SF6气体开关室环境监测及自动报警系统.pdf

第9卷第19期2009年lO月 1671·1819(2009)19-5739—04 科学技术与工程 Science Technology and Engineering VoL 9 No．19 Oct．20()9 @2009 Sci．Teeh．Engng． 环境科学 SF6气体开关室环境监测及自动报警系统 ‘ 夏永锋朱鹏程1 (江苏科技大学计算机科学与工程学院。机械与动力-I-程学院1，镇江212003) 摘要系统不仅对SF6(六氟化硫)气体绝缘开关室内的SF,气体泄漏浓度和02(氧气)浓度以及环境温度、湿度等多种参 数进行在线检测，而且可以检测GIS(气体绝缘全封闭组合电器)内部与SF6气体有关的各种物理参数，如露点、气体密度、温 度等，并对sF6泄漏和0：浓度过低自动进行声光报警。 关键词SF6 自动报警 ADAM4000 中图法分类号X511； 文献标志码A SF6是由两位法国化学家Moissan和Lebeau在 1900年合成的。从20世纪60年代起，sF6作为极 其优越的绝缘、灭弧介质广泛应用于全世界电力行 业中的高压断路器及变电设备中。在今天，SF6气 体几乎成为高压、超高压断路器和GIS中唯一的绝 缘和灭弧介质¨’2J。 其优点可概括如下： (1)SF6无色、无味、无毒、不燃且不溶于水，是 目前已知的最不活泼的气体之一。 (2)sF。气体具有优异的绝缘性能。 (3)SF6是一种具有优异灭弧性能的气体。 常态下SF6气体的绝缘性能是空气的2．5倍以 上，灭弧能力相当于空气的100倍，但并不代表其不 存在缺陷，使用中可能会出现下列问题。 (1)SF6气体本身虽然无色、无味、无毒性，是 常温下化学性能稳定的惰性气体，且其密度比空气 重，不易与空气混合。但经过SF6开关开断时的高 温电离会进行分解，主要分解物有SOF2、SO：F：、 SF4、SF：、S：F：、HF等，这些气体一般都有毒性，对人 体有危害，有些甚至含有剧毒，即使吸入微量也能 2009年6月29日收到企业协作技术攻关项目(2004JD01IF)资助 第一作者简介：夏永锋(1975一)，男，汉族，江苏省丹阳市人，讲师， 硕士，研究方向：程序设计与算法，人工智能。 致人非命。 (2)当使用sF。气体作为绝缘和灭弧介质的室 内开关在使用过程中发生泄漏时，泄漏出来的SF。 气体及其分解物易在室内低层空间积聚。造成局部 缺氧和带毒，对进入室内的工作人员的生命安全产 生严重威胁。 (3)SF6气体作为绝缘和灭弧介质封闭在SF6 电力设备中，由于制造质量和安装工艺、密封元件 的老化等原因，SF6设备的泄漏是难以避免的，水分 的渗入现象也是存在的。这一现象必将直接影响 介质的绝缘强度和灭弧能力，降低开关的开断性 能，进而给设备的运行带来严重隐患，影响电力输 送的安全。 为此，《电业安全工作规程》特别规定，装有SF6 设备的配电装置室和气体实验室必须保证SF6气体 浓度小于1 000×10-4(ppm)，除装有强力通风装置 外，还必须安装能报警的氧量仪和sF6气体泄漏报 警仪。因此，对SF6电力设备的实时准确监控十分 重要，研制SF6开关室监控报警系统也势在必行。 1系统构成原理 本系统用于实时监测变电所内部多种参量，是 为某企业开发的新产品，与现有产品比较，它具有 体积小、测点多、易扩展等优点。 万方数据 科学技术与工程 9卷 整个系统构成如图1所示。系统的探头由SF。 传感器、氧气传感器、温度传感器、湿度传感器、露 点传感器和密度传感器构成。监控计算机是PIII级 的PC／104+模块，A／D模块采用研华的ADAM4017 组成，D／A模块采用ADAM4050，RS-232／RS-485转 接头采用ADAM4520，进行通风换气的风扇和声光 报警的喇叭和指示灯就作为被控制的对象。 系统中所有各种传感器的输入通过RS485总 线传输到监控计算机，监控程序对检测到的输入量 进行比较，超过设定标准范围的，则监控计算机向 被控对象发出相应的指令。比如SF6含量超标，则 风机启动，同时进行声光报警。人体红外探头的作 用是当有人员进入监控区域时，监控计算机通过喇 叭发出提示，提醒人员注意安全。监控计算机还要 负责把实时采集的数据通过以太网传给上位计算 机，以供有关人员进行数据分析。 由系统结构可以看出，监控计算机是通过AD- AM4017、ADAM4050和ADAM 4520与外界传感器 及被控对象进行联系的，它们都属于ADAM4000 系列。 图1系统原理图 2亚当ADAM4000模块介绍‘3] ADAM---4000系列模块是一种模块内置式微控 制器，传感器到计算机接口的智能设备。这些模块 通过发出ASCII码格式的简单命令集并以Rs一85 通讯协议发送予以控制。该模块系列提供