高压SF6断路器气体泄漏报警系统应用

刘鹏程

摘要：在电力行业，由于六氟化硫气体（SF6）主要是作为绝缘和灭弧介质而广泛应用于高压开关及其设备，在实际的使用过程中存在一定的泄漏风险，一旦出现问题就会对人员和设备造成严重的危害，因此，在实际应用过程中配置可靠的SF6断路器气体泄漏报警系统，对于保证电力设备的安全运行和工作人员的安全具有十分重要的意义。

关键词：SF6断路器;报警

一、设计背景

张集矿中央区110kV变电所是该矿中央区供电的核心，肩负着地面生产、生活及井下生产的所有负荷供电，是全矿所有生产、生活用电的源头，110kV变电所安全稳定运行是我矿安全生产的基础。

110kV变电所高压部分采用SF6断路器，其SF6气体优良的绝缘和灭弧性能，使SF6断路器具有开断能力强，允许连续开断次数较多，适用于频繁操作，噪音小，无火灾危险，机械磨损小等优点，能够满足矿井高压供电开关的各项要求。

SF6断路器在运行中存在最大的隐患就是SF6气体泄漏，泄漏一般具有不可预见性，一旦断路器气室内气压小于额定值，断路器的灭弧能力将会急剧下降，从而影响断路器的开断能力，威胁到矿井供电系统的安全运行。泄漏出来的高温电离SF6气体及其分解物都有毒性，对现场的工作人员有极大的危害性，有些甚至含有剧毒，即使吸入微量也能致人非命。

基于以上情况，增设SF6气体泄漏报警仪可以有效的对气体压力进行实时检测，从而确保断路器的安全稳定运行。张集矿中央区110kV变电所采用的SF6气体泄漏报警仪可以有效的对气体压力进行实时检测，从而确保断路器的安全稳定运行，自运行以来效果良好，为矿井供电系统安全运行提供了坚实的保障。

二、设计方案

（一）设计思路

SF6气体检测报警系统利用SF6采集器红外激光吸收法，是目前国内最先进的在线监测空气中SF6气体浓度的技术手段。该方法的优势是：监测点布设方便、灵活，可设置多路采集器，能够做到监测精度高，稳定性强，性价比极高。还可以有效避免光源散发、环境昏暗等因素所造成的不利影响。

在正常情况下，断路器稳定运行，SF6气体不会发生泄漏。当被监测断路器气室内气压小于额定值，SF6气体浓度下降时，与现场相连接的各路采集器，通过RS485通讯总线能准确无误的传送监测数据，通过主控制系统综合运算分析，判断是否超标，超标则进行声光报警、启动风机等输出动作;当SF6气体含量处在正常值时，传输信号关闭声光报警、风机等动作，系统则进行循环监测。

（二）主要功能

1.监测功能

是整个系统一个很重要的特性，设置在现场监测点的采集器在运行过程中能够形成一个稳定性非常高的信号，传输到主控制系统综合分析转换成数字信号，传输到显示屏中显示实时空气中SF6气体含量。取代过去操作人员使用手持仪器进行测量的方式，让操作人员能够直观看到被监视现场的实际情况，大大减少了人力和财务，而且效率更高。为断路器的稳定运行提供安全可靠的保障，提升运行过程中全面管理控制。

2.声光报警功能

为了确保操作人员的安全工作，系统将空气中的SF6浓度超标值设置为两个级别。当采集器监测现场空气中SF6浓度超标值达到第一级时，传输信号启动闪光灯和喇叭进行示警，提醒现场操作人员做出快速处理方案，避免安全事故的发生造成断路器出现故障。闪光灯采用脉冲氙气灯管制成，声音使用压电扬声器产生，具有高亮度闪光、响亮音频报警功能，同時多种音调语音选择，音量可调选择，不会产生误报警。

3.风机控制功能

当采集器监测现场空气中SF6浓度超标值达到第二级时，开启声光报警的同时，传输启动信号开启风机，通过排风，降低空气中的SF6浓度。为确保断路器在多种情况下正常运行，操作人员也可进行定时和手动启动风机排风。

4.数据保存和查询功能

系统对事件记录与历史数据进行记录保存，做到有据可查、有据可依。及时提供技术人员准确有效的维修数据，发现SF6气体泄漏情况。进行综合分析预测将来可能发生的泄漏点，缩短停电检修、补气的时间，节约检修费用。

（三）实施过程

将110kV 885#、857#进线断路器处各安装一组采集器对断路器气室内SF6气体进行采集。系统主机（主监控单元）安装于集控室内，对SF6气体泄漏状况进行监测。当被监测断路器正常时，采集器通过通讯线传输主监控单元，显示单元显示SF6气体正常;当被监测断路器气室内气压小于额定值，发生SF6气体泄漏时，采集器通过通讯线传输主监控单元，显示单元显示SF6气体异常，启动闪光灯和喇叭进行声光报警。当空气中的SF6浓度达到第二级时，同时开启风机，通过排风，降低空气中的SF6浓度及分解的有毒有害气体的含量，从源头上杜绝安全事故的发生。

三、使用效果

张集矿中央区110kV变电所安装SF6气体检测报警系统试运行以来，运行稳定，操作简单方便、功能性强、成本低廉等特点。杜绝了误报、漏报等情况的发生几率，能够起到有效的对SF6气体压力进行实时监测的作用，从而确保断路器的安全稳定运行。当SF6气体浓度下降到第一级时，显示单元显示SF6浓度告警，系统启动声光报警;当SF6气体浓度下降到第二级时，系统启动声光报警，同时开启风机排风，减少SF6气体及其它有毒有害气体排放，有益于环境保护和操作人员身体健康。