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(qiáng)度高、滅弧特性好，而且還增加了開斷能力。已成為當(dāng)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(fēng)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(hù)需要而研發(fā)的高科技新產(chǎn)品。

本系統(tǒng)采用進(jìn)口傳感器，結(jié)合CPU*的控制能力，可實時在線監(jiān)測SF6氣體的濃度和環(huán)境溫濕度及氧氣的含量并將測量結(jié)果采用總線進(jìn)行數(shù)字傳輸、做到準(zhǔn)確及時掌握運(yùn)行設(shè)備的狀況，還可以控制風(fēng)機(jī)的開關(guān)。

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(zhǔn)確及時掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況，由監(jiān)測中心的后臺計算機(jī)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(jìn)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(jìn)入預(yù)警，使運(yùn)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(fù)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(zhǔn)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(jī)多能，可通過方便的外部設(shè)置對檢測器功能進(jìn)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(bǔ)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(jìn)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(yùn)用，為多個分機(jī)在現(xiàn)場檢測多種數(shù)據(jù)，然后傳給一臺集控器進(jìn)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(jìn)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(jī)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(fēng)機(jī)啟動時間，并可通過鍵盤、液晶聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行時間設(shè)置、風(fēng)機(jī)工作參數(shù)設(shè)置、報警限值設(shè)置等，并且有人工啟動風(fēng)機(jī)功能。

◇抗*力強(qiáng)

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(zhǔn)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(qiáng)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(jìn)行報警、啟動風(fēng)機(jī)等控制輸出動作功能；

◆大屏藍(lán)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(fēng)機(jī)啟動時間等參數(shù)的記錄與查詢功能。

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

◆具有數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)的功能；

◆自動零點校準(zhǔn)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(biāo)

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(fēng)機(jī)控制器＜3W、顯示屏＜10W

10、報警輸出接點電流：    AC220V/2A

11、風(fēng)機(jī)控制器：脈沖型（接點電流2A）

12、風(fēng)機(jī)通風(fēng)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(yùn)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(yùn)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(biāo)

☆ 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(jī)主要功能

● 功能簡介                                    

SF6監(jiān)測主機(jī)包括CPU主控單元、報警單元、通信單元、顯示單元和通風(fēng)控制單元。通過與現(xiàn)場的各檢測器相連接，能準(zhǔn)確無誤的接收檢測器傳送過來的檢測數(shù)據(jù)，通過運(yùn)算分析，判斷是否超標(biāo)，超標(biāo)則進(jìn)行聲光報警、啟動風(fēng)機(jī)等輸出動作，主機(jī)采用大屏藍(lán)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(jìn)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(fēng)機(jī)功能。采用掛壁式安裝方式。

●技術(shù)指標(biāo)

☆ 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(jī)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(hù)和數(shù)據(jù)的處理；客戶機(jī)負(fù)責(zé)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(jìn)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(fù)責(zé)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(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行匯編打印；組態(tài)系統(tǒng)包括當(dāng)?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(yùn)行狀態(tài)。