SF6在线泄露监控报警系统实施方案
发布时间：2016-11-08 09:04 来源：华电国威
1、前言
1.1 概述
高压SF6开关设备其内部充有SF6气体，SF6气体在电力行业主要是作为一种优异的绝缘和灭弧介质而成功地应用于高压开关及其设备，在高压、超高压以及特高压领域，SF6气体几乎成为断路器和GIS的唯一绝缘和灭弧介质。
但在开关分断操作过程中，在电弧作用、电晕、火花放电和局部放电、高温等因素下，SF6气体会进行分解，它的分解遇到水分后会变成腐蚀性电解质，其中有些高毒性分解物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，它们会刺激皮肤、粘膜，如果吸入量大，还会引起头晕和肺气肿 ，甚至致人死亡。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气体的比重较氧大，往往是沉积于低层空间，容易造成局部缺氧，使人窒息。这样就会对现场工作人员造成极大的安全隐患。
一方面由于SF6其优异的绝缘、灭弧特性，逐渐使SF6设备被广泛地应用于高中压领域，而另一方面，SF6气体本身对设备、环境，尤其是现场工作人员生命健康安全造成危害的可能性也越来越大。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。
1.2 SF6气体在运行相关规定
《电业安全工作规程》（发电厂和变电站部分）特别规定，装有SF6设备的配电装置室必须保证SF6气体浓度小于1000ppm，除须装设强力通风装置外还必须安装能报警的氧量仪和SF6气体浓度监测报警仪等。
1.3 在线监测是确保电力与环保安全的有力措施
我公司根据目前电力行业的发展趋势研制了SF6在线泄漏监控报警系统。该系统主要应用于电力行业的主设备之一SF6高压断路器SF6气体的在线监测与报警，可以迅速定位泄漏点。
2、产品概述
2.1 产品简介
根据对SF6高压开关室的分析研究，结合用户的实际要求，按照以最低价实现的使用效果的设计原则，进行项目整体规划，具体表述如下：
1、 重点监测SF6高压开关室SF6气体和02含量是否超标，
由于设备区域的SF6装置较多，为了全面而准确地监控现场的情况，本项目根据现场监测范围等实际情况，计划设置5监测点，当环境中气体超标时，迅速报警，并启动相关排风设备。
2、 监控主机可全面详细监控SF6高压开关室的情况
根据现场勘察分析，GW8000B型主机放置在该站主控室（或SF6高压开关室入口处）较为适宜。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，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、 可实现与电站远动监控系统连接，进行遥接、遥信、遥控等
本系统监控主机可通过I/O接口与主控室的远动监控系统连接，通过与其进行归约对接，可实现远程遥信、遥控等功能。整个监控报警系统可以实现远距离在线监测、控制。
5、 红外人体自动检测，
本系统具有红外人体感应，当工作人员进入现场时，自动语音提示当前GIS室内部的SF6、O2状况。
6、 风机自动控制，
当GIS室SF6、O2超标时，本系统自动启动风机进行强制排风。
7、 声光报警
当现场发生SF6气体泄漏或缺氧时，系统将会自动进行灯光报警。
2.2 产品功能
◇ 环境中SF6气体含量检测功能。
◇ 空气中氧气含量检测功能。
◇ 环境中温、湿度检测显示功能。
◇ 缺氧报警功能。
◇ SF6气体含量超标报警功能。
◇ 缺氧或SF6含量超标，强制排风功能。
◇ 定时排风功能。
◇ 人工强制排风功能。
◇ 实时显示各种参数功能。
2.3 产品特点
经过精心特别设计，本项目具有如下特点：
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定量监测，并兼有温度、湿度环境数据的辅助监测功能。完全符合《电业安全工作规程》要求。
先进的气体传感器
选用先进的高灵敏度传感器，报警误差<10%（V/V），氧气报警误差<0.5（V/V）%.
早期现场报警
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。
现场总线设计
一根电缆连接SF6/O2变送器、温湿度变送器、主机、风机控制器、可分立可组合，具有很高的现场适应性。
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。
遥测遥信能力
可以通过RS485或RS232总线将数据远传送到远动控制中心，控制中心也可以直接远距离查询、控制监控系统。
长寿型设计
精心设计的高频小电流高压开关电源，应用于SF6传感器监测头，具有安全可靠、效率高的特点。充分利用单片机的灵活性，对SF6传感器采用间隙式工作测量，大大提高了SF6传感器的工作稳定性和使用寿命。
大屏幕液晶显示屏同步显示
大屏幕液晶彩色显示屏，美观大方，运行状态一目了然。
2.4技术指标
1、SF6气体浓度报警范围： 50～1500PPM（报警点可自行设置，国家规定1000PPM）
2、SF6气体检测灵敏度： ±5%设置值
3、氧气浓度报警点： 18%
4、氧气测量精度： <0.4%，
5、温度显示范围： -50～99℃
6、湿度显示范围： 0～99RH
7、输入电源： 185～265V AC
8、报警输出点电源： 2A
9、风机输出触点电源： 16A
10、风机通风时间设定： 15MIN/次或用户任意设定
11、数据记录容量： 10000条
12、通讯： RS-485标准协议
13、显示器特性：彩显、亮度、对比度调节
2.6 系统部件介绍
（1）、监控主机
本项目选用GW8000B型SF6气体泄漏监控报警系统主机。
◇外形尺寸 长×宽×高：300mm×340mm×100mm。
◇彩色液晶显示实时各种参数值，功能设置显示。
◇功能键修改各种设置参数。
◇背光键开点亮显示屏。
◇风机开关，自动或强制排风。
◇背插式安装。
◇具体使用方法见运行规程。
功能：壁挂式主机，控制功能丰富。包括CPU主控单元、报警单元、显示单元和通风控制单元。配合自行设计的监控软件，通过与设备现场的各变送器相连接，可实现数据的采集、分析、处理。通过与远动控制中心的监控系统相连，可实现远动报警、遥测、遥信、遥控等诸多功能。
安装：（1）壁挂式主机：一般安装在SF6配电装置室入口处的墙上，也可安装在主控室，离地120cm。
（2）屏柜式主机：安装在主控室。
（2）、SF6-O2综合探测单元
◇ 外形尺寸：140×180×70。
◇ 右侧航空接头连接电源和信号线。安装于离地10cm处。
◇ 背面双螺丝固定。
◇ 安装离地10cm处。
（3）、温、湿度标准探测单元
◇ 背面双螺丝固定。
◇ 安装离地10cm处。
（4）、风机控制器
3、工程安装
本项目主要分为三个工程阶段进行：系统部件的固定、系统电缆连接，系统调试
项目工程量
本项目工程施工量包括如下几部分：
（1）监控主机1台；
（2）SF6和O2气体变送器；（根据现场实际情况而定）
（3）温湿度变送器；（根据现场实际情况而定）
（4）红外人体感应器；
（5）声光报警器；
3.1、变送器、风机控制器安装
SF6气体泄漏监控报警系统变送器安装在GIL的气室连接处，离地面不高于10CM，其具体安装位置由供电公司有关部门确定。电缆从电缆沟、电缆竖井或桥架与主机及其它变送器相连接。通过I/O口与主控室的远动监控系统相连接，通过与其进行归纳对接，可实现远程遥信、遥测、遥控等功能。每个变送器之间通过通信电缆及电源电缆相连接，即总线式通往主机。
通过风机控制器与变电站风机系统相连接，达到控制风机启动、停止的目的，通过通信电缆及电源电缆与主机相连接。
3.2、安装显示主机。
显示主机应安装于GIL廊道入口处，因该位置位于室外，故需加装防雨罩，安装高度以主机液晶略高于人眼睛的水平视角为准，以便于操作。
注意点：主机及防雨罩安装时一定要横平竖直；且应考虑到便于布线。
3.3电缆布置
变送器及风机控制器均通过通信电缆和电源电缆连接到主机，连接方式为总线式，即每台设备与下一个设备连接，依次连接到主机。
主机需要布置一根电源电缆到UPS屏柜或就近的配电箱， 布置两根通信电缆分别到主控室的公用测控屏输出报警信号及通信屏柜输出Modbus信号。
风机控制器通过三路常开触点控制风机控制器，布置4平方单芯电源线六根到风机控制开关。
红外人体感应及报警灯则直接布置三根电源电缆到主机子。
3.4、系统调试
系统全部安装完毕后，由技术人员对整个系统进行调试。调试主要分以下几个步骤：
主机通道设置、通讯端口设置、通讯测试、SF6气体、氧气体综合变送器测试；温湿度变送器设置、风机控制器设置、同步显示测试；语音提示、报警测试；报警灯测试；远动输出测试等。
4、工程安全措施
进入施工现场，严格按照电力作业安全规程执行。负责人对现场的安全措施、工作内容和安全注意事项应对各施工人员详细说明。各施工人员应服从监护人员和工作负责人的指挥。现场安全员对整个工程的安全进行督促和检查，对违反安全规定的行为进行制止，不听劝告的，责令离开工作现场，并进行惩处。具体简述如下：
1)、进场前对全体施工人员进行安全教育，树立安全第一的观念，强调在执行安全制度下开展工作，强调如丛指挥观念。组织进场施工人工进行安全工作的培训，学习《电业安全工作规程》、《电力建设安全工作规程》及有关安全生产文件，明确电力安全作业制度在电力运行中的重要作用。
2)、施工最好在停电条件下进行。
3)、进入现场的各施工人员应穿工作服、工作鞋，戴好安全帽。
4)、施工负责人应向施工人员交代清楚工作地点、工作范围、工作内容、工作时间及工作的安全措施。全体施工人员必须是自上而下进行安全技术交底，掌握工程特点及施工措施。
5)、现场检修电源的取得应听从监护人员的指挥，对不听从安全监察部门及施工管理人员的，必须停止工作，工作中出现的问题应及时向安全监察部门反映。
6)、施工的主要注意点如下：
l 在各种设备上钻孔时，应避免损伤到内部的电缆，钻孔时应做好隔离措施。
l 铺设电缆时,应对电缆盖板小心轻放，防止盖板跌落，地面上铺设绝缘橡胶，施工人员不得在电缆上行走或搁置重物，以避免使电缆受力变形、损伤。
l 施工时人员应与运行设备保持安全距离。
l 进入主控室时，应关闭手机，避免干扰电力设备的正常运行，施工过程中不得进入无关区域。
l 开工前应对施工机械、工器具及安全防护措施进行一次检查。
7)、施工结束，应做到工完料尽场地清，保持施工前原貌，恢复现场。
8)、其他未尽事宜按电力作业安全规程执行。
5、工程验收
安装调试完毕后，按照设计方案中具体的规定以及技术协议中的指标，对项目进行验收，如在验收中发现有不足之处，将立即进行整改直至达到技术协议的要求。
6、附件1：设备清单
|
序号 |
设备名称 |
规格
型号 |
单位 |
数量 |
备注 |
|
机组 |
机组 |
|
10 |
SF6气体探测报警系统 |
GW8000B |
套 |
|
|
|
|
10.1 |
主机 |
1 |
台 |
|
|
|
|
10.2 |
气体探测单元 |
|
只 |
|
|
视现场而定 |
|
10.3 |
温湿度单元 |
|
只 |
|
|
视现场而定 |
|
10.4 |
风机控制单元 |
|
只 |
|
|
视现场而定 |
|
10.5 |
通信电源线材及辅助设备 |
|
套 |
|
|
以满足现场实际用量为准 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7、附件2： 布置方式及数量
（1）SF6/O2变送器
SF6/O2变送器监测范围为：以变送器为圆心，半径3m范围内，安装位置一般位于GIL的气室连接处，即可能发生气体泄漏的位置，其数量由现场的GIS气室分布而定。因SF6气体密度比空气大，泄漏时会沉积到地面附近，故变送器位置不高于地面十公分。每台主机最多配备50个变送器。
（2）风机控制器
开关型风机控制器自带三路常开触点，功率不大于17.5KW，在室内有较多轴流风机时，需要增加风机控制器的数量直到达到控制要求，每台主机最多配备8个风机控制器。
一般安装于风机控制电源箱附近的墙壁上，风机控制器底部与风机电源箱底部齐平。
（3）温湿度变送器
温湿度变送器位置均匀分布于GIS室内。每台主机最多配置24个温湿度变送器。安装位置与SF6/O2变送器保持一致。
