SF6氣體泄露監控報警系統在GIS高壓組合開關室中的應用

六氟化硫氣體（SF6）作為絕緣和滅弧介質成功地應用于高壓開關及其設備。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氣體會進行分解，它的分解物遇到水分后變成腐蝕性電解質，尤其是有些高毒性分解物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，它們會刺激皮膚、眼睛、粘膜，如果吸入量大，還會引起頭暈和肺水腫，甚至致人死亡。在密閉空間，由于空氣流通緩慢，分解物在室內沉積，不易排出，從而對檢修與巡視人員產生極大的危險；而且由于SF6氣體的比重較O2大，當發生SF6氣體泄漏事故時，SF6氣體會往低層空間積聚，造成局部缺氧，使人窒息。由于SF6氣體無色、無味，泄漏后也不易被發覺，一旦在SF6裝置室發生SF6氣體泄漏，就給現場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《國家電網公司電力安全工作規程》（變電站和發電廠電氣部分）特別規定：在SF6配電裝置室低位區應安裝能報警的氧量儀或SF6氣體泄漏報警儀，在工作人員入口處也要裝設顯示器。

二 SF6氣體泄露監控報警系統的工作原理

SF6氣體泄漏監控報警系統主要由三部分組成：變送器、系統主機、外圍設備。變送器負責SF6配電裝置室現場環境數據采集，并進行A/D轉換，傳送給系統主機，系統主機對采集數據分析、比較、判斷，并運行相應的處理程序。外圍設備包括報警設備、通風設備、外設監控系統等，受系統主機控制。

SF6氣體泄漏監控報警系統系統圖

當環境中SF6氣體濃度或氧氣含量發生變化時，SF6氣體變送器能立刻捕捉到這一變化，并將檢測到變化量數據轉換成數字信號，通過RS－485現場總線傳送到系統主機，系統主機一方面將變送器傳來的采集數據在顯示屏上顯示出來，另一方面，通過運算分析，與儲存在主機內的存儲器上的各種固有參數進行比較，作出判斷——各項數據是否超標。當SF6濃度高于報警設定值（一般為1000ppm）或氧氣含量低于報警設定值18%時，系統主機將自動進行聲光、語音報警，同時啟動風機進行通風，并向遠動上傳報警信號。

三 系統實現的功能

1 環境中SF6氣體含量檢測功能
先進的檢測技術可實現實時在線監測環境中SF6氣體濃度的微量變化。

2 環境中氧氣含量檢測功能
進口高品質傳感器確保快速、準確監測環境中氧氣含量的變化。

3 SF6氣體含量超標或缺氧報警功能
當環境中的SF6氣體濃度＞1000PPM，氧含量＜18%時，系統自動通過報警燈、指示燈、蜂鳴器、電腦音箱裝置（語音提示報警）等設備進行報警，提醒現場工作人員及時采取措施處理和防護。

4 報警時，風機自動啟動功能
當實現上述報警時，系統還將自動開啟風機進行排風，將室內SF6氣體及時排出，提高環境中氧氣濃度。

5 定時排風功能
系統可自主設置風機定時啟動時間，每天準時在設置時刻自動開啟風機進行排風，時間長度按照《國家電網公司電力安全工作規程》（變電站和發電廠電氣部分）要求為十五分鐘。現場工作人員在日常巡視前可在系統主機上算好通風時刻進行設定，當巡視到SF6設備配電裝置室時，剛好通風結束，不必再等候十五風鐘，可直接進入巡視。

6 強制排風功能
系統設置有風機強制啟動按鈕，可直接通過本系統遠動開啟風機功能，不必再到現場開啟風機控制開關，更便于現場工作人員操作使用。

7 溫度、濕度顯示功能
檢測環境中溫度和濕度參數，為實現SF6配電裝置室的全面、準確監測提供有效的依據。

8 歷史事件存儲和查詢功能
系統能自動存儲包括報警記錄、風機開啟和關閉記錄等歷史事件，高效的查詢軟件可實現歷史記錄的快捷查詢。

9 自動語音提示功能
當現場工作人員接近系統主機時，系統將自動提取實時檢測結果，并運行語音提示程序，播報現場各項環境參數是否正常。

10 遠傳報警功能
系統主機采取通訊規約或報警觸點輸出等方式，可將報警信號上傳至上位機或遠方集控中心進行報警。

11 遠方遙控操作功能
系統主機通過RS485或RS232通訊接口與主控室的遠動監控系統相連接，通過與其進行規約對接，可實現遠方遙控操作，包括啟動風機、查詢歷史數據等。

四 結語

本系統為在安裝有SF6設備的配電裝置室的工作人員提供人身健康安全保護而設計的智能型在線監測系統，應用于各種電壓等級的SF6開關室、 組合電器室（GIS室）等，包括500kV GIS室、220kV本系統適應了當前電力系統安全生產的形勢，滿足了電力安全生產的需求。