20年專注電力設(shè)備安全在線監(jiān)測(cè)研究
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紅外監(jiān)測(cè)，高效嚴(yán)謹(jǐn)——六氟化硫SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)
來源：正瑞電子
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發(fā)布日期：2023-11-10
國內(nèi)現(xiàn)有的六氟化硫sf6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)技術(shù)有：導(dǎo)體傳感器檢測(cè)，高壓電暈放電法，紫外線電離法，聲波檢測(cè)法，紅外成像技術(shù)檢測(cè)，激光檢測(cè)技術(shù)，雙光束紅外檢測(cè)技術(shù)。
1）導(dǎo)體傳感器檢測(cè)：利用對(duì)SF6的吸附，通過改變導(dǎo)電性實(shí)現(xiàn)SF6泄露的檢測(cè)，此方法雖然有較長的使用壽命，但檢測(cè)精度較低，不穩(wěn)定不可靠，受環(huán)境影響大，誤告警多。
2）高壓電暈放電法：利用SF6絕緣特性，判斷SF6 是否泄露，準(zhǔn)確性高，受環(huán)境影響大，使用壽命短。
3）紫外線電離法：此方法檢測(cè)精度較高，但使用壽命僅500小時(shí)。
4）聲波檢測(cè)法：檢測(cè)靈敏度偏低，僅1000ppm量級(jí)，誤告警多。
5）紅外成像技術(shù)檢測(cè)：通過紅外輻射作用于易泄露點(diǎn)，利用紅外成像技術(shù)在顯示器上觀察泄露氣體擾動(dòng)，判斷有無泄露產(chǎn)生；這種方法優(yōu)點(diǎn)是可遠(yuǎn)距離非接觸檢測(cè)，
6） 激光檢測(cè)技術(shù)；利用對(duì)SF6對(duì)二氧化碳紅外激光一定波長有吸附作用，來判斷SF6的值 ．
7）雙光束紅外檢測(cè)技術(shù)：利用雙光束紅外檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)SF6濃度精度高，可以真實(shí)檢測(cè)到0~1500ppm，檢測(cè)精度為1%FS,由于半導(dǎo)體紅外組成的核心所以工作壽命長。可以達(dá)到10年左右。體積小安裝方便。
1、雙光束紅外SF6檢測(cè)原理
光譜可以表示物質(zhì)中的原子、分子所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種物質(zhì)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，可通過輻射或吸收能的形式（即電磁輻射）表現(xiàn)出來，而光譜就是按照波長順序排列的電磁輻射。由于原子和分子的運(yùn)動(dòng)是多種多樣的，因此光譜的表現(xiàn)也是多種多樣的。按照波長及測(cè)定方法，光譜可分為：Y射線、X射線、光學(xué)光譜、和微波波譜。而光學(xué)光譜又可分為真空紫外光譜、近紫外光譜、可見光譜、近紅外光譜和遠(yuǎn)紅外光譜。
實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)特定波段的紅外光通過SF6氣體時(shí),這些氣體分子對(duì)特定波長的紅外光有吸收,其吸收關(guān)系服從朗伯--比爾吸收定律，即吸收與SF6氣體濃度呈現(xiàn)自然指數(shù)關(guān)系。
運(yùn)用以上原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的光學(xué)裝置，采用主動(dòng)吸氣方式，當(dāng)采樣氣體中含有SF6氣體時(shí)，能夠通過檢測(cè)氣室的紅外光的強(qiáng)度將相應(yīng)減弱，根據(jù)減弱的幅度，運(yùn)用朗伯--比爾吸收定律可以計(jì)算出SF6氣體濃度。
本產(chǎn)品中SF6氣體泄漏檢測(cè)運(yùn)用的正是紅外光譜吸收技術(shù)。與其他檢測(cè)技術(shù)相比，運(yùn)用紅外光譜吸收技術(shù)檢測(cè)SF6氣體，檢測(cè)精度高，穩(wěn)定可靠，使用壽命長(雙光束紅外檢測(cè)傳感器可以長達(dá)到10年壽命)，且不受環(huán)境溫濕度等條件限制。
2、ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)概述
ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用德國先進(jìn)的紅外氣體檢測(cè)模塊。 ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是檢測(cè)現(xiàn)場SF6濃度、氧氣含量及溫濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過大量數(shù)據(jù)分析處理做出控制以及告警的智能氣體報(bào)警系統(tǒng)。
ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是采用德國先進(jìn)的雙光束紅外檢測(cè)技術(shù)和電化學(xué)技術(shù)有效結(jié)合，以及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、通信技術(shù)于一體的開放系統(tǒng)平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于工程安裝及工程維護(hù)。在傳輸條件完備的情況下，可以依托網(wǎng)絡(luò)組建監(jiān)控中心，在遠(yuǎn)端監(jiān)控中心可隨時(shí)掌握底端變電站、GIS開關(guān)室的溫濕度、氧氣含量等環(huán)境量以及SF6氣體泄露狀況。從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站、GIS開關(guān)室無人值守，提高管理效率，完善維護(hù)體制。監(jiān)控中心以數(shù)據(jù)庫為核心，既可以實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站、開關(guān)室的環(huán)境及設(shè)備運(yùn)行狀況，又可以根據(jù)以往的環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，為管理者提供決策依據(jù)。
3.1 ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由ZRDH2001X型監(jiān)控主機(jī)，ZRCS-10型SF6/O2氣體變送器 ，溫濕度采集單元，人體紅外感應(yīng)傳感器,聲光報(bào)警裝置，風(fēng)機(jī)控制模塊以及LED顯示屏等組成?？蓪?shí)時(shí)SF6氣體濃度定量檢測(cè)、氧氣含量檢測(cè)、溫濕度檢測(cè)等。系統(tǒng)自動(dòng)記錄各種報(bào)警數(shù)據(jù)，通風(fēng)設(shè)備啟動(dòng)數(shù)據(jù)，可以自由設(shè)定1~1000ppm SF6告警閥值,以及自動(dòng)啟動(dòng)通風(fēng)時(shí)間，SF6泄露超過設(shè)定告警閥值時(shí)超標(biāo)告警，氧氣含量＜18％時(shí)缺氧告警，并自動(dòng)啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備以及,聲光報(bào)警器.根據(jù)用戶需要提供與遠(yuǎn)程通信裝置的接口，實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信等功能。
3.2 ZRDH2001X型SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)功能
（1）氣體濃度檢測(cè)和顯示功能：
各傳感器連續(xù)檢測(cè)并由主機(jī)讀取和顯示GIS室內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的SF6濃度，當(dāng)SF6濃度超過設(shè)定報(bào)警值（出廠默認(rèn)值1000ppm）時(shí)，報(bào)警并顯示數(shù)值。
（2）氧氣濃度檢測(cè)和顯示功能：
各傳感器連續(xù)檢測(cè)，并由主機(jī)讀取和顯示GIS室內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的O2濃度。當(dāng)濃度低于設(shè)定報(bào)警值（出廠默認(rèn)值18%）時(shí)，報(bào)警并顯示數(shù)值。
（3）氣體和氧氣濃度控制功能：
SF6氣體濃度超標(biāo)（≧1000ppm）或氧氣濃度低于（≦18%）時(shí)，控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)通風(fēng)直到SF6和O2濃度恢復(fù)正常。
（4）溫度、濕度檢測(cè)和顯示功能：
由就地位置的溫濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)，并由主機(jī)讀取和顯示GIS室內(nèi)溫、濕度值。
（5）傳感器通信狀況顯示功能：
各傳感器連續(xù)檢測(cè)并由主機(jī)讀取和顯示GIS室各傳感器通信狀況，如果發(fā)生通信故障，則在界面上故障地址出現(xiàn)“--”和離線。
（6）定時(shí)通風(fēng)功能：
系統(tǒng)可以按時(shí)段設(shè)定風(fēng)機(jī)每天定時(shí)啟動(dòng)和停止，以保證開關(guān)室每天都能按需要通風(fēng)。
（7）風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)功能：
O2含量≤19.6%或SF6氣體濃度＞1000ppm時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，每次啟動(dòng)時(shí)間按時(shí)段自動(dòng)設(shè)置，可手動(dòng)控制或強(qiáng)制啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；
（8）語音提示功能：
當(dāng)主機(jī)開啟語言功能時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)在滿足規(guī)定條件時(shí)語音提示告警，提示作業(yè)人員進(jìn)入GIS室注意。
（9）聲、光報(bào)警功能：
當(dāng)GIS室環(huán)境中SF6、O2氣體含量超限時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警聲和紅色燈光閃耀。
（10）人體紅外感應(yīng)功能：
當(dāng)作業(yè)人員要進(jìn)入GIS室前，紅外感應(yīng)器動(dòng)作，主機(jī)會(huì)發(fā)出提示語音，加強(qiáng)現(xiàn)場工作人員的直觀感覺。
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