GIS开关设备室配备SF6综合在线监测系统的必要性- SF6在线监测系统_SF6检漏仪_SF6传感器_SF6密度继电器

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GIS开关设备室配备SF6综合在线监测系统的必要性

发布时间：2018-11-24 来源：winfoss 浏览次数：110次

一、SF6气体泄漏在线监测

SF6气体绝缘组合电器设备简称GIS。GIS设备的优点在于占地面积小、可靠性高、安全性强、维护工作量小等。但GIS设备也有它的缺点，因为GIS设备内部压力超过大气压力设备的4到6倍，在密封设计上也有一定的缺陷，密封圈质量以及设备加工和装配工艺不到位和长时间运行，会出现可能漏气现象。

SF6气体在常温下是一种无色、无臭、不燃和无毒的惰性气体，具有优良的绝缘性能，但是在开关分合过程中电弧和电晕的作用下， SF6气体会分解产生剧毒低氟（SF4、S2F2、SOF2、HF）化合物，会对人体健康构成严重的威胁。如果GIS设备发生漏气，SF6气体因为质量重，常常沉积在GIS室下部，并夹杂着剧毒低氟化合物。如果泄漏量大会造成它所覆盖的处所与空气隔绝，表现为缺氧，同时有害的剧毒分解物成分会损害人身健康，泄漏量超过一定数值时，还会影响GIS设备的正常运行。

由于SF6气体的危害性，依据《电业安全工作规程》（发电厂和变电所电气部分）特别规定，装有SF6设备的配电装置室必须保证SF6气体浓度小于1000ppm，除须装设强力通风装置外，必须安装能报警的氧量仪和SF6气体浓度检测报警仪等。

SF6行业安全法规：

1、第191条装有SF6设备的配电装置室和SF6气体实验室，必须装设强力通风装置。风口应设置在室内低部。

2、第192条在室内，设备充装SF6气体时，周围环境相对湿度应≤80%，同时必须开启通风系统，并避免SF6气体泄漏到工作区。工作区空气中SF6气体含量不得超过1000ppm。

3、第196条工作人员进入SF6配电装置室，必须先通风15min，并用检漏仪测量SF6气体含量，尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视，不准一人进入从事检修工作。

4、第198条进入SF6配电装置室低位区或电缆沟进行工作应先检测含氧量是否合格。

5、第199条在SF6配电装置低位区应安装能报警的氧量仪和SF6气体泄漏警报仪。这些仪器应定期试验，保证完好。

6、第203条发生紧急事故应立即开启全部通风系统进行通风，发生设备防爆膜破裂事故时，应停电处理，并用汽油或丙酮察拭干净。

结论：SF6气体泄漏在线监测系统可以根据气体探测单元所测得的实时数据，发生SF6气体泄漏浓度超标或氧气含量低于规定的报警值时发出自动告警提示并自动控制风机运转，对GIS开关室设备的SF6气体泄漏早发现、早处理，保证巡检工作人员人身安全以及设备运行的可靠性。

二、SF6微水综合在线监测：

GIS高压组合电器是电厂、变电站的重要设备，SF6气体是一种无毒无味无色非可燃的合成气体，具有一般电介质不可比拟的绝缘特性和灭弧能力。SF6气体的微量水份含量及密度值是保证高压组合电器是否能够可靠运行的重要因素。充装SF6的电气设备占地面积小，运行噪声小，无火灾危险。对SF6气体的在线监测已成为保证SF6断路器等电器设备正常安全运行的主要技术措施之一。

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在高压开关SF6气体的各项参数中，水分含量是对高压开关的影响是很大的，主要表现在：

1、水分含量超标带来的开关绝缘性能降低，导致高压击穿。因绝缘能力下降在两端电极附近产生局部放电，时间长了导致贯通性闪络，直接影响高压开关的开断性能。

2、SF6被电弧分解后形成SF4+SF2+SF5+及负离子F2-F-SF-，水分的存在对分解物的复合和断口间介质强度的恢复起阻碍作用，电弧分解物和SF6经过水解产生HF和H2SO4，会对某些金属物和绝缘件产生腐蚀作用，影响高压开关的使用寿命。因此，必须定期检测SF6气体的微水含量值，电网运行规程强制规定，在设备投运前和运行中都必须定期对SF6气体的密度和含水量进行检测，一般要求为半年检测一次。

3、SF6气体含水量的现场检测方法有电解法、冷凝法和阻容法。目前大多采用便携式露点仪进行现场检测。露点仪的测量存在以下缺陷：便携式微水测量仪不能对SF6气体微量水分含量进行在线实时监测，只能够定期对微水含量进行测量。而且测量时需要从GIS气室内放出一部分SF6气体，采用露点仪测量微水含量，一般露点仪要求测量时间为5~10分钟，气体释放流量值5Lmin，每次检测带来的气体释放量很大，测试过程比较复杂，不便于操作，并且对气室较小的SF6开关，更是无法采用此方法进行检测。仪器温度在测试时不能低于环境温度。仪器的存放和工作环境温度-10℃~+50℃。北方冬季和南方夏季由于受到环境和气候的影响，露点仪的检测数据不准确。由于每次测量都需要GIS气室内放出一部分SF6气体，将影响现场工作人员健康，而且污染环境。

结论：

通过对GIS系统加装SF6气体微水和压力综合在线监测系统，能动态显示各气室内微水含量和密度变化情况，为避免气室内微水超标和防止压力突下降，提供了可靠的监测手段，并可根据对历史数据的分析，得出微水含量和密度值的变化趋势，达到实时监测SF6气体压力、微水值的目的，提供GIS系统设备运行的安全性和可靠性。

三、SF6密度微水综合在线监测：

1、国家电网公司2011年4月28日发布《变电设备在线监测系统技术导则》中要求500kV及以上电压等级sf6断路器或220kV及以上电压等级以上的GIS可根据需要配置SF6气体压力和湿度在线监测装置；220kV及以上电压等级GIS应预留供日常检测使用的超高频传感器及测试接口，以满足运行中开展局部放电带电检测需要；对局部放电带电检测异常的，可根据需要配置局部放电在线监测装置进行连续或周期性跟踪监视。

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2、国家电网公司2008年有指导文件，要求用在线、离线技术监测设备，实现设备状态检修，淘汰以前的无故障年检制度，减少停电、停产的成本；

3、GIS是高精尖输电设备，在人工检测SF6微水值时，会对设备产生次伤害，气旋流会带入水分，气体流失再补气的问题，同时本来无毒的SF6气体在GIS开断拉弧后会产生剧毒，人工检测有相当大危险；

4、企业没有长期专业的巡检队伍，没有专业的巡检装备仪器，很难保障高压设备的安全运行；

5、GIS故障很少，但一旦发生故障后果很严重，检修工作比较复杂、时间长，稍有不慎可能造成检修质量问题。

因此，出于企业的安全生产、人员、仪器装备的实际情况考虑，采用GIS在线监测系统，提前预知GIS运行状态及参考历史运行记录，对GIS运行状态评估检修，很有迫切的需求。

GIS是电网运行中的重要设备，是保证供电可靠性的基础。它具有占地面积小、运行可靠性高、维护方便等特点，在国内外得到了广泛的应用。随着电力系统中GIS设备的广泛应用，GIS对于保证电力系统的正常工作具有决定性的作用。为了提高电力系统的稳定性和自动化，GIS在线监测技术已经成为当今国内外研究的热点。

GIS局部放电在线监测：

GIS局部放电传感器根据安装方式可分为内置式和外置式两种。内置传感器可获得较高的灵敏度，但对制造安装的要求较高。相对于内置传感器，外置传感器的灵敏度要差一些，但安装灵活、不影响系统的运行、安全性较高，因而也得到了较为广泛地应用。

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GIS局部放电在线监测系统能够实时监测GIS由盆式绝缘子处泄露的局放电磁波信号，有效检测设备绝缘劣化、发生击穿、闪络等严重现象。GIS等电气设备长期运行时受温度、雷击、过电压、自身发热等作用，绝缘会逐步老化，导致局部放电像的出现，并且会逐步扩大从而导致设备绝缘击穿，造成恶性事故。目前国内GIS设备的绝缘状态主要通过定期进行预防性试验和检修，检测出设备内部是否存在绝缘缺陷，防止发生绝缘事故。随着国民经济的发展，社会对供电可靠性的要求越来越高，电力系统也日益壮大，传统的定期停电进行预防性试验的做法不仅不能满足电网高可靠性的要求，在测试期间断电会间接带来许多经济损失，且不能真实反映设备在带电运行状态下的绝缘状态，不易发现设备在运行状态下绝缘缺陷。

GIS局部放电在线监测系统，能在不停电状态下及时了解设备运行状况，减少停电带来的经济损失；能在运行电压下发现预防性试验无法发现的绝缘缺陷；可随时对运行设备进行绝缘监测，发现设备内部局放隐患，并能准确定位，使得GIS的检修工作能有计划地进行，缩短检修时间和节省检修费用，从而提高GIS运行可靠性针对GIS等高压电气设备运行时局放监测的必要性和监测设备的实用性，结合现场运行结果表明，GIS局部放电在线监测系统可以有效的检测到局部放电现象，为局部放电的深入分析打下了基础，同时安装方便，成本适中，工作稳定，具有很大的应用价值。

结论：

1、GIS局部放电在线监测系统采集性能稳定可靠，监测灵敏度高，可以全天候自动监测GIS变电站多点局部放电信号的变化。

2、系统监测软件界面友好，可进行多重查询和数据分析，有预警和故障诊断功能，并且能对放电趋势进行查询，方便电厂工作人员及上级管理人员进行科学监测。

3、通过现场运行，为状态检修提供大量的可靠数据，也取得了良好的监测效果，适合在GIS变电站应用，具有广泛的推广价值。