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SF6氣體濃度在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

1.前言

近年來(lái)，由于SF₆氣體絕緣強(qiáng)度高、滅弧特性好，而且還增加了開(kāi)斷能力。已成為當(dāng)今廣泛應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的SF₆氣體斷路器、組合電器（GIS）等產(chǎn)品。但SF₆氣體經(jīng)過(guò)高溫拉弧放電的分解物、氟化亞硫酰（SOF₂）、氟化硫酰（SO₂F₂）、四氟化硫（SF₄）、二氟化硫（SF₂）等對(duì)人體有極大的損害?！峨姌I(yè)安全工作規(guī)程》特別規(guī)定，安裝SF₆氣體電氣設(shè)備的相關(guān)場(chǎng)所必須安裝氧氣和SF₆氣體濃度在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，并安裝必要的通風(fēng)換氣裝置。

2.系統(tǒng)概述

圣凱安 SF6氣體濃度在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱本系統(tǒng)），是我公司專門為SF6氣體斷路器、組合電器（GIS）等室內(nèi)工作人員人身保護(hù)需要而研發(fā)的高科技新產(chǎn)品。

本系統(tǒng)采用進(jìn)口傳感器，結(jié)合CPU強(qiáng)大的控制能力，可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)SF6氣體的濃度和環(huán)境溫濕度及氧氣的含量并將測(cè)量結(jié)果采用總線進(jìn)行數(shù)字傳輸、做到準(zhǔn)確及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備的狀況，還可以控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)。

本系統(tǒng)自動(dòng)記錄各種報(bào)警數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定的方式控制風(fēng)機(jī)，能根據(jù)各種應(yīng)用場(chǎng)合的具體要求進(jìn)行靈活配置的智能型管理系統(tǒng)，并可提供與遠(yuǎn)端通信裝置的接口，實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信等功能。

本系統(tǒng)具有*的可靠性和安全性及相對(duì)低廉的價(jià)格，使得本系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的SF6開(kāi)關(guān)室、組合電器室（GIS）等場(chǎng)所。做到準(zhǔn)確及時(shí)掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況，由監(jiān)測(cè)中心的后臺(tái)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)，將多座變電站集中管理。監(jiān)測(cè)中心的后臺(tái)管理系統(tǒng)、通過(guò)B／S模式網(wǎng)絡(luò)共享，相關(guān)人員可通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查看分析，并可修改報(bào)警閥值、若某組超出設(shè)定報(bào)警閥值，則自動(dòng)聲光報(bào)警，自動(dòng)彈出該組的信息，進(jìn)入預(yù)警，使運(yùn)行人員及時(shí)掌握并提前處理事故隱患，保障工作人員人身安全。

3.產(chǎn)品特點(diǎn)

◇高精度實(shí)時(shí)檢測(cè)

本系統(tǒng)超聲波聲速測(cè)量與衰減法相結(jié)合，可定量、實(shí)時(shí)在線測(cè)量SF6氣體濃度，克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法如負(fù)電暈放電法和鹵素傳感器法只能定性判別是否越限的缺陷，不能夠準(zhǔn)確得到氣體中SF6含量。

◇軟硬件可裁減

本系統(tǒng)的檢測(cè)器一機(jī)多能，可通過(guò)方便的外部設(shè)置對(duì)檢測(cè)器功能進(jìn)行靈活的軟硬件裁減，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的需求，盡努力為客戶節(jié)省成本。

◇超低誤報(bào)率

本系統(tǒng)針對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品誤報(bào)率高的缺點(diǎn)，采用溫度補(bǔ)償，杜絕了空氣擾動(dòng)及混合氣體、溫濕度變化等帶來(lái)的影響，從根本上解決了系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

◇多重檢測(cè)功能

  本系統(tǒng)主要針對(duì)SF6氣體泄漏和缺氧狀況進(jìn)行檢測(cè)，并兼有溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)的輔助檢測(cè)功能，*符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》要求。

◇完備的通信網(wǎng)絡(luò)

  本系統(tǒng)將RS485接口聯(lián)合運(yùn)用，為多個(gè)分機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)多種數(shù)據(jù)，然后傳給一臺(tái)集控器進(jìn)行處理與顯示及指令、存儲(chǔ)構(gòu)建了一個(gè)適宜的通信網(wǎng)絡(luò)。

◇歷史數(shù)據(jù)記錄和查詢

  本系統(tǒng)配有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可實(shí)時(shí)記錄歷史數(shù)據(jù)，并可隨時(shí)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

◇長(zhǎng)壽型設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)為了延長(zhǎng)壽命，SF6傳感器采用間歇式工作，大大提高了傳感器的工作穩(wěn)定性和使用壽命。

◇高度人機(jī)交互功能

本系統(tǒng)液晶輸出現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)、報(bào)警歷史數(shù)據(jù)、上次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，并可通過(guò)鍵盤、液晶聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行時(shí)間設(shè)置、風(fēng)機(jī)工作參數(shù)設(shè)置、報(bào)警限值設(shè)置等，并且有人工啟動(dòng)風(fēng)機(jī)功能。

◇抗*力強(qiáng)

本系統(tǒng)對(duì)干擾問(wèn)題作了充分的考慮，在硬件電路和軟件設(shè)計(jì)上分別采用了多種有效的抗干擾處理方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，以及測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

4.系統(tǒng)功能

◆環(huán)境中SF6氣體和O2濃度定量檢測(cè)功能；

◆環(huán)境中溫、濕度定量檢測(cè)功能；

◆檢測(cè)間隔用戶可調(diào)、可疑檢測(cè)點(diǎn)自動(dòng)加強(qiáng)跟蹤功能；

◆判斷現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是否超出設(shè)定限值，超出則進(jìn)行報(bào)警、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等控制輸出動(dòng)作功能；

◆大屏藍(lán)色液晶輸出實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)記錄，歷史數(shù)據(jù)記錄包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警時(shí)各環(huán)境參數(shù)、最近若干次測(cè)量參數(shù)、最近一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間等參數(shù)的記錄與查詢功能。

◆通過(guò)鍵盤進(jìn)行時(shí)間設(shè)置、風(fēng)機(jī)工作參數(shù)設(shè)置、分機(jī)設(shè)置、檢測(cè)模式設(shè)置、報(bào)警限值設(shè)置，有人工強(qiáng)制啟動(dòng)風(fēng)機(jī)功能，通過(guò)集控器的開(kāi)關(guān)按鈕人工開(kāi)自動(dòng)關(guān)風(fēng)機(jī)功能。

◆具有數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)的功能；

◆自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)功能、克服漂移和誤報(bào)、以及系統(tǒng)自診斷功能；

5.主要技術(shù)指標(biāo)

1、SF6氣體濃度測(cè)量范圍：0～3000 ppm     精度：優(yōu)于50 ppm

2、SF6氣體濃度報(bào)警點(diǎn)：  1000 ppm  （0—3000 ppm范圍內(nèi)可設(shè)制）

3、氧氣濃度檢測(cè)范圍：   0～25%

4、缺氧報(bào)警點(diǎn)：         18%（0～22%范圍內(nèi)可設(shè)制）

5、氧氣測(cè)量精度：       <0.4%,O2在20.9%時(shí)

6、溫度顯示范圍：       -25～＋85℃  精度：0.1℃

7、濕度顯示范圍：       0～99%RH     精度：1%

8、工作電源：           AC/DC 220V±20%

9、功耗： 集控器<15W、檢測(cè)器＜3W、風(fēng)機(jī)控制器＜3W、顯示屏＜10W

10、報(bào)警輸出接點(diǎn)電流：    AC220V/2A

11、風(fēng)機(jī)控制器：脈沖型（接點(diǎn)電流2A）

12、風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)間設(shè)定：15min/次或30min/次（每日定時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)一次）

13、通訊方式：RS-485總線方式

15、通訊規(guī)約：Modbus RTU

6.SF6氣體濃度在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)構(gòu)：由五個(gè)單元組成：

本地檢測(cè)單元、本地控制單元、信號(hào)傳輸單元、集控采集單元和后臺(tái)管理單元。

復(fù)合型報(bào)警器包括六氟化硫檢測(cè)單元、氧氣檢測(cè)單元、溫濕度檢測(cè)單元和通信單元，對(duì)六氟化硫的檢測(cè)運(yùn)用超聲檢測(cè)技術(shù)克服了使用壽命短、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485總線傳送至集控器。

6.1 SF₆氣體檢測(cè)器

● 功能簡(jiǎn)介

報(bào)警器包括六氟化硫檢測(cè)單元、溫濕度檢測(cè)單元和通信單元，對(duì)六氟化硫的檢測(cè)運(yùn)用超聲檢測(cè)技術(shù)克服了使用壽命短、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到環(huán)境中SF6氣體濃度的變化，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485總線傳送至集控器。

● SF₆氣體檢測(cè)器技術(shù)指標(biāo)

☆ 溫度測(cè)量范圍：-25～85℃ 精度：0.1℃

☆ 濕度測(cè)量范圍：0～99% 精度：1%

☆ 工作電源：DC/24V

☆ 功耗：<3W

☆ 通信接口：RS485

☆ 通信規(guī)約：Modbus協(xié)議RTU傳輸CRC16校驗(yàn)

☆ 外型尺寸為：170×140×80mm

6.2集控采集數(shù)顯報(bào)警機(jī)主要功能

● 功能簡(jiǎn)介                                    

SF6監(jiān)測(cè)主機(jī)包括CPU主控單元、報(bào)警單元、通信單元、顯示單元和通風(fēng)控制單元。通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)的各檢測(cè)器相連接，能準(zhǔn)確無(wú)誤的接收檢測(cè)器傳送過(guò)來(lái)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)運(yùn)算分析，判斷是否超標(biāo)，超標(biāo)則進(jìn)行聲光報(bào)警、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等輸出動(dòng)作，主機(jī)采用大屏藍(lán)色液晶，用于顯示現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可與鍵盤聯(lián)合作業(yè)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢、系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置、檢測(cè)模式設(shè)置等操作，操作界面簡(jiǎn)單、友好，還具有手動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)功能。采用掛壁式安裝方式。

●技術(shù)指標(biāo)

☆ 報(bào)警輸出接點(diǎn)電流：2A

☆ 功耗：<15W

☆SF6氣體濃度報(bào)警點(diǎn)：  1000μV/V（50—3000μV/V范圍內(nèi)可設(shè)制）

☆ 缺氧報(bào)警點(diǎn)：18%（0～22%范圍內(nèi)可設(shè)制）

☆ 工作電源：AC220V/50HZ

☆ 通信接口：一路對(duì)上RS485，一路對(duì)下RS485

☆ 通信規(guī)約：Modbus協(xié)議RTU傳輸CRC16校驗(yàn)

☆ 安裝方式：掛壁式

7.后臺(tái)軟件

后臺(tái)管理又分為硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)。硬件平臺(tái)包括網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、服務(wù)器、客戶機(jī)等。軟件平臺(tái)包括采集系統(tǒng)、列表系統(tǒng)、配置系統(tǒng)以及組態(tài)系統(tǒng)。

服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，基本任務(wù)是數(shù)據(jù)的維護(hù)和數(shù)據(jù)的處理；客戶機(jī)負(fù)責(zé)提供用戶界面，如圖形、表格、曲線、聲音、動(dòng)圖等。

配置系統(tǒng)對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行選配，選定需監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，即子系統(tǒng)的組合；采集系統(tǒng)主要功能在于實(shí)時(shí)采集集中監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)、包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、狀態(tài)量、控制量等；列表系統(tǒng)負(fù)責(zé)將所有子系統(tǒng)數(shù)據(jù)整理成表格的形式，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，可與打印機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行匯編打印；組態(tài)系統(tǒng)包括當(dāng)?shù)氐貓D、主接線、設(shè)備工況、實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)曲線與歷史數(shù)據(jù)曲線等界面，直觀的描述現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)及高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。