储能柜绝缘故障：芯森(CHIPSENSE)FR2V H01漏电流检测的μA级门槛

储能，是现代新能源发电的核心设施之一，其安全性不仅直接影响电网的稳定，也关乎运营者的切身利益。一般储能柜是长期暴晒在阳光下的，同时受昼夜高湿差别大的影响，加速其内部管线的老化（如PVC绝缘层每升高10℃寿命减半），绝缘电阻缓慢下降最终形成绝缘故障。绝缘故障是储能最常见的故障之一，可能直接导致漏电从而引发火灾甚至爆炸。因此，漏电流检测成为绝缘故障有效的解决方案，但传统检测方案存在精度不足、温漂严重等问题。本文将探讨如何利用基于磁通门技术的电流传感器--芯森电子FR2V H01在1 MWh磷酸铁锂储能预制舱中，实现直流漏电流的μA级监测，从而大幅提升系统的安全性和可靠性。

为什么要早于30 mA的预警？

根据GB/T 42288-2022《电化学储能电站安全规程》第7.2.1条的规定，绝缘故障应在30 mA内报警，但在实际运维中，等到30mA漏电才报警往往为时已晚，因为锂电池热失控初期电流变化可能仅有5-10mA，当达到30mA时往往已经进入不可逆的阶段。因此，需要在μA级别准确识别微小漏电流波动，实现“提前量预警”。

FR2V H01如何做到μA级别的精确检测？

芯森电子FR2V H00系列目前包括FR2V 0.01 H01、FR2V 0.02 H01、FR2V 0.05 H01、FR2V 0.10 H01四个型号。也可以根据客户需要定制增加其它规格型号。

1. 关键参数解析：

• 原边额定剩余电流 IPN：FR2V H01系列原边额定剩余电流支持从±10至±100mA，覆盖绝缘报警门限，这意味着传感器能够在±100 mA的范围内精确测量漏电流，满足大多数储能系统的监测需求。
• 分辨率 RES：FR2V 0.05 H01分辨率高达50 μA。高分辨率使得传感器能够检测到微小的漏电流变化，从而在故障初期就能够及时发现问题，避免事故的发生。
• 零点温漂 TCVOE：FR2V H01系列的零点温漂极低，为±1.5 mV/k。这意味着在温度变化较大的环境中，传感器仍能保持高精度的测量性能，确保监测数据的准确性和可靠性。
• 响应时间 tr：FR2V H01系列传感器的响应时间为500 ms。快速的响应时间使得传感器能够在漏电流发生时迅速做出反应，及时触发报警机制，保障系统的安全运行。
• 线性误差：典型值为≤±0.5%，在±10mA至±100 mA全量程内，都可以保持高准确性。

2. μA级别预警能力的优势体现：

• 相较传统mA级别检测，μA级检测可捕捉绝缘材料初期微裂纹、表面污闪等早期异常。
• 结合温度-湿度复合传感器数据，可量化评估高分子材料在湿热环境中的介电性能衰减速率，实现寿命预测。
• 与系统BMS联动，可实现智能降载、预警维护：当检测到绝缘阻抗下降至预设阈值（如100kΩ），BMS自动触发降载模式，限制充放电功率至安全水平。通过远程智能运维系统，基于历史数据构建模型数据库，可提前生成维护建议，减少非计划停机损失。
• 电力用户侧防护：在工商业储能场景中，μA级预警使接地故障响应时间从分钟级压缩至秒级，满足UL 9540A等严苛安全标准。
• 电网侧协同保障：通过5G NR通信模块实时上传绝缘状态数据，支持电网调度中心实施预防性检修策略。

通过FR2V 0.05H01，我们可以将漏电流的预警阈值设定在50 μA级别，远低于国家标准的30 mA。

场景化部署：让μA级预警落地不再是“高成本选项”

FR2V H01系列设计有标准工业接口，具备±15V供电、±5V模拟输出，可集成到以下系统：

• PCS主控板/辅助DC监控板：实现通道级剩余电流连续监测；
• BMS系统：用于电池簇或簇间的绝缘趋势判断；
• SCADA系统远程接入：实现云端漏电趋势建模与历史数据分析；
• 配合“预警阈值设定”逻辑：可将预警线设置为5mA甚至1mA，系统在30mA报警前即可联动处理。

FR2V H01系列凭借其高精度、高分辨率、低温漂、及时预警，使得储能系统能够在故障初期就及时发现问题，采取相应的措施，避免事故的发生。为储能系统的安全运行提供更加坚实的保障。