SF6气体泄露监控报警系统在GIS高压组合开关室中的应用

一 前言

             六氟化硫气体（SF6）作为尽缘和灭弧介质成功地应用于高压开关及其设备。但在断路器或GIS操纵过程中，在电弧作用、电晕、火花放电和局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会进行分解，它的分解物碰到水分后变成腐蚀性电解质，尤其是有些高毒性分解物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，它们会刺激皮肤、眼睛、粘膜，假如吸进量大，还会引起头晕和肺水肿，甚致人死亡。在密闭空间，由于空气流通缓慢，分解物在室内沉积，不易排出，从而对检验与巡视职员产生极大的危险；而且由于SF6气体的比重较O2大，当发生SF6气体泄漏事故时，SF6气体会往低层空间积聚，造成局部缺氧，使人窒息。由于SF6气体无色、无味，泄漏后也不易被发觉，一旦在SF6装置室发生SF6气体泄漏，给现场工作职员的人身健康带来巨大威胁，极有可能造成恶性事故。为此《电网公司电力工作规程》（变电站和发电厂电气部分）特别规定：在SF6配电装置室低位区应安装能报警的氧量仪或SF6气体泄漏报警仪，在工作职员进口处也要装设显示器。

         二  SF6气体泄露监控报警系统的工作原理

             SF6气体泄漏监控报警系统主要由三部分组成：变送器、系统主机、外围设备。变送器负责SF6配电装置室现场环境数据采集，并进行A/D转换，传送给系统主机，系统主机对采集数据分析、比较、判定，并运行相应的处理程序。外围设备包括报警设备、透风设备、外设监控系统等，受系统主机控制。

SF6气体泄漏监控报警系统系统图

             当环境中SF6气体浓度或氧气含量发生变化时，SF6气体变送器能立即捕捉到这一变化，并将检测到变化量数据转换成数字信号，通过RS－485现场总线传送到系统主机，系统主机一方面将变送器传来的采集数据在显示屏上显示出来，另一方面，通过运算分析，与储存在主机内的存储器上的各种固有参数进行比较，作出判定——各项数据是否超标。当SF6浓度高于报警设定值（一般为1000ppm）或氧气含量低于报警设定值18%时，系统主机将自动进行声光、语音报警，同时启动风机进行透风，并向远动上传报警信号。

         三 系统实现的功能

         1 环境中SF6气体含量检测功能
    的检测技术可实现实时在线监测环境中SF6气体浓度的微量变化。

         2 环境中氧气含量检测功能
    进口传感器快速、正确监测环境中氧气含量的变化。

         3  SF6气体含量超标或缺氧报警功能
    当环境中的SF6气体浓度＞1000PPM，氧含量＜18%时，系统自动通过报警灯、指示灯、蜂叫器、电脑音箱装置（语音提示报警）等设备进行报警，提醒现场工作职员及时采取措施处理和防护。

         4 报警时，风机自动启动功能
    当实现上述报警时，系统还将自动开启风机进行排风，将室内SF6气体及时排出，进步环境中氧气浓度。

         5   定时排风功能
    系统可自主设置风机定时启动时间，天天准时在设置时刻自动开启风机进行排风，时间长度按照《电网公司电力工作规程》（变电站和发电厂电气部分）要求为十五分钟。现场工作职员在日常巡视前可在系统主机上算好透风时刻进行设定，当巡视到SF6设备配电装置室时，恰好透风结束，不必再等候十五风钟，可直接进进巡视。

         6  强制排风功能
    系统设置有风机强制启动按钮，可直接通过本系统远动开启风机功能，不必再到现场开启风机控制开关，更便于现场工作职员操纵使用。

         7 温度、湿度显示功能
    检测环境中温度和湿度参数，为实现SF6配电装置室的、正确监测提供有效的依据。

         8   历史事件存储和查询功能
    系统能自动存储包括报警记录、风机开启和封闭记录等历史事件，的查询软件可实现历史记录的快捷查询。

         9 自动语音提示功能
    当现场工作职员接近系统主机时，系统将自动提取实时检测结果，并运行语音提示程序，播报现场各项环境参数是否正常。

         10 远传报警功能
    系统主机采取通讯规约或报警触点输出等方式，可将报警信号上传上位机或远方集控中心进行报警。

         11 远方远控操纵功能
    系统主机通过RS485或RS232通讯接口与主控室的远动监控系统相连接，通过与其进行规约对接，可实现远方远控操纵，包括启动风机、查询历史数据等。

         四 结语

             本系统为在安装有SF6设备的配电装置室的工作职员提供人身健康而设计的型在线监测系统，应用于各种电压等级的SF6开关室、 组合电器室（GIS室）等，包括500kV GIS室、220kV本系统适应了当前电力系统生产的形势，满足了电力生产的需求。