SF6氣體泄漏監控報警系統

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1. 系統結構
  SF6氣體泄漏監控報警系統(以下簡稱系統)由一臺主機,若干只雙氣體傳感器(具體數量根據實際的開關數量和空間大小而定,以下簡稱雙氣體傳感器)、溫濕度傳感器(以下簡稱溫濕度傳感器)、人體紅外傳感器以及SF6氣體泄漏在線監測軟件(選裝,以下簡稱軟件)組成(如圖一)。
  主機通過RS485總線和傳感器通訊,采集、分析、處理現場數據,顯示現場檢測的氧氣含量、SF6氣體含量、環境溫濕度以及上次風機啟動、關閉的時間等參數信息,主機還具有定時自動排風、強制排風、語音提示和語音報警等功能。
  雙氣體傳感器安裝在SF6開關的下方,用以在線實時監測SF6開關下方的氧氣含量和SF6氣體含量,并將數據上傳至主機。
  系統與局域網連接(局域網內可以掛接多個系統),將現場的數據信息遠傳,實現數據共享。用戶可以通過功能齊全、界面友好的SF6氣體泄漏在線監測軟件,監控任何一個系統在線運行狀態,實現對環境氣體的監測。軟件具有記錄現場的環境數據和事件功能、查詢歷史數據和歷史曲線功能、遠程操控風機啟停等功能。

2. 系統用途
  SF6氣體是由兩位法國化學家Moissan和Lebeau在1900年合成。從60年代起,SF6氣體以其優異的絕緣和滅弧性能,在電力系統中得到廣泛應用,SF6氣體幾乎成為高壓、超高壓斷路器和GIS中唯一的絕緣和滅弧介質。
  純凈的SF6氣體無色、無味、不燃,在常溫下化學特性穩定,是不易與空氣混和的惰性氣體,比重是空氣的5倍多,對人體沒有毒性。但在電力系統中,由于SF6氣體主要充當絕緣和滅弧介質,在電弧及局部放電、高溫等因素影響下,SF6氣體會進行分解,而其分解產物遇到水份后會產生一些劇毒物質,如氟化亞硫酰(SOF2)、四氟化硫(SF4)、二氟化硫(SF2)等。這些劇毒物質,即便是微量也能致人非命。當使用以SF6氣體為絕緣和滅弧介質的室內開關在使用過程中發生泄漏時,泄漏出來的SF6氣體及其分解產物會在室內低層空間積聚,且不易散發,對進入室內的檢修及巡視人員的安全構成嚴重威脅。

  當前,由于SF6氣體的大量使用,其安全性已受到人們的廣泛關注。針對SF6氣體比空氣重、泄漏易聚集、易造成低層空間缺氧、空氣含毒環境對人員的威脅等問題,有關部門已制訂了一系列相應的行業安全法規,法規中明確規定了人員在進入SF6 配電裝置室時必須先通風15分鐘,對空氣中的SF6含量及氧氣含量進行檢測,在SF6配電裝置的低位區應安裝能報警的氧量儀和SF6氣體泄漏報警儀。SF6氣體泄漏監控報警系統,正是按照這些行業安全法規的要求而設計開發的一種智能化環境在線監測系統,它主要檢測空氣中的SF6氣體含量和氧氣含量,當環境中SF6氣體含量超標或缺氧時,能實時進行報警,同時自動開啟風機進行通風,控制電控鎖關閉開關室門,并具有溫濕度檢測、狀態語音提示、遠傳報警等諸多豐富功能。它獨有的微量SF6氣體檢測技術能檢測到1000µL/L含量的SF6氣體,不僅可以達到保障人身安全的目的,而且還能確保設備正常運行,進口高穩定的氧氣傳感器,為現場工作人員的安全提供了更深一層?;?。
  本系統可廣泛應用于各種電壓等級的SF6開關室、組合電器室(GIS室)、SF6主變室等場所,圖二、圖三為GIS室的安裝實例。

3. 系統特點
  多年來,國內外對檢測SF6氣體泄漏進行了許多研究,國外目前使用的SF6氣體泄漏檢測技術主要有三類:
  (1) 利用SF6氣體對紅外線具有強烈吸收的特性,主要用于設備的檢漏,其本身除結構復雜外,價格也很昂貴,不適用于在線監測。
  (2) 利用聲波在SF6氣體中傳播的速度比在大氣中慢的特點進行檢測,一般能檢測環境中SF6氣體含量大于2%的含量。但其主要缺點是檢測下限太低,2%的SF6氣體含量已遠遠超過了理論上SF6氣體對人的安全上限1000µL/L。
  (3) 利用SF6氣體的高度絕緣特性,采用高壓電暈放電技術制成的氣體檢漏儀,能定性地檢測出環境中SF6氣體泄漏,一般用于手持式氣體檢漏設備。
  我公司吸收國內外對SF6氣體傳感檢測的先進技術,在高壓電暈放電技術的基礎上,自主開發了SF6測量傳感器,根據國內電力部門安全要求,研制了SF6氣體泄漏監控報警系統,其集多重檢測控制功能于一體,主要針對SF6和氧氣的含量進行高精度的檢測,并兼有環境溫度、濕度檢測和6通道的溫度控制(針對主變室等)等附加功能,完全符合國家或電力行業關于《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢測導則》、《六氟化硫電氣設備氣體監督細則》、《六氟化硫電氣設備氣體運行、試驗及檢修人員安全防護細則》、《電業安全工作規程》、《生產過程安全衛生要求總則》、《火力發電廠勞動安全和工業衛生設計規程》、《火力發電廠設計規程》、《高壓開關設備反事故技術措施》等安全法規的要求。
  3.1 優良的傳感器
  氧氣傳感器采用進口名牌產品,適應溫度范圍-20℃~50℃,該元件檢測精度高、讀數穩定、反應速度快、無返回偏置、無氣體中毒現象,測量誤差1%,連續使用壽命可達10年以上。

  SF6測量傳感器基于電暈放電檢漏原理,特殊工藝制作,消除長期使用帶來的老化漂移、不穩定現象,無傳感器超量程中毒現象,能準確測量空氣中SF6氣體含量。
  溫濕度傳感器采用瑞士進口的集成傳感器,測量精度高、漂移小、性能穩定、濕度測量精度±3%RH、溫度測量誤差±1℃。
  3.2 先進的設計理念
  雙氣體傳感器采用了雙前置SF6測量傳感器,數字調整技術,獨特的補償電路,能消除溫度等產生的漂移,使雙氣體傳感器具有超強的穩定性和抗干擾能力。
  系統以總線和分布式為設計理念,采用積木式??榛杓?如圖四),各??櫓湎嗷ザ懶⒐ぷ?,并且在各??櫓浼佑泄收細衾氳緶?,當??槌魷止收鮮?,自動將其從總線上隔離,不會影響其它??櫚惱9ぷ?。當??樾枰?、擴充或減少時,操作方便,無需做軟件、硬件方面的改動。
  主機通過TCP/IP協議,可以和局域網連接,構成一個分布式的遠程監測系統,在系統中可以隨意添加或刪除一個系統,無須更改軟件和硬件,方便用戶以后增添新的系統。
  在硬件設計上,所有輸入、輸出、控制回路作了多重防雷?;?,如通訊采用防雷級的通訊芯片,抗高壓可以達到2000V,并且在硬件中加入多重快速吸收、鉗位電路,保證設備的運行安全。

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