高壓SF6斷路器氣體泄漏報警系統應用

劉鵬程

摘要：在電力行業，由于六氟化硫氣體（SF6）主要是作為絕緣和滅弧介質而廣泛應用于高壓開關及其設備，在實際的使用過程中存在一定的泄漏風險，一旦出現問題就會對人員和設備造成嚴重的危害，因此，在實際應用過程中配置可靠的SF6斷路器氣體泄漏報警系統，對于保證電力設備的安全運行和工作人員的安全具有十分重要的意義。

關鍵詞：SF6斷路器;報警

一、設計背景

張集礦中央區110kV變電所是該礦中央區供電的核心，肩負著地面生產、生活及井下生產的所有負荷供電，是全礦所有生產、生活用電的源頭，110kV變電所安全穩定運行是我礦安全生產的基礎。

110kV變電所高壓部分采用SF6斷路器，其SF6氣體優良的絕緣和滅弧性能，使SF6斷路器具有開斷能力強，允許連續開斷次數較多，適用于頻繁操作，噪音小，無火災危險，機械磨損小等優點，能夠滿足礦井高壓供電開關的各項要求。

SF6斷路器在運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見性，一旦斷路器氣室內氣壓小于額定值，斷路器的滅弧能力將會急劇下降，從而影響斷路器的開斷能力，威脅到礦井供電系統的安全運行。泄漏出來的高溫電離SF6氣體及其分解物都有毒性，對現場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SF6氣體泄漏報警儀可以有效的對氣體壓力進行實時檢測，從而確保斷路器的安全穩定運行。張集礦中央區110kV變電所采用的SF6氣體泄漏報警儀可以有效的對氣體壓力進行實時檢測，從而確保斷路器的安全穩定運行，自運行以來效果良好，為礦井供電系統安全運行提供了堅實的保障。

二、設計方案

（一）設計思路

SF6氣體檢測報警系統利用SF6采集器紅外激光吸收法，是目前國內最先進的在線監測空氣中SF6氣體濃度的技術手段。該方法的優勢是：監測點布設方便、靈活，可設置多路采集器，能夠做到監測精度高，穩定性強，性價比極高。還可以有效避免光源散發、環境昏暗等因素所造成的不利影響。

在正常情況下，斷路器穩定運行，SF6氣體不會發生泄漏。當被監測斷路器氣室內氣壓小于額定值，SF6氣體濃度下降時，與現場相連接的各路采集器，通過RS485通訊總線能準確無誤的傳送監測數據，通過主控制系統綜合運算分析，判斷是否超標，超標則進行聲光報警、啟動風機等輸出動作;當SF6氣體含量處在正常值時，傳輸信號關閉聲光報警、風機等動作，系統則進行循環監測。

（二）主要功能

1.監測功能

是整個系統一個很重要的特性，設置在現場監測點的采集器在運行過程中能夠形成一個穩定性非常高的信號，傳輸到主控制系統綜合分析轉換成數字信號，傳輸到顯示屏中顯示實時空氣中SF6氣體含量。取代過去操作人員使用手持儀器進行測量的方式，讓操作人員能夠直觀看到被監視現場的實際情況，大大減少了人力和財務，而且效率更高。為斷路器的穩定運行提供安全可靠的保障，提升運行過程中全面管理控制。

2.聲光報警功能

為了確保操作人員的安全工作，系統將空氣中的SF6濃度超標值設置為兩個級別。當采集器監測現場空氣中SF6濃度超標值達到第一級時，傳輸信號啟動閃光燈和喇叭進行示警，提醒現場操作人員做出快速處理方案，避免安全事故的發生造成斷路器出現故障。閃光燈采用脈沖氙氣燈管制成，聲音使用壓電揚聲器產生，具有高亮度閃光、響亮音頻報警功能，同時多種音調語音選擇，音量可調選擇，不會產生誤報警。

3.風機控制功能

當采集器監測現場空氣中SF6濃度超標值達到第二級時，開啟聲光報警的同時，傳輸啟動信號開啟風機，通過排風，降低空氣中的SF6濃度。為確保斷路器在多種情況下正常運行，操作人員也可進行定時和手動啟動風機排風。

4.數據保存和查詢功能

系統對事件記錄與歷史數據進行記錄保存，做到有據可查、有據可依。及時提供技術人員準確有效的維修數據，發現SF6氣體泄漏情況。進行綜合分析預測將來可能發生的泄漏點，縮短停電檢修、補氣的時間，節約檢修費用。

（三）實施過程

將110kV 885#、857#進線斷路器處各安裝一組采集器對斷路器氣室內SF6氣體進行采集。系統主機（主監控單元）安裝于集控室內，對SF6氣體泄漏狀況進行監測。當被監測斷路器正常時，采集器通過通訊線傳輸主監控單元，顯示單元顯示SF6氣體正常;當被監測斷路器氣室內氣壓小于額定值，發生SF6氣體泄漏時，采集器通過通訊線傳輸主監控單元，顯示單元顯示SF6氣體異常，啟動閃光燈和喇叭進行聲光報警。當空氣中的SF6濃度達到第二級時，同時開啟風機，通過排風，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生。

三、使用效果

張集礦中央區110kV變電所安裝SF6氣體檢測報警系統試運行以來，運行穩定，操作簡單方便、功能性強、成本低廉等特點。杜絕了誤報、漏報等情況的發生幾率，能夠起到有效的對SF6氣體壓力進行實時監測的作用，從而確保斷路器的安全穩定運行。當SF6氣體濃度下降到第一級時，顯示單元顯示SF6濃度告警，系統啟動聲光報警;當SF6氣體濃度下降到第二級時，系統啟動聲光報警，同時開啟風機排風，減少SF6氣體及其它有毒有害氣體排放，有益于環境保護和操作人員身體健康。