刘国磊
泰安泰山高压开关有限公司 山东 泰安 271000
摘要：在绿色环保理念下，为更好优化生态环境建设，加强对泄漏气体的控制显得尤为重要，本文以SF6气体泄漏报警系统为例，对泄漏的气体量进行检测，以期提升相关人员在工作环境中的人身安全。基于此，为进一步提升对泄漏气体的检测效率，相关研究人员就GIS设备的安全性、可靠性进行分析，确保气体泄漏对人员以及设备安全威胁，以期科学地控制GIS室内环境，保证行业发展效益。
关键词：气体泄漏；监控报警；GIS；高压组合开关
引言：SF6气体自身具有一定的优异性特点，广泛应用在电力系统中，SF6气体是一种较好的绝缘和灭弧介质，在电弧局部放电、高温等因素的影响下，SF6气体会分解，并在遇水过程中容易分解为剧毒物质，其危害性、威胁性是巨大的，尤其在空气中分解，SF6气体会在空间中聚集，难以挥发，容易造成低层空间缺氧的现象。因此，相关研究人员研发出一款SF6气体泄漏报警仪，以期更好解决GIS设备高压组合开关问题，进而解决气体泄漏问题。
一、系统设计相关分析
（一）气体泄漏报警系统总体设计概况（如图1所示）：
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图 1 系统结构框架图
此系统，在实际对泄漏的气体进行监测过程中，通过传感器将采集到超标气体浓度信号转换成微弱的电压信号，并在通过通信技术处理，优化调整信号，以期将模拟信号转换成数字信号，并经过MCU处理后，将浓度超标的气体参数数据传送至主机的显示屏中，清晰化的显示氧气浓度，当系统检测到超标的气体，则通过语音进行报警，并且同时间开启风机，进而实现对远端气体采集通路的切换，进而实现对多区域参数数据的探测，确保集中控制和检测系统中的信息数据值，并在系统中对风机运行记录进行保存，以期为系统后续运行提供支持。
（二）系统的硬件设计
相关设计、开发人员，在设计SF6气体泄漏报警系统过程中，在主控制电路设计上，选取了核心处理芯片，以及微控制器，其优势作用在于可降低能耗，经济性更强，减少了运行成本，实现高性价比的处理器，基于此芯片具有丰富的内部资源，可有效进行外部的拓展，避免出现人为错误，提升系统编程效率，并在此类报警系统装置广泛地应用到工业领域等领域中[1]。
（三）传感器及信号调理电路
SF6气体泄漏报警系统，在光谱技术支持下，大大提升了系统自身的运行性能，红外光谱在发现有SF6气体通过时，气体分子会被特定的红外光波吸收，呈现出吸收与SF6气体浓度之间的自然指数关系。在红外光谱技术的支持下，系统检测效率明显提升，提升了系统运行的稳定性，提高传感器的分辨率，更好检测GIS室内的氧气含量，确保提升气体检测结构的精确性。
二、GIS设备运行现状以及运行环境
GIS设备也被称之为气体绝缘组合电气设备，其优势特点在于，设备占地面积小，可靠性高、安全性较强、后期维护的工作量较小；然而在实际的工作场景中运行时，GIS设备组件暴露出诸多的缺点，据相关资料显示，220KV以上的SF6断路器以及GIS设备发生了多次的气体泄漏问题，通过实地考察分析，密封圈质量和设备装配工艺出现问题，进而影响了GIS设备的密封性，造成最终SF6气体的泄漏。
在常温环境中，SF6气体是无色、无毒、不燃的惰性气体，绝缘性能优势显著，然而在高温环境中以及GIS设备组合开关在操作过程中，容易发生气体分解问题，并在内外部环境因素变化下，产生剧毒物质，严重影响相关人员的身体健康问题。SF6气体往往沉积在GIS设备的低层部分，不易挥发，短时间内发生气体堆积现象，一旦SF6气体泄漏的量较大，则此种环境下的人员将发生严重的缺氧现象，气体直接损害人体的器官机能，同时制约了GIS设备的正常运行使用。一般情况下，GIS设备装置应当安装在室中抽风口的下部，并且安装SF6气体泄漏报警系统，以期全过程监控和检测SF6气体是否存在泄漏等情况，系统在正常运行状态下，发现SF6气体泄漏达到18%，则会立即启动报警装置，以便于相关工作人员及时到达事故现场[2]。基于此，在SF6气体泄漏报警装置系统安装过程中，要在工作人员入口处装设显示器，便于相关人员进行观察。
三、以SF6气体泄漏监控报警系统的监控原理及功能为例进行分析
（一）SF6气体泄漏监控报警系统工作原理及功能
SF6气体泄漏监控报警系统，内部结构包含了变送器、系统主机、外围设备等；其中变送器主要是负责SF6气体泄漏监控报警系统配电装置室现场环境数据的采集，并将数据信息传输到主机系统中，在系统分析、处理、比较、运行过程中，实现对采集的信息数据运行程序的控制；对于外围设备来说，设备的内部构造中包括同通风设备、报警设备、外设监控系统等，同时在系统主机控制作用下，实现报警功能。某电厂针对SF6气体泄漏问题，设置了SF6气体泄漏监控报警系统、综合监测报警系统壁挂式主机、氧气探测单元、相对温度和相对湿度探测单元。通常气体传感器一般安装在SF6系统设备开关的下方，进而实现在线实时监检测功能，包括检测气体泄漏的浓度等参数指标，并通过主机显示出，气体在危险时段中强情形，通过安装SF6气体泄漏监控报警系统，支持语音播报的方式，进而实现对风机的控制，确保最终实现对GIS设备开关室组合开关的状态进行在线自动监测，进而降低气体泄漏差生的风险，降低安全事故发生的几率，将风险控制到最小。
SF6气体泄漏监控报警系统，在实际运行过程中，利用的是红外光谱原理，通过监控平台实时进行数据检测。通常当测试的数值在电力安全规程内，气体浓度将会超过1000pp、氧气的含量在低于18%时，系统会进行报警，并启动风机进行通风，保证GIS设备所处的环境更好满足工作场景需求，始终处于良好的通风状态下，相关工作人员要定期对SF6气体泄漏监控报警系统进行巡检，检查系统运行状态，确保报警检测系统与GIS室内的风机实现联动控制，进而发挥SF6气体泄漏监控报警系统在GIS设备组合开关中的应用成效。
（二）SF6气体泄漏监控报警系统经济性和安全性分析
SF6气体泄漏监控报警系统，可实时将探测到的数据信息显示出来，并在气体发生泄漏时，尤其在有毒气体浓度超标时，系统将自动控制风机的运转，进而保证GIS室处于良好的通风状态下。相关研究人员在实践研究中发现，要想提升GIS室内环境，可在安装SF6气体泄漏监控报警系统前，保持24h的通风，据不完全统计，在此种环境状态下，可提升风机的运行性能，提升GIS室内组合开关工作效果，经济效益更显著。
一般情况下，SF6气体泄漏监控报警系统中的探测单元，都是安装在GIS室的下部，实行全天候的环境监控，实时掌握SF6气体泄漏数据信息以及数据变化，便于相关工作人员对数据信息进行全面的掌握和分析，并及时优化调整GIS设备组合开关状态，提升丢GIS室加了效果的同时，有效保障相关工作人员的人身安全。
结论：综上所述，通过对SF6气体泄漏报警系统在GIS设备组合开关中的应用分析，清晰化的掌握了SF6气体泄漏报警系统的整体设计架构，并在系统支持下，提升实际检测的效率和精准度，报警性能更好，程序易操作，在实际应用中的经济性、安全性较高，具有实际推广的意义和价值，相关研究人员可以进一步的就气体泄漏报警系统性能进行研究，保证系统运行效果。
参考文献：
[1]李倩,傅强,徐林.基于STM32的SF_6气体泄漏监控报警系统[J].计算机与数字工程,2019,47(02):304-307+416.
[2]刘炜炜,田杰.110kVGIS设备常见故障原因及对策分析[J].电子世界,2018(18):208-209.