SF6在線洩露監控報警系統實施方案
發布時(shí)間：2016-11-08 09:04 來(lái)源：華電國威
1、前言
1.1 概述
高(gāo)壓SF6開關設備其内部充有SF6氣體，SF6氣體在電力行業主要是作爲一種優異的(de)絕緣和(hé)滅弧介質而成功地應用(yòng)于高(gāo)壓開關及其設備，在高(gāo)壓、超高(gāo)壓以及特高(gāo)壓領域，SF6氣體幾乎成爲斷路器和(hé)GIS的(de)唯一絕緣和(hé)滅弧介質。
但在開關分(fēn)斷操作過程中，在電弧作用(yòng)、電暈、火花放電和(hé)局部放電、高(gāo)溫等因素下(xià)，SF6氣體會進行分(fēn)解，它的(de)分(fēn)解遇到水(shuǐ)分(fēn)後會變成腐蝕性電解質，其中有些高(gāo)毒性分(fēn)解物(wù)，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF及SO2，它們會刺激皮膚、粘膜，如果吸入量大(dà)，還(hái)會引起頭暈和(hé)肺氣腫 ，甚至緻人(rén)死亡。充有SF6氣體的(de)設備大(dà)多(duō)安裝在室内，空氣流通(tōng)速度相對(duì)較慢(màn)，如果SF6氣體一旦洩漏，将在室内沉積不易散發，SF6氣體本身又是無色無味的(de)，洩漏後不易被發覺。另外由于SF6氣體的(de)比重較氧大(dà)，往往是沉積于低層空間，容易造成局部缺氧，使人(rén)窒息。這(zhè)樣就會對(duì)現場(chǎng)工作人(rén)員(yuán)造成極大(dà)的(de)安全隐患。
一方面由于SF6其優異的(de)絕緣、滅弧特性，逐漸使SF6設備被廣泛地應用(yòng)于高(gāo)中壓領域，而另一方面，SF6氣體本身對(duì)設備、環境，尤其是現場(chǎng)工作人(rén)員(yuán)生命健康安全造成危害的(de)可(kě)能性也(yě)越來(lái)越大(dà)。爲了(le)确保設備的(de)正常安全運行，充分(fēn)保障現場(chǎng)人(rén)員(yuán)的(de)身體健康和(hé)人(rén)身安全，必須采取有效手段對(duì)設備區(qū)域的(de)SF6氣體洩漏進行監測，防止意外事故發生。
1.2 SF6氣體在運行相關規定
《電業安全工作規程》（發電廠和(hé)變電站部分(fēn)）特别規定，裝有SF6設備的(de)配電裝置室必須保證SF6氣體濃度小于1000ppm，除須裝設強力通(tōng)風裝置外還(hái)必須安裝能報警的(de)氧量儀和(hé)SF6氣體濃度監測報警儀等。
1.3 在線監測是确保電力與環保安全的(de)有力措施
我公司根據目前電力行業的(de)發展趨勢研制了(le)SF6在線洩漏監控報警系統。該系統主要應用(yòng)于電力行業的(de)主設備之一SF6高(gāo)壓斷路器SF6氣體的(de)在線監測與報警，可(kě)以迅速定位洩漏點。
2、産品概述
2.1 産品簡介
根據對(duì)SF6高(gāo)壓開關室的(de)分(fēn)析研究，結合用(yòng)戶的(de)實際要求，按照(zhào)以最低價實現的(de)使用(yòng)效果的(de)設計原則，進行項目整體規劃，具體表述如下(xià)：
1、 重點監測SF6高(gāo)壓開關室SF6氣體和(hé)02含量是否超标，
由于設備區(qū)域的(de)SF6裝置較多(duō)，爲了(le)全面而準确地監控現場(chǎng)的(de)情況，本項目根據現場(chǎng)監測範圍等實際情況，計劃設置5監測點，當環境中氣體超标時(shí)，迅速報警，并啓動相關排風設備。
2、 監控主機可(kě)全面詳細監控SF6高(gāo)壓開關室的(de)情況
根據現場(chǎng)勘察分(fēn)析，GW8000B型主機放置在該站主控室（或SF6高(gāo)壓開關室入口處）較爲适宜。巡視工作人(rén)員(yuán)可(kě)直接通(tōng)過監控主機，查閱各種數據，實時(shí)了(le)解設備現場(chǎng)各種環境的(de)變化(huà)，根據情況采取各種措施，在監控主機上進行操作，如啓動風機等。
3、 可(kě)實現與電站遠(yuǎn)動監控系統連接，進行遙接、遙信、遙控等
本系統監控主機可(kě)通(tōng)過I/O接口與主控室的(de)遠(yuǎn)動監控系統連接，通(tōng)過與其進行歸約對(duì)接，可(kě)實現遠(yuǎn)程遙信、遙控等功能。整個(gè)監控報警系統可(kě)以實現遠(yuǎn)距離在線監測、控制。
5、 紅外人(rén)體自動檢測，
本系統具有紅外人(rén)體感應，當工作人(rén)員(yuán)進入現場(chǎng)時(shí)，自動語音(yīn)提示當前GIS室内部的(de)SF6、O2狀況。
6、 風機自動控制，
當GIS室SF6、O2超标時(shí)，本系統自動啓動風機進行強制排風。
7、 聲光(guāng)報警
當現場(chǎng)發生SF6氣體洩漏或缺氧時(shí)，系統将會自動進行燈光(guāng)報警。
2.2 産品功能
◇ 環境中SF6氣體含量檢測功能。
◇ 空氣中氧氣含量檢測功能。
◇ 環境中溫、濕度檢測顯示功能。
◇ 缺氧報警功能。
◇ SF6氣體含量超标報警功能。
◇ 缺氧或SF6含量超标，強制排風功能。
◇ 定時(shí)排風功能。
◇ 人(rén)工強制排風功能。
◇ 實時(shí)顯示各種參數功能。
2.3 産品特點
經過精心特别設計，本項目具有如下(xià)特點：
集多(duō)重監測功能于一身
主要針對(duì)最重要的(de)SF6氣體和(hé)氧氣濃度進行定量監測，并兼有溫度、濕度環境數據的(de)輔助監測功能。完全符合《電業安全工作規程》要求。
先進的(de)氣體傳感器
選用(yòng)先進的(de)高(gāo)靈敏度傳感器，報警誤差<10%（V/V），氧氣報警誤差<0.5（V/V）%.
早期現場(chǎng)報警
微量監測技術能發出早期現場(chǎng)警報，并指示氣體洩漏位置，及時(shí)通(tōng)知危險地點内人(rén)員(yuán)疏散，尋找及消除洩漏源，保護運行設備。
現場(chǎng)總線設計
一根電纜連接SF6/O2變送器、溫濕度變送器、主機、風機控制器、可(kě)分(fēn)立可(kě)組合，具有很高(gāo)的(de)現場(chǎng)适應性。
多(duō)點組網監測
多(duō)點同時(shí)監測，滿足現場(chǎng)環境需要，提高(gāo)監測可(kě)靠性。
遙測遙信能力
可(kě)以通(tōng)過RS485或RS232總線将數據遠(yuǎn)傳送到遠(yuǎn)動控制中心，控制中心也(yě)可(kě)以直接遠(yuǎn)距離查詢、控制監控系統。
長(cháng)壽型設計
精心設計的(de)高(gāo)頻(pín)小電流高(gāo)壓開關電源，應用(yòng)于SF6傳感器監測頭，具有安全可(kě)靠、效率高(gāo)的(de)特點。充分(fēn)利用(yòng)單片機的(de)靈活性，對(duì)SF6傳感器采用(yòng)間隙式工作測量，大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)SF6傳感器的(de)工作穩定性和(hé)使用(yòng)壽命。
大(dà)屏幕液晶顯示屏同步顯示
大(dà)屏幕液晶彩色顯示屏，美(měi)觀大(dà)方，運行狀态一目了(le)然。
2.4技術指标
1、SF6氣體濃度報警範圍： 50～1500PPM（報警點可(kě)自行設置，國家規定1000PPM）
2、SF6氣體檢測靈敏度： ±5%設置值
3、氧氣濃度報警點： 18%
4、氧氣測量精度： <0.4%，
5、溫度顯示範圍： -50～99℃
6、濕度顯示範圍： 0～99RH
7、輸入電源： 185～265V AC
8、報警輸出點電源： 2A
9、風機輸出觸點電源： 16A
10、風機通(tōng)風時(shí)間設定： 15MIN/次或用(yòng)戶任意設定
11、數據記錄容量： 10000條
12、通(tōng)訊： RS-485标準協議(yì)
13、顯示器特性：彩顯、亮度、對(duì)比度調節
2.6 系統部件介紹
（1）、監控主機
本項目選用(yòng)GW8000B型SF6氣體洩漏監控報警系統主機。
◇外形尺寸 長(cháng)×寬×高(gāo)：300mm×340mm×100mm。
◇彩色液晶顯示實時(shí)各種參數值，功能設置顯示。
◇功能鍵修改各種設置參數。
◇背光(guāng)鍵開點亮顯示屏。
◇風機開關，自動或強制排風。
◇背插式安裝。
◇具體使用(yòng)方法見運行規程。
功能：壁挂式主機，控制功能豐富。包括CPU主控單元、報警單元、顯示單元和(hé)通(tōng)風控制單元。配合自行設計的(de)監控軟件，通(tōng)過與設備現場(chǎng)的(de)各變送器相連接，可(kě)實現數據的(de)采集、分(fēn)析、處理(lǐ)。通(tōng)過與遠(yuǎn)動控制中心的(de)監控系統相連，可(kě)實現遠(yuǎn)動報警、遙測、遙信、遙控等諸多(duō)功能。
安裝：（1）壁挂式主機：一般安裝在SF6配電裝置室入口處的(de)牆上，也(yě)可(kě)安裝在主控室，離地120cm。
（2）屏櫃式主機：安裝在主控室。
（2）、SF6-O2綜合探測單元
◇ 外形尺寸：140×180×70。
◇ 右側航空接頭連接電源和(hé)信号線。安裝于離地10cm處。
◇ 背面雙螺絲固定。
◇ 安裝離地10cm處。
（3）、溫、濕度标準探測單元
◇ 背面雙螺絲固定。
◇ 安裝離地10cm處。
（4）、風機控制器
3、工程安裝
本項目主要分(fēn)爲三個(gè)工程階段進行：系統部件的(de)固定、系統電纜連接，系統調試
項目工程量
本項目工程施工量包括如下(xià)幾部分(fēn)：
（1）監控主機1台；
（2）SF6和(hé)O2氣體變送器；（根據現場(chǎng)實際情況而定）
（3）溫濕度變送器；（根據現場(chǎng)實際情況而定）
（4）紅外人(rén)體感應器；
（5）聲光(guāng)報警器；
3.1、變送器、風機控制器安裝
SF6氣體洩漏監控報警系統變送器安裝在GIL的(de)氣室連接處，離地面不高(gāo)于10CM，其具體安裝位置由供電公司有關部門确定。電纜從電纜溝、電纜豎井或橋架與主機及其它變送器相連接。通(tōng)過I/O口與主控室的(de)遠(yuǎn)動監控系統相連接，通(tōng)過與其進行歸納對(duì)接，可(kě)實現遠(yuǎn)程遙信、遙測、遙控等功能。每個(gè)變送器之間通(tōng)過通(tōng)信電纜及電源電纜相連接，即總線式通(tōng)往主機。
通(tōng)過風機控制器與變電站風機系統相連接，達到控制風機啓動、停止的(de)目的(de)，通(tōng)過通(tōng)信電纜及電源電纜與主機相連接。
3.2、安裝顯示主機。
顯示主機應安裝于GIL廊道入口處，因該位置位于室外，故需加裝防雨(yǔ)罩，安裝高(gāo)度以主機液晶略高(gāo)于人(rén)眼睛的(de)水(shuǐ)平視角爲準，以便于操作。
注意點：主機及防雨(yǔ)罩安裝時(shí)一定要橫平豎直；且應考慮到便于布線。
3.3電纜布置
變送器及風機控制器均通(tōng)過通(tōng)信電纜和(hé)電源電纜連接到主機，連接方式爲總線式，即每台設備與下(xià)一個(gè)設備連接，依次連接到主機。
主機需要布置一根電源電纜到UPS屏櫃或就近的(de)配電箱， 布置兩根通(tōng)信電纜分(fēn)别到主控室的(de)公用(yòng)測控屏輸出報警信号及通(tōng)信屏櫃輸出Modbus信号。
風機控制器通(tōng)過三路常開觸點控制風機控制器，布置4平方單芯電源線六根到風機控制開關。
紅外人(rén)體感應及報警燈則直接布置三根電源電纜到主機子。
3.4、系統調試
系統全部安裝完畢後，由技術人(rén)員(yuán)對(duì)整個(gè)系統進行調試。調試主要分(fēn)以下(xià)幾個(gè)步驟：
主機通(tōng)道設置、通(tōng)訊端口設置、通(tōng)訊測試、SF6氣體、氧氣體綜合變送器測試；溫濕度變送器設置、風機控制器設置、同步顯示測試；語音(yīn)提示、報警測試；報警燈測試；遠(yuǎn)動輸出測試等。
4、工程安全措施
進入施工現場(chǎng)，嚴格按照(zhào)電力作業安全規程執行。負責人(rén)對(duì)現場(chǎng)的(de)安全措施、工作内容和(hé)安全注意事項應對(duì)各施工人(rén)員(yuán)詳細說明(míng)。各施工人(rén)員(yuán)應服從監護人(rén)員(yuán)和(hé)工作負責人(rén)的(de)指揮。現場(chǎng)安全員(yuán)對(duì)整個(gè)工程的(de)安全進行督促和(hé)檢查，對(duì)違反安全規定的(de)行爲進行制止，不聽(tīng)勸告的(de)，責令離開工作現場(chǎng)，并進行懲處。具體簡述如下(xià)：
1)、進場(chǎng)前對(duì)全體施工人(rén)員(yuán)進行安全教育，樹立安全第一的(de)觀念，強調在執行安全制度下(xià)開展工作，強調如叢指揮觀念。組織進場(chǎng)施工人(rén)工進行安全工作的(de)培訓，學習(xí)《電業安全工作規程》、《電力建設安全工作規程》及有關安全生産文件，明(míng)确電力安全作業制度在電力運行中的(de)重要作用(yòng)。
2)、施工最好在停電條件下(xià)進行。
3)、進入現場(chǎng)的(de)各施工人(rén)員(yuán)應穿工作服、工作鞋，戴好安全帽。
4)、施工負責人(rén)應向施工人(rén)員(yuán)交代清楚工作地點、工作範圍、工作内容、工作時(shí)間及工作的(de)安全措施。全體施工人(rén)員(yuán)必須是自上而下(xià)進行安全技術交底，掌握工程特點及施工措施。
5)、現場(chǎng)檢修電源的(de)取得(de)應聽(tīng)從監護人(rén)員(yuán)的(de)指揮，對(duì)不聽(tīng)從安全監察部門及施工管理(lǐ)人(rén)員(yuán)的(de)，必須停止工作，工作中出現的(de)問題應及時(shí)向安全監察部門反映。
6)、施工的(de)主要注意點如下(xià)：
l 在各種設備上鑽孔時(shí)，應避免損傷到内部的(de)電纜，鑽孔時(shí)應做(zuò)好隔離措施。
l 鋪設電纜時(shí),應對(duì)電纜蓋闆小心輕放，防止蓋闆跌落，地面上鋪設絕緣橡膠，施工人(rén)員(yuán)不得(de)在電纜上行走或擱置重物(wù)，以避免使電纜受力變形、損傷。
l 施工時(shí)人(rén)員(yuán)應與運行設備保持安全距離。
l 進入主控室時(shí)，應關閉手機，避免幹擾電力設備的(de)正常運行，施工過程中不得(de)進入無關區(qū)域。
l 開工前應對(duì)施工機械、工器具及安全防護措施進行一次檢查。
7)、施工結束，應做(zuò)到工完料盡場(chǎng)地清，保持施工前原貌，恢複現場(chǎng)。
8)、其他(tā)未盡事宜按電力作業安全規程執行。
5、工程驗收
安裝調試完畢後，按照(zhào)設計方案中具體的(de)規定以及技術協議(yì)中的(de)指标，對(duì)項目進行驗收，如在驗收中發現有不足之處，将立即進行整改直至達到技術協議(yì)的(de)要求。
6、附件1：設備清單
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序号 |
設備名稱 |
規格
型号 |
單位 |
數量 |
備注 |
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機組 |
機組 |
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10 |
SF6氣體探測報警系統 |
GW8000B |
套 |
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10.1 |
主機 |
1 |
台 |
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10.2 |
氣體探測單元 |
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隻 |
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視現場(chǎng)而定 |
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10.3 |
溫濕度單元 |
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隻 |
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視現場(chǎng)而定 |
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10.4 |
風機控制單元 |
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隻 |
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視現場(chǎng)而定 |
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10.5 |
通(tōng)信電源線材及輔助設備 |
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套 |
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以滿足現場(chǎng)實際用(yòng)量爲準 |
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7、附件2： 布置方式及數量
（1）SF6/O2變送器
SF6/O2變送器監測範圍爲：以變送器爲圓心，半徑3m範圍内，安裝位置一般位于GIL的(de)氣室連接處，即可(kě)能發生氣體洩漏的(de)位置，其數量由現場(chǎng)的(de)GIS氣室分(fēn)布而定。因SF6氣體密度比空氣大(dà)，洩漏時(shí)會沉積到地面附近，故變送器位置不高(gāo)于地面十公分(fēn)。每台主機最多(duō)配備50個(gè)變送器。
（2）風機控制器
開關型風機控制器自帶三路常開觸點，功率不大(dà)于17.5KW，在室内有較多(duō)軸流風機時(shí)，需要增加風機控制器的(de)數量直到達到控制要求，每台主機最多(duō)配備8個(gè)風機控制器。
一般安裝于風機控制電源箱附近的(de)牆壁上，風機控制器底部與風機電源箱底部齊平。
（3）溫濕度變送器
溫濕度變送器位置均勻分(fēn)布于GIS室内。每台主機最多(duō)配置24個(gè)溫濕度變送器。安裝位置與SF6/O2變送器保持一緻。
