SF6气体泄漏在线监测报警系统

SF6气体泄漏在线监测报警系统

 ◆  定 义

SF6气体以其优异的绝缘和灭弧性能，在电力系统中获得了广泛的应用，几乎成了中压、高压和超高压开关中所使用的唯一绝缘和灭弧介质。正因为SF6气体的大量使用，其安全性也受到了人们的广泛关注。客观上讲，SF6气体是一种无色、无味、密度比空气重、不易与空气混和的惰性气体，对人体没有毒性。但是在高压电弧的作用下或高温时，SF6气体会发生部分分解，而其分解物往往含有剧毒，即便是微量，也能致人非命。当使用以SF6气体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SF6气体及其分解物会往室内低层空间积聚，造成局部缺氧和带毒，对进入室内的工作人员的生命安全构成了严重的危险。

◆ 主要部位

（1）液压机构的主要漏油部位有：三通阀和放油阀、高低压油管、压力表和压力继电器接头以及工作缸活塞杆和贮压筒活塞杆的密封受损处、低压油箱的砂眼处等。

（2）SF6断路器本体的漏气部位有：支柱驱动杆和密封圈划伤处、充气阀密封不良处、支柱瓷套根部有裂纹处、法兰联接处、灭弧室顶盖有砂眼处、三联箱盖板、气体管路接头、密度继电器接口、二次压力表接头、焊缝和密封槽与密封圈（垫）尺寸不配合等处。

（3）GIS的漏气部位有：隔室、绝缘子、O型密封圈、开关绝缘杆、互感器二次线端子、箱板连接点、气室母管、附件砂眼处和气室伸缩节接口等处。

◆ 造成后果

（1）对液压机构，漏油会引起短时频繁启泵打压或补压时间过长，阀体大量内渗油会造成失压故障，液压油进入储压筒氮气侧会造成压力异常升高等，这会影响SF6断路器安全运行。

（2）对于SF6断路器和GIS，虽然泄漏到大气中的SF6浓度很低，但它在大气中有很长的残存期，并能吸收红外辐射而产生温室效应。此外，频繁补气和SF6气体的大量泄漏，不仅影响设备安全运行，也影响人身健康。

◆  特性参数

 SF6气体不可燃且不助燃，但如果暴露在明火或高于400°F的高温下会分解出许多非常有毒的化合物，包括二氧化硫,氟化氢，硫化氢，六氟化硫和其他有害的硫的氟化物。当空气中六氟化硫含量过高而使氧含量<19.5%时,会导致快速窒息。

◆  监测技术

国内外对SF6监测主要采用了电化学技术、电击穿技术和红外光谱吸收技术，在红外定量SF6气体在线报警系统开发过程中对三种测试技术分别作了测试和分析，总结出了每种测试技术的优缺点和应用面。

1、电化学技术（TGS830、TGS832）

电化学技术的原理是被检测气体接触到200°C左右高温的催化剂表面，并与之发生相应的化学反应，从而产生电信号的改变，以此来发现被检测气体。电化学技术其成本低、寿命长、结构简单，可以连续工作的特点。

2、电击穿技术

电击穿技术是从SF6在电力上的典型应用——作为绝缘气体应用在GIS开关柜中演变而来的。其工作原理是根据SF6气体绝缘的特性，从置于被检测空气中的高压电极间电压的变化来判断空气中是否含有SF6气体。因其结构相对简单，成本低，检测精度相对高的特点。

3、红外光谱吸收技术

红外光谱吸收技术(又称激光技术）的原理是SF6作为温室气体，对特定波段的红外光有很强烈的吸收特性。红外光谱技术的特点是成本高，结构复杂，灵敏度高，不受环境的影响和干扰，对环境的温度和湿度的变化所带来的检测误差很小，由于其是采用主动抽取测试点气体的原理，带来的效果是发现泄漏早，反应迅速。同时系统结构对工程实施中的布线也带来了很大的方便。

◆  报警系统

 红外定量SF6气体在线报警系统是检测现场SF6浓度、氧气含量及温湿度等环境数据，并通过大量数据分析处理做出控制以及告警的智能气体报警系统。

检测原理：采用进口微型真空泵依次吸起各路的样气送入内部气体分析室，当气体分析室红外光通过待测SF6气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收，其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即SF6气体对红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度。浓度微弱信号通过放大、AD转换、运算得出SF6气体的浓度信号，经过485总线通讯和采集的氧气数据一同送给监控主机处理。

系统由监测主机、 SF6/O2采集模块、温湿度探头、人体红外探头、声光报警器以及LED显示屏等组成。

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