近年來全球儲能呈現爆發式增長態勢，2024年全球儲能新增裝機量約175.4GWh，據預測，2025年全球新增儲能容量將達247GWh，同比增長35%。隨著儲能不斷增長，安全事故也呈現出上升趨勢，根據統計數據顯示：2025年1-5月全球新增18起儲能相關的安全事故，其中系統層面的缺陷占比高達72%，絕緣故障和漏電就像儲能系統的“隱形殺手”，本文聚焦儲能系統中絕緣故障，探討磁通門漏電傳感器在儲能系統中的安全應用。

儲能系統結構與漏電風險源分析?

1. 儲能系統架構

這里講的儲能系統是指電化學儲能系統（ESS），其基本組成：電池組、PCS（能量轉換系統）、BMS（電池管理系統）、EMS（能量管理系統）。

下圖為電化學儲能框架圖，其中紅線為電力流向，展示電能在系統中的傳輸路徑，藍線表示通信數據流向，展示各模塊之間的數據交互和通信路徑。

儲能系統的漏電危害：

?直流側漏電：電池簇間短路、絕緣失效導致熱失控。

?交流側漏電：接地故障引發設備損壞或人身觸電。

直流側的漏電通常稱為“絕緣故障”，是儲能系統安全的核心隱患，因為直流電弧比交流電弧更難熄滅，危險性極高。

直流側漏電風險點詳解

1. 電池內部

電芯漏液：電池因過充、過熱、內部短路或外力損傷導致殼體破裂或防爆閥開啟，電解液發生泄漏。電解液是導電的（尤其是鋰鹽溶液）。一旦泄漏，會污染電池模組、托盤和箱體，在電池極柱（高壓）與電池外殼（通常與地/機箱相連）之間形成一條導電通路，產生持續的漏電流。這是非常典型的漏電故障。

隔膜損壞：制造缺陷、鋰枝晶刺穿或長期老化導致內部隔膜局部破損。隔膜破損會導致正負極之間發生微短路（Micro-short）。雖然未立即引發嚴重短路，但會形成一個持續的異常漏電流通道，并隨時間推移不斷惡化，最終可能引發熱失控。

1. 電池模組與電池簇層級

連接點異常：模組之間的連接銅排（Busbar）螺栓松動、連接面腐蝕、被污染（如安裝時留有金屬碎屑）。異常連接點會導致接觸電阻增大，局部持續過熱，燒毀周圍的絕緣材料（如青稞紙、塑料支架），最終使高壓導體直接暴露并與金屬固定件或機柜接觸，造成對地漏電。

高壓線纜與銅排：線纜因長期振動與金屬邊緣摩擦、安裝時被劃傷、高溫老化導致絕緣層（橙色的直流專用絕緣層）破損。 裸露的導體一旦接觸到電池簇的金屬框架、托盤或箱體，就會立即發生漏電。電池簇內部空間緊湊，高壓線路密集，此類風險極高。

BMS采樣線束：用于監測電壓和溫度的采樣線通常較細，其絕緣層可能因磨損、高溫而破損。采樣線本身是低壓線路。如果其絕緣破損的位置與高壓部件接觸，可能導致高壓電串入低壓的BMS控制系統，造成整個BMS癱瘓甚至引發火災。

1. 電池系統層級

冷卻液泄漏：原因是冷卻管道接頭密封失效、管道因振動疲勞斷裂或被腐蝕破洞。液冷系統特有風險:冷卻液（通常是水-乙二醇混合液，具有導電性）泄漏后，會噴灑或滴落到電池模組、高壓接線箱、銅排等帶電部件上，在多個帶電體之間或帶電體與地之間形成導電橋梁，引發大規模絕緣下降甚至短路。

灰塵與凝露：一般原因是系統密封不嚴，灰塵侵入。在晝夜溫差大的環境下，空氣中的水汽在冰冷的金屬表面和電路板上凝結成水珠。灰塵與水汽混合后，會在絕緣表面（如PCB電路板、連接器）形成一層導電膜，顯著降低絕緣電阻，導致爬電（電流沿著表面泄漏）。

安裝與維護問題:安裝或維護過程中，工具（如螺絲刀）意外跌落磕碰、遺留的金屬工具或零件落在帶電部件上。此類問題直接造成正極或負極與機柜的短路和漏電。

儲能漏電監測的技術方案對比

鑒于以上危害，建議除了在設計初期采用冗余絕緣設計和故障隔離措施，還要加強環境控制（防潮、防塵、防腐蝕）外，定期進行絕緣電阻測試和漏電流監測，如有條件，在直流側采用高靈敏度漏電流傳感器（如磁通門傳感器）實時監控。

結論：磁通門技術更適合儲能系統對微小漏電流和快速響應的嚴苛需求。

FR2V H00 系列簡介

FR2V系列是芯森電子自主研發的基于磁通門技術的高精度電流傳感器，專為直流漏電流監測設計，測量漏電范圍從±15mA到±300mA。在電化學儲能系統中，可用于電池堆絕緣故障檢測，預防直流側短路引發的熱失控。

產品特性：

• 電壓輸出
• 原材料符合UL 94-V0（黑色）
• 高精度
• 非常低的零點溫漂
• 執行標準:

n IEC 60664-1:2020

n IEC 61800-5-1:2022

n IEC 62109-1:2010

參數特點：

• 電壓輸出
• 供電電壓：±12V~±15V
• 額定量程：±10~300mA
• 測量范圍：±15~360mA
• 工作范圍：-40~70°C
• 典型精度：±0.5%
• 響應時間：500ms
• 絕緣耐壓：3kV
• 理論增益：500V/A
• 線性度：0.5%
• 零點溫漂：±1.5mV/k

產品尺寸：

典型應用電路：