泄漏在线监测报警系统在
SF6电气设备上的重要性
（保定砥砺电器设备制造）
《国家电网公司电力安全工作规程》（变电站和发电厂部分）第8.5条特别规定：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。
摘要：文章论述了SF6作为高压电气设备上绝缘介质的优越性，充SF6气体设备微量的泄漏危害性，安装此监测泄漏报警系统的重要性，是保证安全生产的措施之一。
上世纪60年代以来，SF6气体以其优异的绝缘和灭弧性能在电力系统中得到广泛的应用，几乎成了中压、高压和超高压电气设备使用的唯一绝缘和灭弧介质。正因为SF6气体的大量使用，其安全性也受到了人们的广泛关注，尤其是安装在室内的SF6电气设备，监测其泄漏及室内O2的含量确保作业人员的人身安全，是各级领导最关心的大事。
客观上讲，SF6气体是一种无色、无味、无臭、无毒、密度比空气重的惰性气体，纯净的SF6对人体没有毒性，但不能维持生命。SF6是一种简单窒息剂，暴露在O2含量小于19.5%的大气中会导致头晕、昏迷、口水增多、反应迟钝、反胃、呕吐、失去意识甚至死亡。暴露在O2小于12%的大气中会无任何先兆地失去知觉，失去自我救护的能力。更重要的是，SF6在高压电弧的作用下会发生部分分解，其分解物SF4、SOF2、SF2、SO2F2、HF等含有剧毒和强腐蚀性，即使微量泄漏也能造成人身及设备的伤害，对于经常进出SF6电气设备室的作业人员预知SF6泄漏点及泄漏量和O2的含量就更为重要了。如何预防以及采取何种安全措施，《DL408-91》电业安全工作规程、《GB/T8905-96》六氟化硫电气设备中气体管理和检验导体及高压开关设备反事故技术措施等国家标准中明文规定：室内安装运行的气体绝缘开关设备宜设置一定数量的氧量仪和SF6浓度报警仪，人员进入设备区前必须先行通风15min以上。当室内SF6泄漏超标（大于1000ppm），O2含量低于18%时，发生报警，自动启动风机。根据电力安全工作规程指示精神，各SF6使用单位非常有必要安裝置SF6浓度和氧气含量报警控制功能的设备，来确保SF6电气设备和作业人员人身安全的双重保护，保定砥砺电力公司研发生产的AX-2002型 SF6泄漏在线监测报警系统正是满足了电力安全生产的这一需求。
泄漏在线监测报警系统装置由4部分组成: 主机、现场（SF6、O2）采集器、辅助设备（人体红外探测器、报警器、风机启动信号控制箱）、上位工控机（自选）。系统主要功能：实时在线采集室内SF6泄漏量、泄漏位置、O2含量，当SF6超标（大于1000ppm），O2含量低于18%，报警器工作发出声、光提示运行人员，同时风机启动信号自动启动通风装置通风15min。根据不同用户的需要，系统可以扩展兼容以下多项功能，运行人员可以根据室内温、湿度需要进行调节、除湿，并可对设备的SF6密度、压力、微水进行监测。为了节能，可以分区域进行启、停通风装置，根据扩容需要，方便地增添采集点，方便无人值守的工作需要，进行远程监控。
本系统以灵活的组成方式和统一的接口标准，既可满足本电站目前的监测要求，也方便日后即使有SF6机组的数量增减以及引进其它SF6开关维护设备时的兼容性要求。其中选择配置监控中心平台上安装设备驱动程序并配置相应的通信端口中，实现现场数据在监控中心操作平台的监视与控制，可进一步提高维护工作的效率和管理水平，为实现电站维护的无纸化办公，无人化值班提供支持。
此系统的安装解除了生产安全的隐患，体现了领导关心职工人身及设备的安全的责任。
一、泄漏报警监测系统工作原理及特点
（1）工作原理
泄漏报警监测系统主要由四部分组成: 主机、采集器、外围设备和远程监控系统。采集器负责GIS室气体浓度数据采集，并进行A/D转换，传送给系统主机，主机对传送来的数据分析、比较、判断，并运行相应的处理程序。外围设备包括报警器、通风信号控制箱、红外线探测器、终端控制器。远程监控系统由终端数据处理模块、驱动软件、上位机组成，此监控系统由用户自选。
当GIS室内环境中SF6气体浓度或氧气含量发生变化时，SF6、O2气体采集器能捕捉到这一变化，并将检测到的变化量数据转换成数字信号，通过RS－485总线传送到系统主机，主机一方面将采集器传来的采集数据通过运算分析作出判断，在显示屏上SF6将显示正常或超标，O2将显示具体数量值。另一方面，将发出相关的动作信息，控制相关部件动作。（报警，启、停风机等）
SF6气体检测原理: 采用负离子捕捉技术对环境中SF6气体浓度进行检测取样。在传感器周围通过负高压产生一定量的负电离子，因SF6气体对负电离子有着吸附作用，而且SF6气体浓度大小与负电离子的数量呈反比关系。经过多次采样，在输出端进入差分比较算法设计的硬件电路，累加后输出平均值为最接近于实际浓度的检测量化数据。检测与量化通过硬件逻辑设计使SF6气体泄漏检测能够在短时间内响应。同时采用多回路采样避免了传统单回路因环境温湿度或干扰导致的输出跃变时的错误数据输出，避免了误告警的产生。
氧气含量检测原理: 进口氧气传感器，其容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30µm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧贴着金属银的阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉离子化），氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧气还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，释放电子所形成输出电流的大小与检测氧气含量的浓度成正比。
随着环境SF6浓度以及氧气变化而输出的强弱电信号，补偿与放大后，量化并传送到数字信号处理器；在处理器内嵌数字模型运算与比较后，进行综合分析，得出准确数据和结论。现场主机在实时处理缺省（默认）或者人为操作产生的相应监控功能外，对接收到的各SF6和氧气传感器以及温湿度传感器发送来的数据经过解码、分析与处理，发出相应的控制信号（语音、笛音、光告警、排送风、温度控制或用户定制的其他附件功能输出等等）
（2）系统特点
①采用最新负离子捕捉技术，实时检测环境中SF6、O2含量；
②内置双套SF6检测模块及O2检测模块，确保无报警率为零；
③稳度可靠，十年保质；
④可根据用户需求调整设置报警点；
⑤可根据用户需求扩展气体传感器和其他功能:
可编制5路独立通风系统；
GIS室任意门进入均可获得语音提示，强制通风；
提供通信协议，可以与远程自控平台联网。
二、系统组图(如下)
（注：1、图中虚线部分为用户原有设备 2、远程监控系统用户自选）
五、系统功能
SF6开关室环境智能化监测系统主要有以下功能:
1．SF6气体泄漏检测
当SF6气体泄漏室内超过1000ppm（设置值）时，自动启动风机进行通风，并启动报警器进行声光报警，发出室内SF6气体超标的语音提示。
2．氧气浓度检测
当开关室内O2浓度低于18%（设置值）时，自动启动风机进行通风，并启动报警器进行声光报警，发出室内O2气体缺少的语音提示。
3．自动通风
当室内SF6气体泄漏达到1000ppm（设置值），O2浓度低于18%（设置值）时，风机自动启动进行30分钟通风。
4．定时通风
为保护室内的环境，可设置风机启动时段及通风时间。
5. 手动通风
当人员进入开关室前，手动风机启动15分钟。
6．显示风机上次启动和停止的时间
进入开关室人员可以从主机屏上获得上次风机启停时间。
7．温度、湿度显示
可以在主机屏获得室内温湿度数据。
8．采用蓝色液晶屏：提供人性化的人机交换界面。
9．语音功能 人员进入开关室前，均可获得友好语音提示。
10．红外探测功能 人员进入开关室门前5米之内均可被红外感应器探测到并可获得友好语音提示。
11．报警功能 开关室内SF6气体超标，O2浓度低于18%，报警器发出声光报警。
12．遥测监控 系统与上位计算机连接，可实现远程监控，在控制中心实现查询数据，报警、启停风机、定时启停风机、历史数据查询、记录，曲线查询等。
13. 完善的抗强电场干扰能力，能在500KV电压等级环境中可靠运行。14. 自检自修免维护性功能。
四、主要技术指标
1）SF6气体泄漏报警点: ≥1000ppm（设置值）
2）SF6气体检测分辨率: 10ppm
3）氧气检测浓度: 0～25%（带数显功能）
4）氧气检测分辨率: 0.1%
5）氧气浓度报警点: 16%～18%（可设置）
6）SF6泄漏报警值: 10～1000ppm（可设置）
7）采集点: 可根据实际进行扩展
8）温度显示范围: -30℃～75℃
9）湿度显示范围: 10～99RH%
10）红外线探测范围: 半径5米，角度130°
11）工作电压: AC 220V±10%，50Hz
12）报警输出点电流: AC 220V，7A
13）风机启动控制信号: AC 220V，7A
14）功率消耗: 主机 25W，采集器5W
15）重量: 主机3.5kg（400×380×100）mm3，采集器0.5kg（180×130×50）mm3
四、主要技术指标
1）温度: -30℃～70℃
2）环境湿度: 10%～95%
3）大气压力: 60～106 Kpa
4）海拔: 4000米以下