CN103440007A - 变电站环境监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变电站环境监控系统，包括：控制器、SF₆气体变送器、氧气变送器、风机和报警器，其中，控制器内预存储有SF₆气体预设浓度值和氧气预设浓度值。控制器实时获取SF₆气体变送器检测的当前SF₆气体浓度值，并将当前SF₆气体浓度值与SF₆气体预设浓度值进行比较，在当前SF₆气体浓度值高于SF₆气体预设浓度值时，控制器启动风机排风换气，同时控制报警器报警；同理，控制器实时获取氧气变送器检测的当前氧气浓度值，并将当前氧气浓度值与氧气预设浓度值进行比较，在当前氧气浓度值低于氧气预设浓度值时，控制器启动风机排风换气，同时控制报警器报警。因此本发明可以及时发现SF₆气体泄漏，进而保障人身安全。

Description

变电站环境监控系统

技术领域

本发明涉及环境监控技术领域，更具体地说，涉及一种变电站环境监控系统。

背景技术

SF₆气体以其优异的绝缘和灭弧性能，广泛应用在中压、高压和超高压开关中，因此其安全性也受到了人们的广泛关注。常态的SF₆气体是一种无色、无味、密度比空气重、不易与空气混和的惰性气体，对人体没有毒性。但在高压电弧的作用下，SF₆气体会发生部分分解，而其分解产物往往含有剧毒，即便是微量，也能致人非命。当使用以SF₆气体为绝缘和灭弧介质的室内开关，在使用过程中发生泄漏时，泄漏出来的SF₆气体及其分解产物会往室内低层空间积聚，造成局部缺氧和带毒，对进入室内的工作人员的生命安全构成严重的危险。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种变电站环境监控系统，以及时发现SF₆气体泄漏，并采取有效措施，有效减少工作人员因无防备地进入事故现场带来的人身伤害，从而保障人身安全。

一种变电站环境监控系统，包括：控制器、SF₆气体变送器、氧气变送器、风机和报警器，其中，所述控制器内预存储有SF₆气体预设浓度值和氧气预设浓度值；

所述SF₆气体变送器、所述氧气变送器、所述风机和所述报警器分别与所述控制器连接；

所述SF₆气体变送器将检测的当前SF₆气体浓度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前SF₆气体浓度值与所述SF₆气体预设浓度值进行比较，当所述当前SF₆气体浓度值高于所述SF₆气体预设浓度值时，所述控制器启动所述风机排风换气，同时，所述控制器控制所述报警器报警；

所述氧气变送器将检测的当前氧气浓度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前氧气浓度值与所述氧气预设浓度值进行比较，当所述当前氧气浓度值低于所述氧气预设浓度值时，所述控制器启动所述风机排风换气，同时，所述控制器控制所述报警器报警。

优选的，还包括：温度变送器和空调；

所述温度变送器和所述空调分别与所述控制器连接，所述温度变送器将检测的当前温度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前温度值与预存储的预设最高温度值和预设最低温度值进行比较，当所述当前温度值超过所述预设最高温度值时，所述控制器启动所述空调降温；当所述当前温度值低于预设最低温度值，所述控制器启动所述空调升温。

优选的，还包括：湿度变送器和除湿器；

所述湿度变送器和所述除湿器分别与所述控制器连接，所述湿度变送器将检测的当前湿度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前湿度值与预存储的预设湿度值进行比较，当所述当前湿度值超过所述预设湿度值时，所述控制器启动所述除湿器。

优选的，还包括：

烟雾变送器；

所述烟雾变送器与所述控制器连接，所述烟雾变送器将检测的当前烟雾浓度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前烟雾浓度值与预存储的预设烟雾浓度值进行比较，当所述当前烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度值时，所述控制器控制所述报警器报警。

优选的，还包括：显示器，所述显示器与所述控制器连接。

优选的，还包括：摄像头，所述摄像头与所述控制器连接。

优选的，还包括：麦克风和音响，所述麦克风和所述音响分别与所述控制器连接。

优选的，还包括：电子围栏；

所述电子围栏与所述控制器连接，当所述电子围栏处于触网、短路或断路状态时，所述电子围栏产生入侵信号，并将所述入侵信号传送给所述控制器，所述控制器控制所述报警器报警。

优选的，所述控制器上设置有RS232接口和RS485接口。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种变电站环境监控系统，包括：控制器、SF₆气体变送器、氧气变送器、风机和报警器，其中，控制器内预存储有SF₆气体预设浓度值和氧气预设浓度值。控制器实时获取SF₆气体变送器检测的当前SF₆气体浓度值，并将当前SF₆气体浓度值与SF₆气体预设浓度值进行比较，在当前SF₆气体浓度值高于SF₆气体预设浓度值时，控制器启动风机排风换气，同时控制报警器报警；同理，控制器实时获取氧气变送器检测的当前氧气浓度值，并将当前氧气浓度值与氧气预设浓度值进行比较，在当前氧气浓度值低于氧气预设浓度值时，控制器启动风机排风换气，同时控制报警器报警。因此，本发明可以及时发现SF₆气体泄漏，通过报警器报警可以通知相关工作人员，并且可以在工作人员赶到现场前，通过风机排风换气，减少事故现场有害气体浓度，有效减少工作人员因无防备地进入事故现场带来的人身伤害，从而保障人身安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种变电站环境监控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种变电站环境监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例公开了一种变电站环境监控系统的结构示意图，包括：控制器11、SF₆气体变送器12、氧气变送器13、风机14和报警器15；

其中：

控制器11内预存储有SF₆气体预设浓度值和氧气预设浓度值，控制器11可以为触摸屏控制器，以便对预存储的SF₆气体预设浓度值和氧气预设浓度值，以及获取的当前SF₆气体浓度值和当前氧气浓度值进行显示。

SF₆气体变送器12可以采用美国进口的SF₆气体变送器，该SF₆气体变送器采用间歇式检测，具有使用寿命长、响应速度快、稳定可靠等特点。SF₆气体变送器12在实际使用时可以安装在SF₆开关下的基座上。

氧气变送器13可以采用进口的长寿命的电化学传感器，该电化学传感器具有抗干扰能力强、量度宽、精度高、寿命长等特点。氧气变送器13在实际使用时可以安装在SF₆开关下的基座上。

风机14启动有定时启动、告警启动与强制启动三种方式，风机14每次启动的时间和时长可以设置。

报警器15可以为声音报警（例如：蜂鸣器或是喇叭），也可以为灯光报警（例如：报警灯），本发明在此不做限定。

SF₆气体变送器12、氧气变送器13、风机14和报警器15分别与控制器11连接；

SF₆气体变送器12将检测的当前SF₆气体浓度值传送给控制器11，控制器11将获取的所述当前SF₆气体浓度值与所述SF₆气体预设浓度值进行比较，当所述当前SF₆气体浓度值高于所述SF₆气体预设浓度值时，控制器11启动风机14排风换气，同时，控制器11控制报警器15报警；

为保障人身安全，SF₆气体浓度值不应超过1000μL／L，因此，可以将SF₆气体预设浓度值设为1000μL／L。

氧气变送器13将检测的当前氧气浓度值传送给控制器11，控制器11将获取的所述当前氧气浓度值与所述氧气预设浓度值进行比较，当所述当前氧气浓度值低于所述氧气预设浓度值时，控制器11启动风机14排风换气，同时，控制器11控制报警器15报警。

为保障人身安全，氧气浓度值不低于空气总量的18%，因此，可以将氧气预设浓度值设为18%。

综上可以看出，本发明提供的变电站环境监控系统可以实时监测SF₆气体浓度和氧气浓度，在当前SF₆气体浓度值高于SF₆气体预设浓度值，或当前氧气浓度值低于氧气预设浓度值时，控制器11启动风机14排风换气，同时控制报警器15报警。因此，本发明可以及时发现SF₆气体泄漏，通过报警器15报警可以通知相关工作人员，并且可以在工作人员赶到现场前，通过风机14排风换气，减少事故现场有害气体浓度，有效减少工作人员因无防备地进入事故现场带来的人身伤害，从而保障人身安全。

在图1所示实施例的基础上，参见图2，本发明实施例公开了另一种变电站环境监控系统的结构示意图，与图1所示实施例不同的是，图2提供的实施例还可以包括：温度变送器16和空调17；

温度变送器16和空调17分别与控制器11连接，温度变送器16将检测的当前温度值传送给控制器11，控制器11将获取的所述当前温度值与预存储的预设最高温度值和预设最低温度值进行比较，当所述当前温度值超过所述预设最高温度值时，控制器11启动空调17降温；当所述当前温度值低于预设最低温度值时，控制器11启动空调17升温。

本领域技术人员可以理解的是，当SF₆开关装置所处的环境温度过高时，SF₆气体分解产生的部分有毒气体，在高温的作用下可以与空气中的水分反应，产生新的有害物质，当有害物质附着在绝缘件上时，会对绝缘件造成腐蚀。当SF₆开关装置所处的环境温度过低时，SF₆气体中混杂的水分会凝成露附着在绝缘件表面，降低绝缘件表面的电阻，并改变了绝缘件的电场，实验表明附着在绝缘件表面的水分可以使绝缘件的沿面放电电压降到无水时的60%～80%，从而使产生沿面放电的几率大大提高。因此，需要对SF₆开关装置所处环境的温度进行检测，在当温度值超过预设最高温度值，或是低于预设最低温度值时，控制器11通过启动空调17，可以使SF₆开关装置所处环境的温度维持在一个稳定的范围内，一般为-55℃-125℃。

为进一步优化上述技术方案，还可以包括：湿度变送器18和除湿器19；

湿度变送器18和除湿器19分别与控制器11连接，湿度变送器18将检测的当前湿度值传送给控制器11，控制器11将获取的所述当前湿度值与预存储的预设湿度值进行比较，当所述当前湿度值超过所述预设湿度值时，控制器11启动除湿器19。

本领域技术人员可以理解的是，存在于SF₆气体中的水分的最主要的危害是在电弧或电晕作用下与SF₆气体产生反应。并且，在电弧或电晕作用下，SF₆气体还将被分解为SF₄（四氟化硫）、SO₂F₂（氟化硫酰）、SOF₂（氟化亚硫酸）、HF（氢氟酸）和SO₂（二氧化硫）等有害物质，生成物HF是所有酸中腐蚀性最强的，SO₂遇水生成H₂SO₃（亚硫酸），它也是一种腐蚀性物质。因此如果SF₆气体中含有水分，不仅会降低设备的绝缘强度，而且会危害人体健康。所以需要对SF₆开关装置所处环境的湿度进行检测，当所述当前湿度值超过所述预设湿度值时，控制器11启动除湿器19，使SF₆开关装置所处环境的湿度维持在一个稳定范围内，一般为0-99%RH。

为进一步优化上述技术方案，还可以包括：烟雾变送器20；

烟雾变送器20与控制器11连接，烟雾变送器20将检测的当前烟雾浓度值传送给控制器11，控制器11将获取的所述当前烟雾浓度值与预存储的预设烟雾浓度值进行比较，当所述当前烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度值时，控制器11控制报警器15报警。因此，本发明提供的变电站环境监控系统可以对火灾进行防范。

为进一步优化上述技术方案，还可以包括：显示器21；

显示器21与控制器11连接，可以实时显示当前温度值、当前湿度值以及当前烟雾浓度值。

为进一步优化上述技术方案，还可以包括：摄像头22、麦克风和音响（参见图2中的附图标记23）；

摄像头22、麦克风和音响分别与控制器11连接，工作人员可以通过摄像头、麦克风和音箱与外界进行视频语音，当有异常情况发生时，工作人员可以通过变电站环境监控系统的视频语音功能，及时与外界进行联系，以便采取有效措施，有效减少其他工作人员因无防备地进入事故现场带来的人身伤害，从而保障人身安全。

需要说明的一点是，变电站环境监控系统中可以设置有很多个摄像头22，以便对现场环境进行实时监测。

其中，本发明中提供的变电站环境监控系统可以与消防部门的消防主机进行通信，当发生火灾时，消防部门可以获得变电站环境监控系统传送过来的火灾报警信号，并且通过分析摄像头22对现场环境采集的视频图像，可以快速判断出火灾事故现场区域，进而消防人员可以快速赶到事故现场进行救援。

为进一步优化上述技术方案，还可以包括：电子围栏24；

电子围栏24与控制器11连接，当电子围栏24处于触网、短路或断路状态时，电子围栏24产生入侵信号，并将所述入侵信号传送给控制器11，控制器11控制报警器15报警。

因此，本发明可以对电子围栏24的远程监控，一旦电子围栏24出现异常情况，控制器11可以控制报警器15报警。

其中，控制器11还可以与变电站内各分区的灯具进行连接，实现对灯具打开和关闭的控制。

为进一步优化上述技术方案，上述各个实施例中的控制器11上还可以设置有RS232接口和RS485接口

综上可以看出，本发明提供的变电站环境监控系统不仅可以实时监测SF₆气体浓度和氧气浓度，并且可以在工作人员赶到现场前，通过风机14排风换气，减少事故现场有害气体浓度，有效减少工作人员因无防备地进入事故现场带来的人身伤害。变电站环境监控系统中各个传感器的使用，使得变电站环境监控系统还可以对现场环境的温湿度进行调节，且具有火灾防范等功能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种变电站环境监控系统，其特征在于，包括：控制器、SF₆气体变送器、氧气变送器、风机和报警器，其中，所述控制器内预存储有SF₆气体预设浓度值和氧气预设浓度值；

所述SF₆气体变送器、所述氧气变送器、所述风机和所述报警器分别与所述控制器连接；

所述SF₆气体变送器将检测的当前SF₆气体浓度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前SF₆气体浓度值与所述SF₆气体预设浓度值进行比较，当所述当前SF₆气体浓度值高于所述SF₆气体预设浓度值时，所述控制器启动所述风机排风换气，同时，所述控制器控制所述报警器报警；

所述氧气变送器将检测的当前氧气浓度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前氧气浓度值与所述氧气预设浓度值进行比较，当所述当前氧气浓度值低于所述氧气预设浓度值时，所述控制器启动所述风机排风换气，同时，所述控制器控制所述报警器报警。

2.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：温度变送器和空调；

所述温度变送器和所述空调分别与所述控制器连接，所述温度变送器将检测的当前温度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前温度值与预存储的预设最高温度值和预设最低温度值进行比较，当所述当前温度值超过所述预设最高温度值时，所述控制器启动所述空调降温；当所述当前温度值低于预设最低温度值，所述控制器启动所述空调升温。

3.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：湿度变送器和除湿器；

所述湿度变送器和所述除湿器分别与所述控制器连接，所述湿度变送器将检测的当前湿度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前湿度值与预存储的预设湿度值进行比较，当所述当前湿度值超过所述预设湿度值时，所述控制器启动所述除湿器。

4.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：

烟雾变送器；

所述烟雾变送器与所述控制器连接，所述烟雾变送器将检测的当前烟雾浓度值传送给所述控制器，所述控制器将获取的所述当前烟雾浓度值与预存储的预设烟雾浓度值进行比较，当所述当前烟雾浓度值超过所述预设烟雾浓度值时，所述控制器控制所述报警器报警。

5.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：显示器，所述显示器与所述控制器连接。

6.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：摄像头，所述摄像头与所述控制器连接。

7.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：麦克风和音响，所述麦克风和所述音响分别与所述控制器连接。

8.根据权利要求1所述的变电站环境监控系统，其特征在于，还包括：电子围栏；

所述电子围栏与所述控制器连接，当所述电子围栏处于触网、短路或断路状态时，所述电子围栏产生入侵信号，并将所述入侵信号传送给所述控制器，所述控制器控制所述报警器报警。

9.根据权利要求1至8任意一项所述变电站环境监控系统，其特征在于，所述控制器上设置有RS232接口和RS485接口。

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