高壓SF6斷路器氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用

劉鵬程

摘要：在電力行業(yè)，由于六氟化硫氣體（SF6）主要是作為絕緣和滅弧介質(zhì)而廣泛應(yīng)用于高壓開關(guān)及其設(shè)備，在實(shí)際的使用過(guò)程中存在一定的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)對(duì)人員和設(shè)備造成嚴(yán)重的危害，因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中配置可靠的SF6斷路器氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)于保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行和工作人員的安全具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：SF6斷路器;報(bào)警

一、設(shè)計(jì)背景

張集礦中央?yún)^(qū)110kV變電所是該礦中央?yún)^(qū)供電的核心，肩負(fù)著地面生產(chǎn)、生活及井下生產(chǎn)的所有負(fù)荷供電，是全礦所有生產(chǎn)、生活用電的源頭，110kV變電所安全穩(wěn)定運(yùn)行是我礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

110kV變電所高壓部分采用SF6斷路器，其SF6氣體優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，使SF6斷路器具有開斷能力強(qiáng)，允許連續(xù)開斷次數(shù)較多，適用于頻繁操作，噪音小，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，機(jī)械磨損小等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足礦井高壓供電開關(guān)的各項(xiàng)要求。

SF6斷路器在運(yùn)行中存在最大的隱患就是SF6氣體泄漏，泄漏一般具有不可預(yù)見性，一旦斷路器氣室內(nèi)氣壓小于額定值，斷路器的滅弧能力將會(huì)急劇下降，從而影響斷路器的開斷能力，威脅到礦井供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。泄漏出來(lái)的高溫電離SF6氣體及其分解物都有毒性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員有極大的危害性，有些甚至含有劇毒，即使吸入微量也能致人非命。

基于以上情況，增設(shè)SF6氣體泄漏報(bào)警儀可以有效的對(duì)氣體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而確保斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。張集礦中央?yún)^(qū)110kV變電所采用的SF6氣體泄漏報(bào)警儀可以有效的對(duì)氣體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而確保斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，自運(yùn)行以來(lái)效果良好，為礦井供電系統(tǒng)安全運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

二、設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)思路

SF6氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)利用SF6采集器紅外激光吸收法，是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)空氣中SF6氣體濃度的技術(shù)手段。該方法的優(yōu)勢(shì)是：監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方便、靈活，可設(shè)置多路采集器，能夠做到監(jiān)測(cè)精度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，性價(jià)比極高。還可以有效避免光源散發(fā)、環(huán)境昏暗等因素所造成的不利影響。

在正常情況下，斷路器穩(wěn)定運(yùn)行，SF6氣體不會(huì)發(fā)生泄漏。當(dāng)被監(jiān)測(cè)斷路器氣室內(nèi)氣壓小于額定值，SF6氣體濃度下降時(shí)，與現(xiàn)場(chǎng)相連接的各路采集器，通過(guò)RS485通訊總線能準(zhǔn)確無(wú)誤的傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)主控制系統(tǒng)綜合運(yùn)算分析，判斷是否超標(biāo)，超標(biāo)則進(jìn)行聲光報(bào)警、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等輸出動(dòng)作;當(dāng)SF6氣體含量處在正常值時(shí)，傳輸信號(hào)關(guān)閉聲光報(bào)警、風(fēng)機(jī)等動(dòng)作，系統(tǒng)則進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測(cè)。

（二）主要功能

1.監(jiān)測(cè)功能

是整個(gè)系統(tǒng)一個(gè)很重要的特性，設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的采集器在運(yùn)行過(guò)程中能夠形成一個(gè)穩(wěn)定性非常高的信號(hào)，傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)綜合分析轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)斤@示屏中顯示實(shí)時(shí)空氣中SF6氣體含量。取代過(guò)去操作人員使用手持儀器進(jìn)行測(cè)量的方式，讓操作人員能夠直觀看到被監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，大大減少了人力和財(cái)務(wù)，而且效率更高。為斷路器的穩(wěn)定運(yùn)行提供安全可靠的保障，提升運(yùn)行過(guò)程中全面管理控制。

2.聲光報(bào)警功能

為了確保操作人員的安全工作，系統(tǒng)將空氣中的SF6濃度超標(biāo)值設(shè)置為兩個(gè)級(jí)別。當(dāng)采集器監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)空氣中SF6濃度超標(biāo)值達(dá)到第一級(jí)時(shí)，傳輸信號(hào)啟動(dòng)閃光燈和喇叭進(jìn)行示警，提醒現(xiàn)場(chǎng)操作人員做出快速處理方案，避免安全事故的發(fā)生造成斷路器出現(xiàn)故障。閃光燈采用脈沖氙氣燈管制成，聲音使用壓電揚(yáng)聲器產(chǎn)生，具有高亮度閃光、響亮音頻報(bào)警功能，同時(shí)多種音調(diào)語(yǔ)音選擇，音量可調(diào)選擇，不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。

3.風(fēng)機(jī)控制功能

當(dāng)采集器監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)空氣中SF6濃度超標(biāo)值達(dá)到第二級(jí)時(shí)，開啟聲光報(bào)警的同時(shí)，傳輸啟動(dòng)信號(hào)開啟風(fēng)機(jī)，通過(guò)排風(fēng)，降低空氣中的SF6濃度。為確保斷路器在多種情況下正常運(yùn)行，操作人員也可進(jìn)行定時(shí)和手動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)。

4.數(shù)據(jù)保存和查詢功能

系統(tǒng)對(duì)事件記錄與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄保存，做到有據(jù)可查、有據(jù)可依。及時(shí)提供技術(shù)人員準(zhǔn)確有效的維修數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)SF6氣體泄漏情況。進(jìn)行綜合分析預(yù)測(cè)將來(lái)可能發(fā)生的泄漏點(diǎn)，縮短停電檢修、補(bǔ)氣的時(shí)間，節(jié)約檢修費(fèi)用。

（三）實(shí)施過(guò)程

將110kV 885#、857#進(jìn)線斷路器處各安裝一組采集器對(duì)斷路器氣室內(nèi)SF6氣體進(jìn)行采集。系統(tǒng)主機(jī)（主監(jiān)控單元）安裝于集控室內(nèi)，對(duì)SF6氣體泄漏狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)被監(jiān)測(cè)斷路器正常時(shí)，采集器通過(guò)通訊線傳輸主監(jiān)控單元，顯示單元顯示SF6氣體正常;當(dāng)被監(jiān)測(cè)斷路器氣室內(nèi)氣壓小于額定值，發(fā)生SF6氣體泄漏時(shí)，采集器通過(guò)通訊線傳輸主監(jiān)控單元，顯示單元顯示SF6氣體異常，啟動(dòng)閃光燈和喇叭進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)空氣中的SF6濃度達(dá)到第二級(jí)時(shí)，同時(shí)開啟風(fēng)機(jī)，通過(guò)排風(fēng)，降低空氣中的SF6濃度及分解的有毒有害氣體的含量，從源頭上杜絕安全事故的發(fā)生。

三、使用效果

張集礦中央?yún)^(qū)110kV變電所安裝SF6氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)試運(yùn)行以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單方便、功能性強(qiáng)、成本低廉等特點(diǎn)。杜絕了誤報(bào)、漏報(bào)等情況的發(fā)生幾率，能夠起到有效的對(duì)SF6氣體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的作用，從而確保斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)SF6氣體濃度下降到第一級(jí)時(shí)，顯示單元顯示SF6濃度告警，系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警;當(dāng)SF6氣體濃度下降到第二級(jí)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警，同時(shí)開啟風(fēng)機(jī)排風(fēng)，減少SF6氣體及其它有毒有害氣體排放，有益于環(huán)境保護(hù)和操作人員身體健康。