一 前言
六氟化硫氣體(SF6)作為絕緣和滅弧介質(zhì)成功地應(yīng)用于高壓開關(guān)及其設(shè)備。但在斷路器或GIS操作過程中,在電弧作用、電暈、火花放電和局部放電、高溫等因素影響下,SF6氣體會(huì)進(jìn)行分解,它的分解物遇到水分后變成腐蝕性電解質(zhì),尤其是有些高毒性分解物,如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2,它們會(huì)刺激皮膚、眼睛、粘膜,如果吸入量大,還會(huì)引起頭暈和肺水腫,甚至致人死亡。在密閉空間,由于空氣流通緩慢,分解物在室內(nèi)沉積,不易排出,從而對(duì)檢修與巡視人員產(chǎn)生極大的危險(xiǎn);而且由于SF6氣體的比重較O2大,當(dāng)發(fā)生SF6氣體泄漏事故時(shí),SF6氣體會(huì)往低層空間積聚,造成局部缺氧,使人窒息。由于SF6氣體無色、無味,泄漏后也不易被發(fā)覺,一旦在SF6裝置室發(fā)生SF6氣體泄漏,就給現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身健康安全帶來巨大威脅,極有可能造成惡性事故。為此《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》(變電站和發(fā)電廠電氣部分)特別規(guī)定:在SF6配電裝置室低位區(qū)應(yīng)安裝能報(bào)警的氧量?jī)x或SF6氣體泄漏報(bào)警儀,在工作人員入口處也要裝設(shè)顯示器。
二 SF6氣體泄露監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的工作原理
SF6氣體泄漏監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)主要由三部分組成:變送器、系統(tǒng)主機(jī)、外圍設(shè)備。變送器負(fù)責(zé)SF6配電裝置室現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集,并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,傳送給系統(tǒng)主機(jī),系統(tǒng)主機(jī)對(duì)采集數(shù)據(jù)分析、比較、判斷,并運(yùn)行相應(yīng)的處理程序。外圍設(shè)備包括報(bào)警設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、外設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)等,受系統(tǒng)主機(jī)控制。
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SF6氣體泄漏監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)圖[/align]
當(dāng)環(huán)境中SF6氣體濃度或氧氣含量發(fā)生變化時(shí),SF6氣體變送器能立刻捕捉到這一變化,并將檢測(cè)到變化量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),通過RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線傳送到系統(tǒng)主機(jī),系統(tǒng)主機(jī)一方面將變送器傳來的采集數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示出來,另一方面,通過運(yùn)算分析,與儲(chǔ)存在主機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器上的各種固有參數(shù)進(jìn)行比較,作出判斷——各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否超標(biāo)。當(dāng)SF6濃度高于報(bào)警設(shè)定值(一般為1000ppm)或氧氣含量低于報(bào)警設(shè)定值18%時(shí),系統(tǒng)主機(jī)將自動(dòng)進(jìn)行聲光、語音報(bào)警,同時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng),并向遠(yuǎn)動(dòng)上傳報(bào)警信號(hào)。
三 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能
1 環(huán)境中SF6氣體含量檢測(cè)功能
先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)環(huán)境中SF6氣體濃度的微量變化。
2 環(huán)境中氧氣含量檢測(cè)功能
進(jìn)口高品質(zhì)傳感器確??焖?、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)環(huán)境中氧氣含量的變化。
3 SF6氣體含量超標(biāo)或缺氧報(bào)警功能
當(dāng)環(huán)境中的SF6氣體濃度>1000PPM,氧含量<18%時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)通過報(bào)警燈、指示燈、蜂鳴器、電腦音箱裝置(語音提示報(bào)警)等設(shè)備進(jìn)行報(bào)警,提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員及時(shí)采取措施處理和防護(hù)。
4 報(bào)警時(shí),風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)功能
當(dāng)實(shí)現(xiàn)上述報(bào)警時(shí),系統(tǒng)還將自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng),將室內(nèi)SF6氣體及時(shí)排出,提高環(huán)境中氧氣濃度。
5 定時(shí)排風(fēng)功能
系統(tǒng)可自主設(shè)置風(fēng)機(jī)定時(shí)啟動(dòng)時(shí)間,每天準(zhǔn)時(shí)在設(shè)置時(shí)刻自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng),時(shí)間長(zhǎng)度按照《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》(變電站和發(fā)電廠電氣部分)要求為十五分鐘。現(xiàn)場(chǎng)工作人員在日常巡視前可在系統(tǒng)主機(jī)上算好通風(fēng)時(shí)刻進(jìn)行設(shè)定,當(dāng)巡視到SF6設(shè)備配電裝置室時(shí),剛好通風(fēng)結(jié)束,不必再等候十五風(fēng)鐘,可直接進(jìn)入巡視。
6 強(qiáng)制排風(fēng)功能
系統(tǒng)設(shè)置有風(fēng)機(jī)強(qiáng)制啟動(dòng)按鈕,可直接通過本系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)功能,不必再到現(xiàn)場(chǎng)開啟風(fēng)機(jī)控制開關(guān),更便于現(xiàn)場(chǎng)工作人員操作使用。
7 溫度、濕度顯示功能
檢測(cè)環(huán)境中溫度和濕度參數(shù),為實(shí)現(xiàn)SF6配電裝置室的全面、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)提供有效的依據(jù)。
8 歷史事件存儲(chǔ)和查詢功能
系統(tǒng)能自動(dòng)存儲(chǔ)包括報(bào)警記錄、風(fēng)機(jī)開啟和關(guān)閉記錄等歷史事件,高效的查詢軟件可實(shí)現(xiàn)歷史記錄的快捷查詢。
9 自動(dòng)語音提示功能
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作人員接近系統(tǒng)主機(jī)時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)提取實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果,并運(yùn)行語音提示程序,播報(bào)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)是否正常。
10 遠(yuǎn)傳報(bào)警功能
系統(tǒng)主機(jī)采取通訊規(guī)約或報(bào)警觸點(diǎn)輸出等方式,可將報(bào)警信號(hào)上傳至上位機(jī)或遠(yuǎn)方集控中心進(jìn)行報(bào)警。
11 遠(yuǎn)方遙控操作功能
系統(tǒng)主機(jī)通過RS485或RS232通訊接口與主控室的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)相連接,通過與其進(jìn)行規(guī)約對(duì)接,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控操作,包括啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、查詢歷史數(shù)據(jù)等。
四 結(jié)語
本系統(tǒng)為在安裝有SF6設(shè)備的配電裝置室的工作人員提供人身健康安全保護(hù)而設(shè)計(jì)的智能型在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的SF6開關(guān)室、 組合電器室(GIS室)等,包括500kV GIS室、220kV本系統(tǒng)適應(yīng)了當(dāng)前電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的形勢(shì),滿足了電力安全生產(chǎn)的需求。