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SF6在線監(jiān)測系統(tǒng)的實施方案
日期：2025-04-30 14:50
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摘要：SF6在線監(jiān)測系統(tǒng)的實施方案
項目必要性
高壓SF6開關設備其內部充有SF6氣體，SF6氣體在電力行業(yè)主要是作為一種優(yōu)異的絕緣和滅弧介質而成功地應用于高壓開關及其設備，在高壓、超高壓以及特高壓領域，SF6氣體幾乎成為斷路器和GIS的唯壹絕緣和滅弧介質。
但在開關分斷操作過程中，在電弧作用、電暈、火花放電和局部放電、高溫等因素下，SF6氣體會進行分解，它的分解遇到水分后會變成腐蝕性電解質，其中有些高毒性分解物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，它們會刺激皮膚、粘膜，如果吸入量大，還會引起頭暈和肺氣腫 ，甚至致人死亡。充有SF6氣體的設備大多安裝在室內，空氣流通速度相對較慢，如果SF6氣體一旦泄漏，將在室內沉積不易散發(fā)，SF6氣體本身又是無色無味的，泄漏后不易被發(fā)覺。另外由于SF6氣體的比重較氧大，往往是沉積于低層空間，容易造成局部缺氧，使人窒息。這樣就會對現(xiàn)場工作人員造成極大的**隱患。
一方面由于SF6其優(yōu)異的絕緣、滅弧特性，逐漸使SF6設備被廣泛地應用于高中壓領域，而另一方面，SF6氣體本身對設備、環(huán)境，尤其是現(xiàn)場工作人員生命健康**造成危害的可能性也越來越大。為了確保設備的正常**運行，充分保障現(xiàn)場人員的身體健康和人身**，必須采取有效手段對設備區(qū)域的SF6氣體泄漏進行監(jiān)測，防止意外事故發(fā)生。
《電業(yè)**工作規(guī)程》（發(fā)電廠和變電站部分）特別規(guī)定，裝有SF6設備的配電裝置室必須保證SF6氣體濃度小于1000ppm，除須裝設強力通風裝置外還必須安裝能報警的氧量儀和SF6氣體濃度監(jiān)測報警儀等。
項 目 概 述
根據(jù)對SF6高壓開關室的分析研究，結合用戶的實際要求，按照以*低價實現(xiàn)的使用效果的設計原則，進行項目整體規(guī)劃，具體表述如下：
1、重點監(jiān)測SF6高壓開關室SF6氣體和02含量
由于設備區(qū)域的SF6裝置較多，為了全mian而準確地監(jiān)控現(xiàn)場的情況，本項目根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測范圍等實際情況，設置若干個SF6氣體和O2綜合監(jiān)測點，同時溫濕度監(jiān)測作為輔助的監(jiān)測手段。
2、監(jiān)控主機可全mian詳細監(jiān)控SF6高壓開關室的情況
根據(jù)現(xiàn)場勘察分析，GW8000B型主機放置在該站主控室（或SF6高壓開關室入口處）較為適宜。巡視工作人員可直接通過監(jiān)控主機，查閱各種數(shù)據(jù)，實時了解設備現(xiàn)場各種環(huán)境的變化，根據(jù)情況采取各種措施，在監(jiān)控主機上進行操作，如啟動風機等。（壁掛式、3U 19英寸標準機箱）
3、可實現(xiàn)與電站遠動監(jiān)控系統(tǒng)連接，進行遙接、遙信、遙控等
本系統(tǒng)監(jiān)控主機可通過I/O接口與主控室的遠動監(jiān)控系統(tǒng)連接，通過與其進行歸約對接，可實現(xiàn)遠程遙信功能。整個監(jiān)控報警系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠距離在線監(jiān)測、控制。
4、紅外人體感應啟動語音，風機自動控制
當工作人員巡視到SF6開關室門口，靠近SF6開關室時，通過紅外探頭感應系統(tǒng)檢測到有人到來，此時可以聽到語音提示。當現(xiàn)場發(fā)生SF6氣體泄漏或缺氧時，系統(tǒng)將會自動進行燈光報警，語音提示，風機也會自動啟動。
5、SF6/O2氣體分析模塊
根據(jù)現(xiàn)場勘察分析，該模塊放置在該站SF6高壓開關室入口處較為適宜。巡視工作人員可直接通過該模塊，查閱現(xiàn)場SF6/O2的含量，實時了解設備現(xiàn)場各種環(huán)境的變化。
6、SF6/O2氣體取樣模塊
該模塊放置在SF6/O2氣體分析模塊的下面，通過取樣模塊，可實事將現(xiàn)場每一個點的氣體抽取至分析模塊并分析。
7、風機控制器
該控制器放置在風機的控啟開關的附近，并且控啟開關有個聯(lián)動。一旦出現(xiàn)了報警，就會和開關聯(lián)動并啟動風機。
SF6檢測原理
空氣中微量SF6 氣體的檢測是比較困難的，國外廣為應用的方法有：紅外吸收法、放射源型電子捕獲檢定器法、高壓放電電離法及熱導法等。
放射源型電子捕獲檢定器法也是一種常用方法，它具有反應速度快、靈敏度高、價格較貴、設備體積大（檢測室需要保持在真空狀態(tài)）、線性范圍窄等特點，適合做實驗室高精度檢測用。
高壓放電電離法是目前手持式檢漏儀中常采用的檢測方法，優(yōu)點是成本低，但缺點非常明顯，壽命只有幾十個小時，漂移大，易產生誤報情況，因此零點需不斷調整(一般手持式檢漏儀都需人工調零)，不適合SF6定量及在線測量。
熱導法是目前氣體定量檢測中常用檢測法，如色譜儀，英國ION公司SF6泄漏定量檢漏儀就是采用熱導法，熱導法優(yōu)點是物理方法檢測，傳感器壽命長，線性度好，靈敏度稍低，如我公司GW8000型產品，就是采用熱導法，目前國內已經有八十多套安裝使用了。
SF6氣體作為目前發(fā)現(xiàn)的*穩(wěn)定的溫室效應氣體，踞實驗證明在10.5um處具有強烈的光譜吸收特性。SF6激光變送器利用二氧化碳激光器、窄帶濾光片、高靈敏低噪聲光電探測電路、穩(wěn)定的光斬波器等先進的設計方法和技術實現(xiàn)了對待測區(qū)域中SF6氣體濃度的實時、在線高靈敏紅外激光光譜遙測。
用紅外光譜吸收技術檢測，對SF6氣體泄露檢測，測量精度可高于百萬分之一，檢測分辨率達到1ppm量級，而且重復性好，穩(wěn)定可靠，使用壽命長，定量分析，實現(xiàn)了大范圍的連續(xù)空間的監(jiān)測，操作簡單，故障率少。
系統(tǒng)結構概述
系統(tǒng)分為三大模塊：
(1)、氣體取樣模塊，主要完成各測量點氣體分別取樣功能；(2)、氣體分析模塊，主要完成SF6定量分析，O2定量分析、溫濕度測量功能；(3)、主機及輔助功能模塊，主要完成各模塊協(xié)調工作，顯示、報警、啟動風機等功能。
功能與參數(shù)：
檢測點：12路；
樣氣流速：3L/min；氣路管道可長達幾百米；
采樣管道：外徑?6 PVC管，內徑? 4，由于內徑小，可迅速置換完管道氣體；
取樣方式：長壽命電磁泵，低噪聲；
內置5μ孔徑的過濾器，可有效過濾空氣雜質功能；
工作電源：185～250VAC，防浪泳和雷擊功能；
(2)、氣體分析模塊
功能與參數(shù)：
SF6檢測范圍：0～1500ppm，精度不低于50ppm，分辨率：1ppm
O2檢測范圍：0～25.0% 誤差：＜0.5% 分辨率：0.1%
溫度檢測范圍：-30～+150℃ 精度：0.5℃
相對濕度檢測范圍：0～100% 精度：1%
工作電源：185～250VAC，防浪泳和雷擊功能；
自動加強跟蹤可疑測量點功能，有效防止誤報。
支持現(xiàn)場顯示：大屏幕中文顯示；
系統(tǒng)主要功能
1、根據(jù)項目的整體規(guī)劃， GW8000B系列SF6氣體泄漏監(jiān)控報報警系統(tǒng)主要具有以下功能：
環(huán)境中氧氣含量監(jiān)測顯示功能。
環(huán)境中SF6氣體含量監(jiān)測顯示功能。
環(huán)境中溫、濕度監(jiān)測顯示功能。
缺氧報警功能。
SF6氣體含量超標報警功能。
定時排風功能。
人工強制排風功能。
實時顯示各種參數(shù)功能。
支持遠動系統(tǒng)遙測遙信。
真正的定量檢測SF6和O2,采用原裝日本變送器，誤差小于50ppm
開創(chuàng)的每天自動零點校準功能，自動克服漂移和誤報。
巡檢間隔用戶可調?？梢蓹z測點自動加強跟蹤功能。
發(fā)生報警時，自動開啟風機和聲光報警。
用戶可調整SF6、O2的報警參數(shù)
支持RTU遙測遙信功能。
海量報警數(shù)據(jù)記錄存儲功能,長壽命設計
超大彩屏液晶顯示，仿Windows 界面，操作友好。
只需增加有限成本，檢測點可擴充一倍，加大檢測密度。
寬工作電源設計185～250VAC，防浪泳和雷擊功能。
人體感應，自動啟動風機或語音系統(tǒng)
高壓SF6開關設備其內部充有SF6氣體，SF6氣體在電力行業(yè)主要是作為一種優(yōu)異的絕緣和滅弧介質而成功地應用于高壓開關及其設備，在高壓、超高壓以及特高壓領域，SF6氣體幾乎成為斷路器和GIS的唯壹絕緣和滅弧介質。
但在開關分斷操作過程中，在電弧作用、電暈、火花放電和局部放電、高溫等因素下，SF6氣體會進行分解，它的分解遇到水分后會變成腐蝕性電解質，其中有些高毒性分解物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，它們會刺激皮膚、粘膜，如果吸入量大，還會引起頭暈和肺氣腫 ，甚至致人死亡。充有SF6氣體的設備大多安裝在室內，空氣流通速度相對較慢，如果SF6氣體一旦泄漏，將在室內沉積不易散發(fā)，SF6氣體本身又是無色無味的，泄漏后不易被發(fā)覺。另外由于SF6氣體的比重較氧大，往往是沉積于低層空間，容易造成局部缺氧，使人窒息。這樣就會對現(xiàn)場工作人員造成極大的**隱患。
一方面由于SF6其優(yōu)異的絕緣、滅弧特性，逐漸使SF6設備被廣泛地應用于高中壓領域，而另一方面，SF6氣體本身對設備、環(huán)境，尤其是現(xiàn)場工作人員生命健康**造成危害的可能性也越來越大。為了確保設備的正常**運行，充分保障現(xiàn)場人員的身體健康和人身**，必須采取有效手段對設備區(qū)域的SF6氣體泄漏進行監(jiān)測，防止意外事故發(fā)生。
《電業(yè)**工作規(guī)程》（發(fā)電廠和變電站部分）特別規(guī)定，裝有SF6設備的配電裝置室必須保證SF6氣體濃度小于1000ppm，除須裝設強力通風裝置外還必須安裝能報警的氧量儀和SF6氣體濃度監(jiān)測報警儀等。
項 目 概 述
根據(jù)對SF6高壓開關室的分析研究，結合用戶的實際要求，按照以*低價實現(xiàn)的使用效果的設計原則，進行項目整體規(guī)劃，具體表述如下：
1、重點監(jiān)測SF6高壓開關室SF6氣體和02含量
由于設備區(qū)域的SF6裝置較多，為了全mian而準確地監(jiān)控現(xiàn)場的情況，本項目根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測范圍等實際情況，設置若干個SF6氣體和O2綜合監(jiān)測點，同時溫濕度監(jiān)測作為輔助的監(jiān)測手段。
2、監(jiān)控主機可全mian詳細監(jiān)控SF6高壓開關室的情況
根據(jù)現(xiàn)場勘察分析，GW8000B型主機放置在該站主控室（或SF6高壓開關室入口處）較為適宜。巡視工作人員可直接通過監(jiān)控主機，查閱各種數(shù)據(jù)，實時了解設備現(xiàn)場各種環(huán)境的變化，根據(jù)情況采取各種措施，在監(jiān)控主機上進行操作，如啟動風機等。（壁掛式、3U 19英寸標準機箱）
3、可實現(xiàn)與電站遠動監(jiān)控系統(tǒng)連接，進行遙接、遙信、遙控等
本系統(tǒng)監(jiān)控主機可通過I/O接口與主控室的遠動監(jiān)控系統(tǒng)連接，通過與其進行歸約對接，可實現(xiàn)遠程遙信功能。整個監(jiān)控報警系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠距離在線監(jiān)測、控制。
4、紅外人體感應啟動語音，風機自動控制
當工作人員巡視到SF6開關室門口，靠近SF6開關室時，通過紅外探頭感應系統(tǒng)檢測到有人到來，此時可以聽到語音提示。當現(xiàn)場發(fā)生SF6氣體泄漏或缺氧時，系統(tǒng)將會自動進行燈光報警，語音提示，風機也會自動啟動。
5、SF6/O2氣體分析模塊
根據(jù)現(xiàn)場勘察分析，該模塊放置在該站SF6高壓開關室入口處較為適宜。巡視工作人員可直接通過該模塊，查閱現(xiàn)場SF6/O2的含量，實時了解設備現(xiàn)場各種環(huán)境的變化。
6、SF6/O2氣體取樣模塊
該模塊放置在SF6/O2氣體分析模塊的下面，通過取樣模塊，可實事將現(xiàn)場每一個點的氣體抽取至分析模塊并分析。
7、風機控制器
該控制器放置在風機的控啟開關的附近，并且控啟開關有個聯(lián)動。一旦出現(xiàn)了報警，就會和開關聯(lián)動并啟動風機。
SF6檢測原理
空氣中微量SF6 氣體的檢測是比較困難的，國外廣為應用的方法有：紅外吸收法、放射源型電子捕獲檢定器法、高壓放電電離法及熱導法等。
放射源型電子捕獲檢定器法也是一種常用方法，它具有反應速度快、靈敏度高、價格較貴、設備體積大（檢測室需要保持在真空狀態(tài)）、線性范圍窄等特點，適合做實驗室高精度檢測用。
高壓放電電離法是目前手持式檢漏儀中常采用的檢測方法，優(yōu)點是成本低，但缺點非常明顯，壽命只有幾十個小時，漂移大，易產生誤報情況，因此零點需不斷調整(一般手持式檢漏儀都需人工調零)，不適合SF6定量及在線測量。
熱導法是目前氣體定量檢測中常用檢測法，如色譜儀，英國ION公司SF6泄漏定量檢漏儀就是采用熱導法，熱導法優(yōu)點是物理方法檢測，傳感器壽命長，線性度好，靈敏度稍低，如我公司GW8000型產品，就是采用熱導法，目前國內已經有八十多套安裝使用了。
SF6氣體作為目前發(fā)現(xiàn)的*穩(wěn)定的溫室效應氣體，踞實驗證明在10.5um處具有強烈的光譜吸收特性。SF6激光變送器利用二氧化碳激光器、窄帶濾光片、高靈敏低噪聲光電探測電路、穩(wěn)定的光斬波器等先進的設計方法和技術實現(xiàn)了對待測區(qū)域中SF6氣體濃度的實時、在線高靈敏紅外激光光譜遙測。
用紅外光譜吸收技術檢測，對SF6氣體泄露檢測，測量精度可高于百萬分之一，檢測分辨率達到1ppm量級，而且重復性好，穩(wěn)定可靠，使用壽命長，定量分析，實現(xiàn)了大范圍的連續(xù)空間的監(jiān)測，操作簡單，故障率少。
系統(tǒng)結構概述
系統(tǒng)分為三大模塊：
(1)、氣體取樣模塊，主要完成各測量點氣體分別取樣功能；(2)、氣體分析模塊，主要完成SF6定量分析，O2定量分析、溫濕度測量功能；(3)、主機及輔助功能模塊，主要完成各模塊協(xié)調工作，顯示、報警、啟動風機等功能。
功能與參數(shù)：
檢測點：12路；
樣氣流速：3L/min；氣路管道可長達幾百米；
采樣管道：外徑?6 PVC管，內徑? 4，由于內徑小，可迅速置換完管道氣體；
取樣方式：長壽命電磁泵，低噪聲；
內置5μ孔徑的過濾器，可有效過濾空氣雜質功能；
工作電源：185～250VAC，防浪泳和雷擊功能；
(2)、氣體分析模塊
功能與參數(shù)：
SF6檢測范圍：0～1500ppm，精度不低于50ppm，分辨率：1ppm
O2檢測范圍：0～25.0% 誤差：＜0.5% 分辨率：0.1%
溫度檢測范圍：-30～+150℃ 精度：0.5℃
相對濕度檢測范圍：0～100% 精度：1%
工作電源：185～250VAC，防浪泳和雷擊功能；
自動加強跟蹤可疑測量點功能，有效防止誤報。
支持現(xiàn)場顯示：大屏幕中文顯示；
系統(tǒng)主要功能
1、根據(jù)項目的整體規(guī)劃， GW8000B系列SF6氣體泄漏監(jiān)控報報警系統(tǒng)主要具有以下功能：
環(huán)境中氧氣含量監(jiān)測顯示功能。
環(huán)境中SF6氣體含量監(jiān)測顯示功能。
環(huán)境中溫、濕度監(jiān)測顯示功能。
缺氧報警功能。
SF6氣體含量超標報警功能。
定時排風功能。
人工強制排風功能。
實時顯示各種參數(shù)功能。
支持遠動系統(tǒng)遙測遙信。
真正的定量檢測SF6和O2,采用原裝日本變送器，誤差小于50ppm
開創(chuàng)的每天自動零點校準功能，自動克服漂移和誤報。
巡檢間隔用戶可調?？梢蓹z測點自動加強跟蹤功能。
發(fā)生報警時，自動開啟風機和聲光報警。
用戶可調整SF6、O2的報警參數(shù)
支持RTU遙測遙信功能。
海量報警數(shù)據(jù)記錄存儲功能,長壽命設計
超大彩屏液晶顯示，仿Windows 界面，操作友好。
只需增加有限成本，檢測點可擴充一倍，加大檢測密度。
寬工作電源設計185～250VAC，防浪泳和雷擊功能。
人體感應，自動啟動風機或語音系統(tǒng)
