1.開關室環境監測的必要性

SF6氣體以其優異的絕緣和滅弧性能，在電力系統中得到廣泛應用，幾乎成了中壓、高壓和超高壓開關中所使用的唯一絕緣和滅弧介質。在常態下，SF6氣體是一種無色、無味、密度比空氣重、不易與空氣混合的惰性氣體，對人體沒有毒性。

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

當使用以SF6氣體為絕緣和滅弧介質的室內開關在使用過程中發生泄漏時，泄漏出來的SF6氣體及其分解物會往室內低層空間積聚，且不易散發，造成局部缺氧和帶毒，對進入室內的檢修及巡視人員的安全構成嚴重危險。

因此，通過多年來對高壓開關設備研發和生產的經驗，以及國內外對微量SF6氣體濃度和氧氣濃度進行多點實時在線監測的要求，山東泰開自動化有限公司積極吸收國內外SF6氣體監測的先進技術，研制出了以單片機為核心的TK-EM8000 SF6開關室環境監控報警系統。

2.TK-EM8000監控系統組成及功能

監控系統由監控主機TK-EM8000、SF6和氧氣探頭、溫濕度探頭、風機驅動模塊、門禁探測&語音報警單元等組成。（監控系統如圖1所示）

（1）監控主機TK-EM8000

是開關室環境監控報警系統的主要部件，包括CPU主控單元、報警單元、顯示單元、風機控制單元。主機壁掛式安裝在開關室門口便于觀察和顯示的墻面上，高度以便于操作為宜。

通過探頭實時監測并顯示現場環境數據，當開關室環境異常時，系統報警并自動啟動風機排風，可定時自動排風和允許強制排風，并記錄排風時間。通過現場總線與監控計算機連接，可實現遠程數據監測和風機啟停控制。

（2）SF6氣體、氧氣探頭

安裝在開關泄漏時SF6氣體最容易聚集的地方，一般安裝在SF6開關的下方地面上，主要用來檢測SF6設備區域中SF6氣體和氧氣的含量，當開關室內SF6氣體濃度超標或氧氣濃度過低時，顯示濃度超標信息，輸出觸點報警信號，進行現場語音報警，并控制風機啟動通風，直至空氣中SF6氣體、氧氣濃度恢復正常為止。

（3）溫濕度模塊

安裝在開關室內遠離熱源和濕源且氣流比較平穩的地方，主要用來檢測并顯示當前開關室內SF6設備區域中溫度和濕度，確定是否驅動風機設備。

（4）風機驅動模塊

一般安裝在風機附近的集中控制處，主要用來接受主機的風機控制信號，控制風機啟動、停止，來進行通風和除潮。

（5）門禁探測&語音報警單元

安裝在開關室門的附近，或者其它適合需要人體探測的地方，使人體接近開關室門口約1米距離時發出信號給主機，主機則會自動開啟語音提示系統，告知安全規程及室內的環境監測結果。用來探測是否有工作人員要進入開關室。發出語音提示，并在通風結束后播報當前開關室內的氧氣濃度和SF6氣體的含量狀況，以提醒工作人員是否可以安全進入開關室。

圖1 TK-EM8000監控報警系統圖

圖2 開關室環境監控報警系統放置示意圖

3.應用結果分析

TK-EM8000 SF6開關室環境監控報警系統自研制使用以來，目前該系統已穩定運行在全國幾十個電站和電廠的開關室內，能實時準確監測開關室SF6氣體和氧氣的含量。

系統安裝方便、操作簡單、測量結果直觀；系統具有很強的環境適應能力，經過在嚴冬和酷暑的高海拔地區的運行，未發現異常；探頭采用優質材料，抗干擾、抗腐蝕能力強；設備擴展方便，增加或減少探頭數量，不影響其他設備的正常運行。

TK-EM8000 SF6開關室環境監控報警系統，為檢修、運行人員的人身安全起了很好的保障作用、提高了開關設備的安全運行和管理水平。

本文編自《電氣技術》，標題為“TK-EM8000SF6開關室環境監測報警系統的應用”，作者為禹化彬、任峰峰。