隨著我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展，SF6技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及智能電網(wǎng)建設(shè)的迫切性，急需解決SF6電氣設(shè)備的在線綜合監(jiān)控技術(shù)。

SF6氣體由于其固有的特性，目前是較為理想的絕緣及滅弧介質(zhì)。但其微水含量、氣體密度等等都會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行、人員的安全、電網(wǎng)的可靠帶來(lái)直接的影響。因此對(duì)SF6電氣設(shè)備的微水含量、氣體壓力的監(jiān)測(cè)一直是相關(guān)行業(yè)對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要的組成部分。有關(guān)部門相繼制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SF6氣體質(zhì)量、特別是微水含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。電力部推薦標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T596-1996）》、***標(biāo)準(zhǔn)《六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢驗(yàn)導(dǎo)則（GB/T 8905-1996）》以及IEEE標(biāo)準(zhǔn)《IEEE Guide for Moisture Measurement and Control in SF6 Gas-Insulated Equipment（IEEE Std 1125-1993）》對(duì)水分的控制均采取水分對(duì)SF6氣體體積比（ppm）的形式。

SF6在線式智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的費(fèi)時(shí)費(fèi)力、并且污染環(huán)境的離線測(cè)量方式，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量SF6氣體多項(xiàng)指標(biāo)，為電網(wǎng)的智能建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、系 統(tǒng) 特 點(diǎn)

HDZX 系列數(shù)字式高精度SF6在線式智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)是本公司根據(jù)***智能電網(wǎng)發(fā)展要求而設(shè)立的重點(diǎn)項(xiàng)目，該系列產(chǎn)品采用新遙測(cè)遙感技術(shù)和后臺(tái)計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，外觀小巧,可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量、計(jì)算機(jī)后臺(tái)處理、海量的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，適用于各種電壓等級(jí)的SF6斷路器、GIS、AIS等設(shè)備SF6氣體的微水、壓力和溫度的在線測(cè)量，實(shí)現(xiàn)無(wú)排放、環(huán)保、安全、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程等先進(jìn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以滿足電力配網(wǎng)自動(dòng)化和設(shè)備狀態(tài)檢修的需要,為電網(wǎng)的智能化建設(shè)預(yù)留接口。該系列產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，獲得多項(xiàng)專利。

功能：

• 無(wú)排放，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)，安全，可靠
• 在線監(jiān)測(cè)SF6斷路器或組合電器中微水、壓力、溫度等參數(shù)
• 實(shí)現(xiàn)微水的壓力與溫度補(bǔ)償，使微水?dāng)?shù)據(jù)真實(shí)可靠
• 采用具有多種專利技術(shù)和自校準(zhǔn)功能的傳感器
• 采集單元能在不影響主設(shè)備狀態(tài)下投運(yùn)、退出，不影響主設(shè)備的正常運(yùn)行
• 采集單元內(nèi)部運(yùn)用內(nèi)循環(huán)技術(shù)，大幅提高采樣精度
• 內(nèi)置密度繼電器無(wú)源輸出，可設(shè)閉鎖/報(bào)警/超壓的動(dòng)點(diǎn)值
• 全封閉設(shè)計(jì)，防水防塵，抗高頻干擾，適用于室內(nèi)外
• 多種閥門接頭，安裝拆卸方便，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用

三、系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)

系統(tǒng)由主機(jī)、采集單元、后臺(tái)軟件及擴(kuò)展構(gòu)件組成。主機(jī)和采集單元之間通過(guò)電纜連接。采集單元通過(guò)三通閥門與被監(jiān)控的設(shè)備相連，同時(shí)提供設(shè)備補(bǔ)氣口，采集單元內(nèi)部的采樣池也采用了內(nèi)循環(huán)技術(shù),可實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備內(nèi)SF6的微水、壓力和溫度等相關(guān)參數(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示及與主機(jī)的通訊和數(shù)據(jù)交換。主機(jī)在分時(shí)提取了各個(gè)采集單元的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理，同時(shí)可接受后臺(tái)的指令，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采樣等動(dòng)作。

系統(tǒng)主機(jī)

系統(tǒng)主機(jī)用于現(xiàn)場(chǎng)的的數(shù)據(jù)采集、記錄。采用彩色TFT液晶顯示，字跡清晰，顯示現(xiàn)場(chǎng)某號(hào)開關(guān)A、B、C相SF6氣體的水分、溫度、壓力等內(nèi)容一目了然，可預(yù)設(shè)門限輸出報(bào)警、閉鎖信號(hào)，通過(guò)RS485與后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

圖1 系統(tǒng)主機(jī)

采集單元

SF6采集單元為智能綜合型，內(nèi)部采樣池能在運(yùn)行中按要求進(jìn)行循環(huán)，本體通過(guò)專用的SF6閥門連接被監(jiān)控的設(shè)備，同時(shí)本體提供一個(gè)補(bǔ)氣接口，保持設(shè)備接口不變，采集單元可實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備內(nèi)SF6的微水、壓力和溫度等相關(guān)參數(shù)并通過(guò)RS-485通訊模塊傳輸至系統(tǒng)主機(jī)或后臺(tái)計(jì)算機(jī)。

圖2 采集單元

后臺(tái)軟件

在系統(tǒng)主機(jī)分析采集數(shù)據(jù)后，遠(yuǎn)程遙控遙測(cè)等功能，海量存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中心，繪制狀態(tài)變化趨勢(shì)圖，也可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至變電站、城市中心乃至更上級(jí)監(jiān)控中心，真正實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

軟件系統(tǒng)采用中文界面，容易學(xué)習(xí)操作。

3.數(shù)據(jù)歷史查詢、趨勢(shì)分析、缺陷信息統(tǒng)計(jì)功能

5報(bào)警功能

6參數(shù)設(shè)置功能

7系統(tǒng)管理權(quán)限

四、系 統(tǒng) 方 案

方案1:

一臺(tái)系統(tǒng)主機(jī)，六個(gè)采集單元，后臺(tái)軟件及可選附件組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，系統(tǒng)配置表見表1。

圖3方案A連接示意圖

表1 系統(tǒng)配置表

方案2:

一臺(tái)系統(tǒng)主機(jī)(可選)，六個(gè)采集單元，六個(gè)顯示單元，后臺(tái)軟件及可選附件組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示，系統(tǒng)配置表見表2。

表2 系統(tǒng)配置表

五、技 術(shù) 指 標(biāo)

濕度指標(biāo)：

測(cè)量范圍：-60 ℃～＋20 ℃

測(cè)量精度：± 2

報(bào)警門限：50~500ppm(可調(diào))

壓力指標(biāo)：

測(cè)量范圍：0.0～0.8MPa 或定制

測(cè)量精度：±5％ F.S.

報(bào)警門限：0.45 MPa (可調(diào))

閉鎖門限：0.40 MPa (可調(diào))

溫度指標(biāo)：

測(cè)溫范圍：-40 ℃～＋80 ℃

溫度測(cè)量精度：± 0.5℃

其它指標(biāo)：

報(bào)警觸點(diǎn)容量：AC 220V/7A，常開、常閉

通訊接口：隔離型RS-485

電源電壓：24VDC 或 85V～265V AC

工作環(huán)境：溫度:-30 ℃～＋65 ℃ 濕度:≤95％RH

絕緣性能：外殼與電源間：>10MΩ

抗電強(qiáng)度：外殼與電源間：>2000V

電磁兼容特性：快速瞬變脈沖群 GB/T17626.4-1999 3級(jí)

雷擊（浪涌）： GB/T17626.5-1999 3級(jí)

六、系統(tǒng)安裝與操作

采集單元通過(guò)三通安裝于斷路器氣體監(jiān)測(cè)口或原密度繼電器補(bǔ)氣口。安裝時(shí)，采集單元首先應(yīng)安裝在選定的三通上，其外形及接口見下圖。

１. 采集單元的安裝

1. 檢查采集單元接口、三通測(cè)氣口和擬使用的密封圈是否潔凈無(wú)損；（氣口表面光潔度、清潔度以及密封圈是否完好無(wú)損以及是否嚴(yán)格按照安裝工藝要求進(jìn)行操作，決定著安裝的成敗。）
2. 將密封圈安放在三通測(cè)氣口的密封圈槽內(nèi)。密封圈在安放前須 涂抹適量的真空硅脂；
3. 將采集單元旋入三通測(cè)氣口,扳手必須置于采集器底部的扳口處。

２.抽真空。安裝微水綜合采集單元時(shí)必須事先抽真空。方法如下：

（1）選擇合適的真空泵（含管路和壓力表）抽真空；

（2）將三通的補(bǔ)氣口端接入真空泵；

（3）接通真空泵電源，開始抽真空，待真空度低于30 Pa后繼續(xù)抽30分鐘；

（4）上述抽真空程序反復(fù)3-5次，每次間隔15-20分鐘；

（5）將三通與氣室對(duì)應(yīng)的接口接入氣室。

3.檢漏

采集單元正式接入氣室后1分鐘，關(guān)閉三通上的針型閥。然后對(duì)采集單元及三通各連接處進(jìn)行密封性檢查，尤其是三通與斷路器氣體監(jiān)測(cè)口、三通與監(jiān)控儀連接處應(yīng)嚴(yán)格檢漏，發(fā)現(xiàn)有漏氣時(shí)應(yīng)拆下，檢查原因，在排除問題后重新安裝，并再次檢漏，確保密封性完好。

4. 采集單元?dú)埩羲值奶幚?/p>

在完成抽真空和檢漏之后，采集單元和三通內(nèi)部可能還會(huì)殘留微量水分，此時(shí)可將高精度露點(diǎn)儀接入三通的補(bǔ)氣口,打開三通上的針型閥開始檢測(cè)殘留水分的含量,若微水值明顯高于氣室內(nèi)的微水值則應(yīng)對(duì)監(jiān)控儀和三通再次進(jìn)行抽真空和檢漏處理直到其微水值穩(wěn)定不再上升為止。

5. 采集單元與被檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部氣體的動(dòng)態(tài)平衡

采集單元正式接入氣室后，由于氣室內(nèi)SF6氣體需與新接設(shè)備空腔內(nèi)的氣體逐步達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，采集單元內(nèi)的微水值將出現(xiàn)一個(gè)先上升后下降的變化曲線，并緩慢降低至氣室內(nèi)SF6氣體的微水值。正常情況下，動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間約需2-15天左右。

顯示值***終達(dá)到實(shí)際測(cè)定值的時(shí)間長(zhǎng)短由以下因素決定：

（1）三通與氣室連接管路長(zhǎng)短和管路通徑。管路越長(zhǎng)，通徑越小，動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間就越長(zhǎng)；

（2）采集單元在安裝前是否長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，暴露的時(shí)間越長(zhǎng)，空氣濕度越大，動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間就越長(zhǎng)；

（3）真空泵及其管路閥門漏氣，抽真空未按上述方法和先后次序進(jìn)行，動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間就越長(zhǎng)；

（4）三通和連接管路有微漏。