摘要：GIS设备可靠性、安全性高，使其得到广泛推广，但GIS设备如果发生泄漏将影响人身与设备安全。通过增设一套可靠的S" />
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SF6气体泄漏监控报警系统在GIS高压组合开关室中的应用
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　　摘要：GIS设备可靠性、安全性高，使其得到广泛推广，但GIS设备如果发生泄漏将影响人身与设备安全。通过增设一套可靠的SF6浓度和氧气含量综合监测报警系统，合理地控制GIS室内的环境情况，提高安全性，具有良好的经济效益。 中国论文网 /8/view-4313969.htm　　关键词：SF6气体；GIS；综合监测报警系统 　　中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：（1-02 　　1 GIS设备运行现状及其运行环境要求 　　气体绝缘组合电器设备简称GIS。GIS设备的优点在于占地面积小、可靠性高、安全性强、维护工作量小等。但GIS设备也有它的缺点，根据国内一些资料统计，年，220kV及以上SF6断路器和GIS发生泄漏故障中，设备本体漏气共26次。因为设备的密封设计缺陷，密封圈的质量以及设备的加工和装配工艺不到位都有可能导致设备漏气。 　　SF6气体在常温下是一种无色、无臭、不燃和无毒的惰性气体，具有优良的绝缘性能，但是在开关分合过程中电弧和电晕的作用下， SF6气体会分解产生剧毒低氟（SF4、S2F2、SOF2、HF）化合物，会对人体健康构成严重的威胁。如果GIS设备发生漏气，SF6气体因为质量重，常常沉积在GIS室下部，并夹杂着剧毒低氟化合物。如果泄漏量大会造成它所覆盖的处所与空气隔绝，表现为缺氧，同时有害的剧毒分解物成分会损害人身健康，泄漏量超过一定数值时，还会影响GIS设备的正常运行。根据规定，户内式GIS装置的安装室中抽风口应安置在室内下部，并设置氧量仪和SF6浓度报警仪，当气体浓度超过1000μL/L、氧量低于18%时报警；另外根据电力安全规程在SF6电器设备上工作的规定，要求“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，在工作人员入口处也要装设显示器”。 　　福建石狮鸿山热电厂一期2×600MW工程升压站采用的是西安高压开关厂生产的220kV GIS设备，GIS室内共安装有轴流风机20个，其中有10个风机安装在GIS室墙体的下部。GIS室内目前没有安装SF6气体监控系统，室内的轴流风机采用手动的开启方式。如何对GIS室内环境情况进行监测并合理控制通风设备成为安全生产迫切需要解决的问题，为此220kV GIS室将增设一套SF6浓度和氧气含量综合监测报警系统。 　　2 SF6气体泄露监控报警系统的工作原理及其功能 　　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，传送给系统主机，系统主机对采集数据分析、比较，并运行相应的处理程序。外围设备包括报警设备、通风设备、外设监控系统等，受系统主机控制。鸿山热电厂拟采用的SF6浓度和氧气含量综合监测报警系统配置共包括：1台综合监测报警系统壁挂式主机、10只SF6和氧气探测单元及多只温湿度探测单元。气体传感器安装在SF6开关的下方，用以在线实时检测SF6开关室的氧气浓度和SF6气体浓度。主机具有人体红外探测、语音提示和语音报警等功能。主机显示各气体传感器的气体浓度数据并在危险时给出语音报警信息和控制风机工作。主机还可以实现与上位计算机的数据传输和系统参数修改，组成计算机对SF6开关室环境在线自动监测系统。 　　SF6气体监测模块应用红外光谱吸收技术原理，监控平台根据气体探测单元所测得的实时数据，与设定值进行对比，当实测值达到电力安全规程里规定的SF6气体浓度超过1000ppm、氧气含量低于18%时启动轴流风机进行通风。当SF6气体浓度低于500ppm且氧气含量高于20%时，停止轴流风机运行。监测报警系统与GIS室的轴流风机进行联动控制。监控系统示意图如下： 　　3 应用SF6气体泄露监控报警系统后的经济安全性分析 　　监控报警系统可以根据气体探测单元所测得的实时数据，发生SF6气体泄漏浓度超标或氧气含量低于规定的报警值时自动控制风机运转，直至环境恢复到正常状态时自动控制风机停止排送风。在没有安装综合监测报警系统之前，为保证GIS室内环境，采取风机24小时运行的方式。这样一来，全年风机共耗电20台×24小时×365天×1.1kW= 192720 kW·h。通过这次技改，风机运行小时数将大大缩短。假设风机一年少运行36小时，则一年共耗电792 kW·h，可以节约用电191928 kW·h，按0.5元/ kW·h计算，每年可节约95964元，两年即可将投资成本回收，将会取得非常可观的经济效益。风机运行时间缩短，也将大大增加风机的使用年限，降低设备维护费用。 　　另外，SF6气体探测单元安装在GIS室下部，将全天候地监测室内的SF6气体含量的变化。监控主机上将会显示室内SF6气体浓度以及氧量实时数据，非常直观地告诉工作人员GIS室内的环境情况。当有人接近主机5米范围内时，语音播报单元会自动语音播报当前GIS室内环境状态。如果正常，语音提示可以进入；如果报警，语音提示禁止进入，同时轴流风机运行直到室内环境符合要求，才允许工作人员进入室内工作。系统将非常有效地保障在发生气体泄漏或者氧气含量不足的情况下工作人员的人身安全。 　　4 结语 　　GIS室增设一套SF6浓度和氧气含量综合监测报警系统适应了当前电力系统安全生产的形势，系统为在安装有SF6设备的配电室的工作人员提供人身健康安全保护，并具有良好的经济效益。 　　参考文献 　　[1] 陈涧龙.SF6负荷开关漏气原因分析及应对措施[J].农林电气化，2009，（5）. 　　[2] 张若飞，张利燕，杜黎明.六氟化硫气体泄漏检测技术简述[J].职业卫生与应急救援，）. 　　[3] 六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则（DL/T 639-1997）[M].北京：中国电力出版社. 　　作者简介：杨润生（1966-），男，供职于福建省鸿山热电有限责任公司，研究方向：火力发电企业安全技术管理。
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摘要： 本文介绍了110kv变电所gis室sf6监测报警系统的应用情况，重点论述了sf6气体的危害及sf6泄漏监测报警系统的配置组成、功能、特点及安装调试等内容。sf6监测报警系统是gis设备不可或缺的运行监测手段，已成为变电所gis设备的标准配置之一。&
关键词：sf6气体;gis设备 ;灭弧特性 ; 风机控制 ; 监测主机&
abstract: this paper describes the application of the 110kv substation gis room sf6 monitoring alarm system, and focuses on the hazards of sf6 gas and sf6 leak monitoring alarm system configuration composed of the functions, features, and installation and commissioning. sf6 monitoring and alarm system is an integral part of gis equipment running monitoring tools, it has become one of the standard configuration of the substation gis equipment.&
key words: sf6 the &
中图分类号: tm63 文献标识码：a文章编号：（2012）&
110kv变电所一般采用双电源、两台110/10kv主变压器、110kv sf6（六氟化硫）气体绝缘封闭式组合电器（gis）、10kv及0.4kv成套配电装置。&
gis是指六氟化硫气体sf6绝缘金属封闭开关设备（gas insulation switchgear）。它将一座变电所中除变压器以外的所有一次设备优化设计成一个有机组合的整体。由于gis占地面积小、可靠性高、安全性好、安装周期短、维护方便等优点，因而在110kv变电所中得到广泛应用。&
2、sf6气体特点、危害及其必要性&
sf6是在法国巴黎大学实验室于1900年合成。从20世纪60年代起，sf6作为极其优越的绝缘、灭弧介质广泛应用于全世界电力行业中的高压断路器及变电设备中。纯净的sf6气体无色、无味、不燃，在常温下化学性能特别稳定，是空气比重的5倍多。充有sf6气体的设备大多安装在室内，空气流通速度相对较慢，如果sf6气体一旦泄漏，将在室内沉积不易散发，sf6气体本身又是无色无味的，泄漏后不易被发觉。另外由于sf6气体的比重比氧大，往往是沉积于低层空间，容易造成局部缺氧，使人窒息。&
为了确保设备的正常安全运行，充分保障现场人员的身体健康和人身安全，必须采取有效手段对设备区域的sf6气体泄漏进行监测，防止意外事故发生。&
3、sf6监测报警系统的应用&
sf6 监测报警系统采用高灵敏度的sf6-o2传感器和温度、湿度传感器，当室内sf6及o2的浓度发生微小变化时，传感器立即能响应这一变化，在sf6浓度在R50ppm范围内能有效地监测。传感器监测的浓度变化量通过变送器、a/d模块、通讯模块及单片机控制转换成通讯数字信号，通过现场通信模块总线将信号送至主控制器内，由主控制器进行数据处理和存储并判断是否报警，启动风机及远程通讯等功能。&
3.1．系统概述&
3.1.1重点监测gis室sf6气体和ｏ2含量&
由于gis室电气设备区域的sf6装置较多，为了全面而准确地监控现场的实际情况，在110kv gis室设置sf6气体和o2综合监测点，监测室内的sf6气体和氧气含量。&
3.1.2通过监控主机全面详细监控gis室的情况&
系统主机放置在变电所控制室或gis室入口处。巡视工作人员可直接通过监控主机查阅各种数据，实时了解设备现场各种环境的变化，并根据情况采取各种措施在监控主机上进行操作，如启动风机等。&
3.1.3红外人体自动检测，风机自动控制，&
当工作人员巡视到gis室门口并靠近gis室时，通过红外探头感应系统检测到有人到来，此时可自动启动风机。当现场发生sf6气体泄漏或缺氧时，系统将会自动进行声光报警。&
3.2．系统的组成&
3.2.1、sf6-o2监测报警系统主机：可接收并判断所采集数据并发出报警和风机启动指令，并将报警信号进行远程通讯，内有工作支持和误报警过滤两套软件，最多可配备128个气体探测单元。&
3.2.2、sf6-o2气体综合探测单元：监测sf6 和o2气体的浓度。&
3.2.3、分配器：监测线路及信号扩展功能。&
3.2.4、温湿度探测单元：根据电气安全规范对环境温湿度进行监控。&
3.2.5、声光报警器：对sf6-o2浓度超标进行声光报警，提醒现场工作人员。&
3.2.6、远红外传感器：感应人员的进入并启动风机，避免工作人员进入gis室时忘记启动风机。&
3.2.7、风机控制器：接收监测信号控制风机的启停。&
3.3．系统的主要功能&
（1）空气中氧气含量检测功能 （2）环境中sf6气体含量检测功能&
（3）环境中温、湿度检测显示功能 （4）缺氧报警功能&
（5）sf6气体含量超标报警功能 （6）缺氧或sf6含量超标，强制排风功能&
（7）定时排风功能 （8）人工强制排风功能&
（9）上次排风显示功能 （10）实时显示各种参数功能&
（11）历史资料查询功能 （12）语音报警功能&
（13）声光报警功能 （14）自我诊断功能&
（15）自我冷热启动功能，防止死机 （16）分散式报警模式，增强系统可靠性&
（17）海量存储功能 （18）具有远传报警数据功能&
3.4．系统的特点&
3.4.1、集多重监测功能于一身：主要针对最重要的sf6气体和氧气浓度进行监测，并兼有温度、湿度等环境数据的辅助监测功能，符合《电业安全工作规程》要求。&
3.4.2、早期现场报警：通过微量监测技术能发出早期现场警报，并指示气体泄漏位置，及时通知危险地点内人员疏散，寻找及消除泄漏源，保护运行设备。&
3.4.3、现场总线设计：一根电缆连接所有变送器及主机，可分立可组合，具有很强的现场适应性。&
3.4.4、多点组网监测：多点同时监测，满足现场环境需要，提高监测可靠性。&
3.5．系统的一般配置&
110kv变电所gis室设计的sf6气体泄漏监控报警系统一般有以下部分组成：&
3.5.1、监控主机：壁挂式监控主机，包括cpu主控单元、报警单元、显示单元和通风控制单元。配合监控软件，与设备现场的各变送器相连接。&
3.5.2、sf6和o2气体综合探测单元：监测sf6设备区域中sf6气体和氧气的含量。安装在gis室sf6组合电器下部的槽钢底座上，装高100mm。&
3.5.3、温湿度标准探测单元；包括温度传感器和湿度传感器，监测sf6设备区域的温度和湿度，监控空间靠近气体探测单元的地方。&
3.5.4、分配器：电源与信号分支器。&
3.5.5、风机控制器：接受主机的风机控制信号，控制风机启和停。&
3.5.6、声光报警器个：发生sf6气体泄漏或缺氧时进行报警，安装于gis室的入口门框上部。&
3.5.7、远红外传感器：工作人员进入时自动启动通风系统，与声光报警安装在一起。&
3.6．系统的安装调试&
3.6.1、系统的安装及电缆接线&
探测单元选择在固定在gis设备基础槽钢或支架上，每个传感器敷设电源电缆和信号电缆各一进一出。电源、分配器的线缆敷设视变送器数量而定。&
3.6.2、系统调试&
系统全部安装完毕后，对整个系统进行调试。调试主要分以下几个步骤：&
1）监控主机参数设置 2）通讯端口设置&
2）通讯测试 3）sf6气体、氧气体综合探测单元测试&
4）温湿度标准探测单元测试 5）同步显示测试&
6）语音提示、报警测试 7）报警灯测试&
8）定时启动时间设定&
监测主机内部有led指示灯和报警蜂鸣器，当报警指示灯亮时，说明变电所内sf6浓度超过设定值或o2浓度低于18%，工作人员应立即离开gis室。系统会自动启动风机，待主控制器结束通风后，值班人员查看各种参数，确认安全后，再进入gis室维修或操作。&
4、结束语&
110kv变电所是国内应用较多的变电站模式，上述sf6监测报警系统设计及安装调试中的大量数据、参数将对其它国内在建的110kv变电所建设起到很好的借鉴作用。&
1．陆生贵．一种高稳定性的sf6气体在线监测系统的设计与实现．《福建师范大学学报（自然科学版）》2008年5期&
2．祁宏． 变电站配电间隔sf6气体泄露的检测．《电工技术》2009年4期&
3.鹿波．sf6电力设备气体泄漏的检测．《电气世界》2010年2期&
作者简介：&
杨轶男，男，1979年生，2002年毕业于佳木斯大学电气技术专业，现工作于中国石油天然气管道工程有限公司项目支持部，副主任工程师&
王本明，男，1979年生，2002年毕业于大庆石油学院通信专业，现工作于中国石油管道分公司第三项目经理部，工程技术部部长&
注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。&
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