SF6氣體濃度在線監(jiān)測報警系統(tǒng)

1.前言

近年來，由于SF₆氣體絕緣強度高、滅弧特性好，而且還增加了開斷能力。已成為當今廣泛應(yīng)用于各種電壓等級的SF₆氣體斷路器、組合電器（GIS）等產(chǎn)品。但SF₆氣體經(jīng)過高溫拉弧放電的分解物、氟化亞硫酰（SOF₂）、氟化硫酰（SO₂F₂）、四氟化硫（SF₄）、二氟化硫（SF₂）等對人體有極大的損害?！峨姌I(yè)安全工作規(guī)程》特別規(guī)定，安裝SF₆氣體電氣設(shè)備的相關(guān)場所必須安裝氧氣和SF₆氣體濃度在線監(jiān)測報警系統(tǒng)，并安裝必要的通風換氣裝置。

2.系統(tǒng)概述

圣凱安 SF6氣體濃度在線監(jiān)測報警系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)），是我公司專門為SF6氣體斷路器、組合電器（GIS）等室內(nèi)工作人員人身保護需要而研發(fā)的高科技新產(chǎn)品。

本系統(tǒng)具有*的可靠性和安全性及相對低廉的價格，使得本系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于各種電壓等級的SF6開關(guān)室、組合電器室（GIS）等場所。做到準確及時掌握運行設(shè)備的健康狀況，由監(jiān)測中心的后臺計算機管理系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)，將多座變電站集中管理。監(jiān)測中心的后臺管理系統(tǒng)、通過B／S模式網(wǎng)絡(luò)共享，相關(guān)人員可通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的查看分析，并可修改報警閥值、若某組超出設(shè)定報警閥值，則自動聲光報警，自動彈出該組的信息，進入預(yù)警，使運行人員及時掌握并提前處理事故隱患，保障工作人員人身安全。

3.產(chǎn)品特點

◇高精度實時檢測

本系統(tǒng)超聲波聲速測量與衰減法相結(jié)合，可定量、實時在線測量SF6氣體濃度，克服了傳統(tǒng)測量方法如負電暈放電法和鹵素傳感器法只能定性判別是否越限的缺陷，不能夠準確得到氣體中SF6含量。

◇軟硬件可裁減

本系統(tǒng)的檢測器一機多能，可通過方便的外部設(shè)置對檢測器功能進行靈活的軟硬件裁減，以適應(yīng)不同場合的需求，盡努力為客戶節(jié)省成本。

◇超低誤報率

本系統(tǒng)針對傳統(tǒng)產(chǎn)品誤報率高的缺點，采用溫度補償，杜絕了空氣擾動及混合氣體、溫濕度變化等帶來的影響，從根本上解決了系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。

◇多重檢測功能

  本系統(tǒng)主要針對SF6氣體泄漏和缺氧狀況進行檢測，并兼有溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)的輔助檢測功能，*符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》要求。

◇完備的通信網(wǎng)絡(luò)

  本系統(tǒng)將RS485接口聯(lián)合運用，為多個分機在現(xiàn)場檢測多種數(shù)據(jù)，然后傳給一臺集控器進行處理與顯示及指令、存儲構(gòu)建了一個適宜的通信網(wǎng)絡(luò)。

◇歷史數(shù)據(jù)記錄和查詢

  本系統(tǒng)配有大容量數(shù)據(jù)存儲器，可實時記錄歷史數(shù)據(jù)，并可隨時對歷史數(shù)據(jù)進行查詢。

◇長壽型設(shè)計

本系統(tǒng)為了延長壽命，SF6傳感器采用間歇式工作，大大提高了傳感器的工作穩(wěn)定性和使用壽命。

◇高度人機交互功能

本系統(tǒng)液晶輸出現(xiàn)場參數(shù)、報警歷史數(shù)據(jù)、上次風機啟動時間，并可通過鍵盤、液晶聯(lián)合作業(yè)進行時間設(shè)置、風機工作參數(shù)設(shè)置、報警限值設(shè)置等，并且有人工啟動風機功能。

◇抗*力強

本系統(tǒng)對干擾問題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設(shè)計上分別采用了多種有效的抗干擾處理方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，以及測量數(shù)據(jù)的準確性；

4.系統(tǒng)功能

◆環(huán)境中SF6氣體和O2濃度定量檢測功能；

◆環(huán)境中溫、濕度定量檢測功能；

◆檢測間隔用戶可調(diào)、可疑檢測點自動加強跟蹤功能；

◆判斷現(xiàn)場數(shù)據(jù)是否超出設(shè)定限值，超出則進行報警、啟動風機等控制輸出動作功能；

◆大屏藍色液晶輸出實時檢測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)記錄，歷史數(shù)據(jù)記錄包括報警時間、報警時各環(huán)境參數(shù)、最近若干次測量參數(shù)、最近一次風機啟動時間等參數(shù)的記錄與查詢功能。

◆通過鍵盤進行時間設(shè)置、風機工作參數(shù)設(shè)置、分機設(shè)置、檢測模式設(shè)置、報警限值設(shè)置，有人工強制啟動風機功能，通過集控器的開關(guān)按鈕人工開自動關(guān)風機功能。

◆具有數(shù)據(jù)上傳到PC機的功能；

◆自動零點校準功能、克服漂移和誤報、以及系統(tǒng)自診斷功能；

5.主要技術(shù)指標

1、SF6氣體濃度測量范圍：0～3000 ppm     精度：優(yōu)于50 ppm

2、SF6氣體濃度報警點：  1000 ppm  （0—3000 ppm范圍內(nèi)可設(shè)制）

3、氧氣濃度檢測范圍：   0～25%

4、缺氧報警點：         18%（0～22%范圍內(nèi)可設(shè)制）

5、氧氣測量精度：       <0.4%,O2在20.9%時

6、溫度顯示范圍：       -25～＋85℃  精度：0.1℃

7、濕度顯示范圍：       0～99%RH     精度：1%

8、工作電源：           AC/DC 220V±20%

9、功耗： 集控器<15W、檢測器＜3W、風機控制器＜3W、顯示屏＜10W

10、報警輸出接點電流：    AC220V/2A

11、風機控制器：脈沖型（接點電流2A）

12、風機通風時間設(shè)定：15min/次或30min/次（每日定時自動啟動一次）

13、通訊方式：RS-485總線方式

15、通訊規(guī)約：Modbus RTU

6.SF6氣體濃度在線監(jiān)測報警系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)構(gòu)：由五個單元組成：

本地檢測單元、本地控制單元、信號傳輸單元、集控采集單元和后臺管理單元。

復(fù)合型報警器包括六氟化硫檢測單元、氧氣檢測單元、溫濕度檢測單元和通信單元，對六氟化硫的檢測運用超聲檢測技術(shù)克服了使用壽命短、穩(wěn)定性差等缺點，能實時監(jiān)測到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測到的數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳送至集控器。

6.1 SF₆氣體檢測器

● 功能簡介

報警器包括六氟化硫檢測單元、溫濕度檢測單元和通信單元，對六氟化硫的檢測運用超聲檢測技術(shù)克服了使用壽命短、穩(wěn)定性差等缺點，能實時監(jiān)測到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測到的數(shù)據(jù)通過RS-485總線傳送至集控器。

● SF₆氣體檢測器技術(shù)指標

☆ 溫度測量范圍：-25～85℃ 精度：0.1℃

☆ 濕度測量范圍：0～99% 精度：1%

☆ 工作電源：DC/24V

☆ 功耗：<3W

☆ 通信接口：RS485

☆ 通信規(guī)約：Modbus協(xié)議RTU傳輸CRC16校驗

☆ 外型尺寸為：170×140×80mm

6.2集控采集數(shù)顯報警機主要功能

● 功能簡介                                    

SF6監(jiān)測主機包括CPU主控單元、報警單元、通信單元、顯示單元和通風控制單元。通過與現(xiàn)場的各檢測器相連接，能準確無誤的接收檢測器傳送過來的檢測數(shù)據(jù)，通過運算分析，判斷是否超標，超標則進行聲光報警、啟動風機等輸出動作，主機采用大屏藍色液晶，用于顯示現(xiàn)場測量的實時數(shù)據(jù)，還可與鍵盤聯(lián)合作業(yè)，進行歷史數(shù)據(jù)查詢、系統(tǒng)時間設(shè)置、檢測模式設(shè)置等操作，操作界面簡單、友好，還具有手動啟動風機功能。采用掛壁式安裝方式。

●技術(shù)指標

☆ 報警輸出接點電流：2A

☆ 功耗：<15W

☆SF6氣體濃度報警點：  1000μV/V（50—3000μV/V范圍內(nèi)可設(shè)制）

☆ 缺氧報警點：18%（0～22%范圍內(nèi)可設(shè)制）

☆ 工作電源：AC220V/50HZ

☆ 通信接口：一路對上RS485，一路對下RS485

☆ 通信規(guī)約：Modbus協(xié)議RTU傳輸CRC16校驗

☆ 安裝方式：掛壁式

7.后臺軟件

后臺管理又分為硬件平臺和軟件平臺。硬件平臺包括網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、服務(wù)器、客戶機等。軟件平臺包括采集系統(tǒng)、列表系統(tǒng)、配置系統(tǒng)以及組態(tài)系統(tǒng)。

服務(wù)器是整個系統(tǒng)的核心，基本任務(wù)是數(shù)據(jù)的維護和數(shù)據(jù)的處理；客戶機負責提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動圖等。

配置系統(tǒng)對整個監(jiān)測管理系統(tǒng)進行選配，選定需監(jiān)測的項目，即子系統(tǒng)的組合；采集系統(tǒng)主要功能在于實時采集集中監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)、包括模擬量、開關(guān)量、狀態(tài)量、控制量等；列表系統(tǒng)負責將所有子系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理成表格的形式，包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，可與打印機聯(lián)機進行匯編打?。唤M態(tài)系統(tǒng)包括當?shù)氐貓D、主接線、設(shè)備工況、實時檢測數(shù)據(jù)曲線與歷史數(shù)據(jù)曲線等界面，直觀的描述現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)及高壓設(shè)備運行狀態(tài)。