1.開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)測(cè)的必要性

SF6氣體以其優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，幾乎成了中壓、高壓和超高壓開(kāi)關(guān)中所使用的唯一絕緣和滅弧介質(zhì)。在常態(tài)下，SF6氣體是一種無(wú)色、無(wú)味、密度比空氣重、不易與空氣混合的惰性氣體，對(duì)人體沒(méi)有毒性。

但是，在高壓電弧的作用下，SF6氣體會(huì)發(fā)生部分分解，分解后的氣體遇到水份后會(huì)產(chǎn)生一些劇毒物質(zhì)，如氟化亞硫酰（SOF2）、四氟化硫（SF4）、二氟化硫（SF2）等，這些劇毒物質(zhì)，即便是微量也能致人非命。

當(dāng)使用以SF6氣體為絕緣和滅弧介質(zhì)的室內(nèi)開(kāi)關(guān)在使用過(guò)程中發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏出來(lái)的SF6氣體及其分解物會(huì)往室內(nèi)低層空間積聚，且不易散發(fā)，造成局部缺氧和帶毒，對(duì)進(jìn)入室內(nèi)的檢修及巡視人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重危險(xiǎn)。

因此，通過(guò)多年來(lái)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，以及國(guó)內(nèi)外對(duì)微量SF6氣體濃度和氧氣濃度進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的要求，山東泰開(kāi)自動(dòng)化有限公司積極吸收國(guó)內(nèi)外SF6氣體監(jiān)測(cè)的先進(jìn)技術(shù)，研制出了以單片機(jī)為核心的TK-EM8000 SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。

2.TK-EM8000監(jiān)控系統(tǒng)組成及功能

監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)TK-EM8000、SF6和氧氣探頭、溫濕度探頭、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、門(mén)禁探測(cè)&語(yǔ)音報(bào)警單元等組成。（監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示）

（1）監(jiān)控主機(jī)TK-EM8000

是開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的主要部件，包括CPU主控單元、報(bào)警單元、顯示單元、風(fēng)機(jī)控制單元。主機(jī)壁掛式安裝在開(kāi)關(guān)室門(mén)口便于觀察和顯示的墻面上，高度以便于操作為宜。

通過(guò)探頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，當(dāng)開(kāi)關(guān)室環(huán)境異常時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)排風(fēng)，可定時(shí)自動(dòng)排風(fēng)和允許強(qiáng)制排風(fēng)，并記錄排風(fēng)時(shí)間。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和風(fēng)機(jī)啟?？刂啤?/p>

（2）SF6氣體、氧氣探頭

安裝在開(kāi)關(guān)泄漏時(shí)SF6氣體最容易聚集的地方，一般安裝在SF6開(kāi)關(guān)的下方地面上，主要用來(lái)檢測(cè)SF6設(shè)備區(qū)域中SF6氣體和氧氣的含量，當(dāng)開(kāi)關(guān)室內(nèi)SF6氣體濃度超標(biāo)或氧氣濃度過(guò)低時(shí)，顯示濃度超標(biāo)信息，輸出觸點(diǎn)報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音報(bào)警，并控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)通風(fēng)，直至空氣中SF6氣體、氧氣濃度恢復(fù)正常為止。

（3）溫濕度模塊

安裝在開(kāi)關(guān)室內(nèi)遠(yuǎn)離熱源和濕源且氣流比較平穩(wěn)的地方，主要用來(lái)檢測(cè)并顯示當(dāng)前開(kāi)關(guān)室內(nèi)SF6設(shè)備區(qū)域中溫度和濕度，確定是否驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)設(shè)備。

（4）風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

一般安裝在風(fēng)機(jī)附近的集中控制處，主要用來(lái)接受主機(jī)的風(fēng)機(jī)控制信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、停止，來(lái)進(jìn)行通風(fēng)和除潮。

（5）門(mén)禁探測(cè)&語(yǔ)音報(bào)警單元

安裝在開(kāi)關(guān)室門(mén)的附近，或者其它適合需要人體探測(cè)的地方，使人體接近開(kāi)關(guān)室門(mén)口約1米距離時(shí)發(fā)出信號(hào)給主機(jī)，主機(jī)則會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟語(yǔ)音提示系統(tǒng)，告知安全規(guī)程及室內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果。用來(lái)探測(cè)是否有工作人員要進(jìn)入開(kāi)關(guān)室。發(fā)出語(yǔ)音提示，并在通風(fēng)結(jié)束后播報(bào)當(dāng)前開(kāi)關(guān)室內(nèi)的氧氣濃度和SF6氣體的含量狀況，以提醒工作人員是否可以安全進(jìn)入開(kāi)關(guān)室。

圖1 TK-EM8000監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)圖

圖2 開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)放置示意圖

3.應(yīng)用結(jié)果分析

TK-EM8000 SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)自研制使用以來(lái)，目前該系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行在全國(guó)幾十個(gè)電站和電廠的開(kāi)關(guān)室內(nèi)，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)室SF6氣體和氧氣的含量。

系統(tǒng)安裝方便、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果直觀；系統(tǒng)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，經(jīng)過(guò)在嚴(yán)冬和酷暑的高海拔地區(qū)的運(yùn)行，未發(fā)現(xiàn)異常；探頭采用優(yōu)質(zhì)材料，抗干擾、抗腐蝕能力強(qiáng)；設(shè)備擴(kuò)展方便，增加或減少探頭數(shù)量，不影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行。

TK-EM8000 SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，為檢修、運(yùn)行人員的人身安全起了很好的保障作用、提高了開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行和管理水平。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“TK-EM8000SF6開(kāi)關(guān)室環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用”，作者為禹化彬、任峰峰。