒng)的監(jiān)測需求。
• 分辨率 RES：FR2V 0.05 H01分辨率高達(dá)50 μA。高分辨率使得傳感器能夠檢測到微小的漏電流變化，從而在故障初期就能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，避免事故的發(fā)生。
• 零點(diǎn)溫漂 TCVOE：FR2V H01系列的零點(diǎn)溫漂極低，為±1.5 mV/k。這意味著在溫度變化較大的環(huán)境中，傳感器仍能保持高精度的測量性能，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
• 響應(yīng)時間 tr：FR2V H01系列傳感器的響應(yīng)時間為500 ms?？焖俚捻憫?yīng)時間使得傳感器能夠在漏電流發(fā)生時迅速做出反應(yīng)，及時觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
• 線性誤差：典型值為≤±0.5%，在±10mA至±100 mA全量程內(nèi)，都可以保持高準(zhǔn)確性。

2. μA級別預(yù)警能力的優(yōu)勢體現(xiàn)：

• 相較傳統(tǒng)mA級別檢測，μA級監(jiān)測可捕捉絕緣材料初期微裂紋、表面污閃等早期異常。
• 結(jié)合溫度-濕度復(fù)合傳感器數(shù)據(jù)，可量化評估高分子材料在濕熱環(huán)境中的介電性能衰減速率，實(shí)現(xiàn)壽命預(yù)測。
• 與系統(tǒng)BMS聯(lián)動，可實(shí)現(xiàn)智能降載、預(yù)警維護(hù)：當(dāng)檢測到絕緣阻抗下降至預(yù)設(shè)閾值（如100kΩ），BMS自動觸發(fā)降載模式，限制充放電功率至安全水平。通過遠(yuǎn)程智能運(yùn)維系統(tǒng)，基于歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建模型數(shù)據(jù)庫，可提前生成維護(hù)建議，減少非計(jì)劃停機(jī)損失。

• 電力用戶側(cè)防護(hù)：在工商業(yè)儲能場景中，μA級預(yù)警使接地故障響應(yīng)時間從分鐘級壓縮至秒級，滿足UL 9540A等嚴(yán)苛安全標(biāo)準(zhǔn)。
• 電網(wǎng)側(cè)協(xié)同保障：通過5G NR通信模塊實(shí)時上傳絕緣狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持電網(wǎng)調(diào)度中心實(shí)施預(yù)防性檢修策略。

通過FR2V 0.05H01，我們可以將漏電流的預(yù)警閾值設(shè)定在50 μA級別，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)的30 mA。

場景化部署：讓μA級預(yù)警落地不再是“高成本選項(xiàng)”

FR2V H01系列設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口，具備±15V供電、±5V模擬輸出，可集成到以下系統(tǒng)：

• PCS主控板/輔助DC監(jiān)控板：實(shí)現(xiàn)通道級剩余電流連續(xù)監(jiān)測；
• BMS系統(tǒng)：用于電池簇或簇間的絕緣趨勢判斷；
• SCADA系統(tǒng)遠(yuǎn)程接入：實(shí)現(xiàn)云端漏電趨勢建模與歷史數(shù)據(jù)分析；
• 配合“預(yù)警閾值設(shè)定”邏輯：可將預(yù)警線設(shè)置為5mA甚至1mA，系統(tǒng)在30mA報(bào)警前即可聯(lián)動處理。

FR2V H01系列憑借其高精度、高分辨率、低溫漂、及時預(yù)警，使得儲能系統(tǒng)能夠在故障初期就及時發(fā)現(xiàn)問題，采取相應(yīng)的措施，避免事故的發(fā)生。為儲能系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供更加堅(jiān)實(shí)的保障。