大規模化・高電圧化が急速に進む太陽光発電所において、集中型インバーターの直流側電流は1kA級を常態化し、電流センサーに求められる計測能力・安全性・環境適応性は従来にない次元へと進化しています。シンセン電子が開発したCM5A 2000 H20高精度閉ループ電流センサーは、±2000Aの超大測定範囲、6kV絶縁耐圧、0.3%精度というコア技術により、集中型インバーター電流検出のベンチマークソリューションとして確立されました。

一、集中型インバーターの核心課題とCM5A 2000 H20の解決策

1. kA級電流検出の課題
太陽光発電システムの直流側電流はモジュール規模拡大に伴い増加を続け、従来センサーでは測定範囲不足や温度上昇による計測誤差が顕在化。

CM5A 2000 H20ソリューション：
- ±2000A定格電流（ピーク±4250A）に対応し、1500V/2000Vシステムを完全カバー
- デュアルコア差動設計により母線磁場の非対称干渉を相殺、全量程線形誤差≤±0.1%

2. 高電圧絶縁と安全リスク
1500Vシステムでは一次/二次間絶縁要件が厳格化され、従来製品では沿面距離不足による漏電・破壊リスクが懸念。

CM5A 2000 H20ソリューション：
- 一次/二次間気隙28mm、沿面距離30mm（IEC 61800-5-1基準大幅超過）
- 23kV瞬時耐圧性能で雷サージ衝撃に耐性

3. 過酷環境適応性
砂漠・高原環境下での-40℃～+85℃温度範囲における安定動作が要求。

CM5A 2000 H20ソリューション：
- 自動車グレードエポキシ樹脂封止により85℃/85%RH「ダブル85」試験をクリア
- 母線接点ニッケルメッキ処理で塩害耐性1000時間（GB/T 2423.17準拠）

二、CM5A 2000 H20の5大技術特長

1. kA級電流対応「低温ドリフト」設計
- 温度補償アルゴリズム内蔵：全域温度（-40℃～+85℃）精度偏差≤±0.5%
- 母線温度上昇≤15K（2000A連続運転時）、熱膨張による機械的歪みを抑制

2. 抗飽和磁気回路設計
- ナノクリスタル合金コア採用：飽和磁束密度1.2Tで10倍過負荷電流（アレー短絡故障等）に耐性
- 従来珪素鋼板比で直流重畳耐性300%向上

3. 産業用EMC防護
- コモンモードチョーク&TVSダイオード統合：EN 61000-4-5 Class4サージ試験（4kV/2Ω）適合
- IGBT高速スイッチング（20kHz）下で出力ノイズ≤0.1%FSを実現

4. モジュラー式設置設計
- Φ57.5mm丸穴/61×21mm角穴の母線貫通仕様（最大120mm²銅バー対応）
- 水平/垂直多角度設置可能でインバーター筐体内空間を最適化

5. デジタルインターフェース拡張
- CAN/RS485出力オプションにより発電所IoTプラットフォームと直接連携
- 電流データリアルタイム監視・故障予兆検出を実現

三、集中型インバーターにおける主要適用事例

1. 直流側ストリング監視
- 各ストリング電流（±1500A）をリアルタイム検出、IV曲線診断と連動し異常ストリング（ホットスポット・PID劣化等）を特定
- 中国西北部発電所実績：故障解析効率60%向上、発電損失8%削減

2. インバーター交流出力保護
- 系統連系電流高調波（THD<3%）を検出しGB/T 14549-93規格適合を保証
- 過電流保護応答時間≤1μsでIGBTモジュール短絡損傷を防止

3. 蓄電システム双方向電流管理
- 充放電双方向電流（-2000A～+2000A）を±0.3%精度で計測、SOC推定精度向上

四、国産化代替を実現する「シンセンモデル」

1. コスト優位性
- 輸入品（LEM HTFS 2000等）比50%コストダウン、納期12週間→4週間に短縮

2. カスタマイズ対応
- 母線穴径調整、出力信号（4-20mA/0-5V）変更等、各インバーターメーカー要望に対応
- 事例：欧州ブランド代替用±2500A/8kV絶縁仕様を開発、年間調達コスト1.2億元削減

3. 現地技術支援
- 48時間現地対応、選定試験から量産納入までフルサポート

五、実証データ：500MW太陽光発電所適用レポート

六、将来展望：「機能部品」から「知能部品」へ

シンセン電子は次世代センサー開発を推進し、無線伝送・エッジコンピューティング機能を統合。電流リップル分析・部品寿命予測を実現し、太陽光発電O&Mを「AI+センシング」時代へ導きます。

（注）中国国家規格（GB/T）については原文表記を維持しつつ技術的内容を正確に翻訳