高压开关配电室SF6环境综合监测系统设计方案

 高压开关配电室环境介绍

    开关室作为电厂、变电站等关键设备集中之地，特别是配备有SF6设备的区域，其环境安全尤为重要。由于通风不畅，开关室可能出现缺氧状况，加之SF6气体可能因设备泄漏而污染室内环境，这将对进入该区域进行巡视、检修的工作人员健康乃至生命安全构成严重威胁，同时也为电力安全运行埋下隐患。

    因此，为了保障工作人员的安全和电力设备的稳定运行，国内《电业安全工作规程》明确要求在相关场所安装氧气和SF6检测报警装置，并配备必要的通风换气设备。此外，从环保角度出发，电厂、变电站、高压开关厂等场所也有必要安装SF6检测报警装置。综合监测SF6浓度、氧气含量、温度、湿度等关键参数，并能自动控制现场排风扇进行排风作业的高压开关配电室SF6环境综合监测系统。这样的系统不仅能够及时预警潜在的安全隐患，还能有效改善室内环境质量，确保电力设施的安全运行。

高压开关配电室SF6环境综合监测系统组成

    电化学传感器检测技术已日趋成熟，并因其高灵敏度、宽线性范围、良好稳定性、长使用寿命以及低成本等显著优势，在气体检测领域得到了广泛应用。然而，由于SF6气体具有极高的分子稳定性，传统的电化学传感器无法直接对其进行准确测量。因此，我们创新性地采用了热裂解-电化学复合检测技术。

    该技术通过仪器内置的吸气泵将SF6气体吸入仪器中，然后使其经过热裂解器发生裂解反应。分解后的产物会与空气中的氧气、水等发生化合反应，生成二次产物。接着，我们利用电化学传感器对这些二次反应的生成物进行检测，从而间接地测量出SF6气体的浓度。整个SF6浓度检测系统便是基于这一原理，利用电化学传感器进行设计和实现，确保了测量的准确性和可靠性。

    1、系统组成：系统由监控主机、多功能控制器、SF6气体采集器、SF6浓度电化学传感器、氧气探测器、温度变送器、湿度变送器、红外传感器等组成。

    2、系统硬件：高压开关配电室SF6环境综合监测系统包括智能监控系统屏、通讯管理机、UPS电源、视频监控子系统（云台球机、枪机）、环境监测子系统（温度、湿度、水浸、烟感）、控制子系统（灯光、空调、除湿机、风机、水泵）、门禁监控子系统（读卡器、开门按钮、磁力锁）、安防监控子系统（双鉴检测器）。

高压开关配电室SF6环境综合监测系统工作原理

    监控主机：监控主机采用嵌入式系统，与多功能控制器、氧气、温度、湿度探测器通信，实时监测SF6浓度、氧气含量、温湿度。当SF6浓度超标（>10-3）或氧气含量不足（<18%）时，系统自动启动排风并发出报警。报警信息通过RS485总线或网络传输至负责人和维修人员，确保及时维修并避免事故。同时，也提醒进入配电室的工作人员采取防护措施。

    控制器：多功能控制器是高压开关配电室SF6环境综合监测系统的关键组件，采用工业级芯片为核心，通过模数转换器采集数据，并利用继电器、电磁阀控制通道切换。它通过485总线与监控主机通信，循环检测SF6浓度，并进行A/D转换存储于单片机RAM。在接收到主机命令时，它发送浓度、通道和报警信息；当设定时间到达，多功能控制器通过控制设备完成通道切换和SF6气体采集。

高压开关配电室SF6环境综合监测系统功能

    多功能控制器控制SF6采集器中的气泵及电磁阀，分时将各个通道的SF6气体从现场抽到SF6采集器的气室内，再由SF6浓度电化学传感器的内置泵从气室内吸入SF6气体，高压开关配电室SF6环境综合监测系统采用热裂解-电化学复合检测技术对采集到的SF6气体浓度进行分析，并将结果转换为4～20mA的标准信号送到多功能控制器，多功能控制器通过RS485总线,将测量结果送到监控主机进行显示、报警、存储。

    由于氧气传感器、温度传感器、湿度传感器已经采用了RS485总线的通讯方式，因此配电室环境中的氧气含量、温度信号、湿度信号通过RS485总线直接与监控主机连接,监控主机将对接收到的信号进行分析判断、显示、报警、存储。

    1、实时监测：能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，实时显示有关故障、告警等信息。

    2、数据查询：在人机界面中，可以直接查看配电室中各个设备的运行数据。

    3、曲线查询：可以直接查看各电参量曲线。

    4、运行报表：高压开关配电室SF6环境综合监测系统实时查询配电室内设备的运行数据报表。

    5、实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。

    6、历史事件查询：能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。 

    7、用户权限管理：设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。

    8、网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。