ZRDH2001X 型SF6气体（红外方式）在线监测报警系统

1、国内六氟化硫气体泄漏在线监测技术发展现状

国内现有的sf6气体泄漏监测技术有：导体传感器检测，高压电晕放电法，紫外线电离法，声波检测法，红外成像技术检测，激光检测技术，双光束红外检测技术。

 

1）导体传感器检测：利用对SF6的吸附，通过改变导电性实现SF6泄露的检测，此方法虽然有较长的使用寿命，但检测精度较低，不稳定不可靠，受环境影响大，误告警多。

2）高压电晕放电法：利用SF6绝缘特性，判断SF6 是否泄露，准确性高，受环境影响大，使用寿命短。

3）紫外线电离法：此方法检测精度较高，但使用寿命仅500小时。

4）声波检测法：检测灵敏度偏低，仅1000ppm量级，误告警多。

5）红外成像技术检测：通过红外辐射作用于易泄露点，利用红外成像技术在显示器上观察泄露气体扰动，判断有无泄露产生；这种方法优点是可远距离非接触检测， 

6） 激光检测技术；利用对SF6对二氧化碳红外激光一定波长有吸附作用，来判断SF6的值 ．

7）双光束红外检测技术：利用双光束红外检测技术检测SF6浓度精度高，可以真实检测到0~1500ppm，检测精度为1%FS,由于半导体红外组成的核心所以工作寿命长。可以达到10年左右。体积小安装方便。

2、检测原理

光谱可以表示物质中的原子、分子所处的运动状态。这种物质的内部运动，可通过辐射或吸收能的形式（即电磁辐射）表现出来，而光谱就是按照波长顺序排列的电磁辐射。由于原子和分子的运动是多种多样的，因此光谱的表现也是多种多样的。按照波长及测定方法，光谱可分为：Y射线、X射线、光学光谱、和微波波谱。而光学光谱又可分为真空紫外光谱、近紫外光谱、可见光谱、近红外光谱和远红外光谱。 　　

实验证明，当特定波段的红外光通过SF6气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔吸收定律，即吸收与SF6气体浓度呈现自然指数关系。 　　

运用以上原理，设计相应的光学装置，采用主动吸气方式，当采样气体中含有SF6气体时，能够通过检测气室的红外光的强度将相应减弱，根据减弱的幅度，运用朗伯--比尔吸收定律可以计算出SF6气体浓度。 　　

本产品中SF6气体泄漏检测运用的正是红外光谱吸收技术。与其他检测技术相比，运用红外光谱吸收技术检测SF6气体，检测精度高，稳定可靠，使用寿命长(双光束红外检测传感器可以长达到10年寿命)，且不受环境温湿度等条件限制。

 

3、ZRDH2001X 型SF6气体泄漏在线监测报警系统概述

    ZRDH2001X 型SF6气体泄漏在线监测报警系统采用德国先进的红外气体检测模块。 ZRDH2001X 型SF6气体泄漏在线监测报警系统是检测现场SF6浓度、氧气含量及温湿度等环境数据，并通过大量数据分析处理做出控制以及告警的智能气体报警系统。

ZRDH2001X  型SF6气体泄漏在线监测报警系统是采用德国先进的双光束红外检测技术和电化学技术有效结合，以及数据采集、数据分析处理、通信技术于一体的开放系统平台。整个系统采用模块化设计，便于工程安装及工程维护。在传输条件完备的情况下，可以依托网络组建监控中心，在远端监控中心可随时掌握底端变电站、GIS开关室的温湿度、氧气含量等环境量以及SF6气体泄露状况。从而可实现对变电站、GIS开关室无人值守，提高管理效率，完善维护体制。监控中心以数据库为核心，既可以实时监控变电站、开关室的环境及设备运行状况，又可以根据以往的环境、设备运行数据进行统计、分析，为管理者提供决策依据。

 

3.1  ZRDH2001X  型SF6气体泄漏在线监测报警系统组成

系统由ZRDH2001X型监控主机，ZRCS-10型SF6/O2气体变送器 ，温湿度采集单元，人体红外感应传感器,声光报警装置，风机控制模块以及LED显示屏等组成。可实时SF6气体浓度定量检测、氧气含量检测、温湿度检测等。系统自动记录各种报警数据，通风设备启动数据，可以自由设定1~1000ppm SF6告警阀值,以及自动启动通风时间，SF6泄露超过设定告警阀值时超标告警，氧气含量＜18％时缺氧告警，并自动启动通风设备以及,声光报警器.根据用户需要提供与远程通信装置的接口，实现遥控、遥测、遥信等功能。

 

3.2  ZRDH2001X型SF6气体泄漏在线监测报警系统功能

（1）气体浓度检测和显示功能：

各传感器连续检测并由主机读取和显示GIS室内各监测点处的SF6浓度，当SF6浓度超过设定报警值（出厂默认值1000ppm）时，报警并显示数值。

（2）氧气浓度检测和显示功能：

各传感器连续检测，并由主机读取和显示GIS室内各监测点处的O2浓度。当浓度低于设定报警值（出厂默认值18%）时，报警并显示数值。

（3）气体和氧气浓度控制功能：

SF6气体浓度超标（≧1000ppm）或氧气浓度低于（≦18%）时，控制风机启动通风直到SF6和O2浓度恢复正常。

（4）温度、湿度检测和显示功能：

由就地位置的温湿度传感器实时检测，并由主机读取和显示GIS室内温、湿度值。

（5）传感器通信状况显示功能：

各传感器连续检测并由主机读取和显示GIS室各传感器通信状况，如果发生通信故障，则在界面上故障地址出现“--”和离线。

（6）定时通风功能：

系统可以按时段设定风机每天定时启动和停止，以保证开关室每天都能按需要通风。

（7）风机自动启动功能：

O2含量≤19.6%或SF6气体浓度＞1000ppm时，自动启动风机，每次启动时间按时段自动设置，可手动控制或强制启动风机；

（8）语音提示功能：

当主机开启语言功能时，则系统会在满足规定条件时语音提示告警，提示作业人员进入GIS室注意。

（9）声、光报警功能：

当GIS室环境中SF6、O2气体含量超限时，会发出报警声和红色灯光闪耀。

（10）人体红外感应功能：

当作业人员要进入GIS室前，红外感应器动作，主机会发出提示语音，加强现场工作人员的直观感觉。

3.3  ZRDH2001X型监测主机功能介绍

     ZRDH2001X 型六氟化硫气体泄漏监测主机主要功能是完成数据采集、数据显示、数据存储、发送控制指令、报警指示、数据上传、通风控制、告警输出、人体红外感应等。主机配备操作面板与显示界面，具有灵活的人机交流功能。

特点：

（1）触摸屏人机操作界面；

（2）大容量告警、历史数据存储和查询；

（3）各种告警、运行指示；

（4）氧气、SF6气体告警语音提示；

（5）定时通风、手动通风、强制通风等通风控制模式；

（6）8寸TFT工业真彩数字液晶显示器，全中文显示；

（7）双RS485总线接口，便于组网。

（8）壁挂式，尺寸为：320*400*110（水平*高*厚，单位mm）

 

外形简洁美观，控制功能丰富。液晶显示现场监测环境数据，带强制风机排风、报警时自动启动风机排风和远动报警输出，可以通过主机自带的功能键设置报警点、风机定时排风功能、查阅历史数据，并能通过RS485与计算机进行通讯。远动也可通过RTU向主机查阅监控数据或控制风机启动。

3.4  ZRCS-10型SF6/O2气体变送器介绍

SF6：采用德国先进的双光束红外检测技术检测SF6气体浓度数值，精度能够做到1%FS，可以长达到10年工作寿命

O2：采用德国长寿命氧气传感器检测氧气浓度数值,，保证氧气参数精度。

ZRCS-10型 红外SF6气体变送器：

采用德国smartGAS公司的SF6传感器红外光谱原理，也就是激光的原理！与电化学原理相比，红外SF6传感器（六氟化硫传感器）具有高可靠性，长寿命，高性价比。 不受H2O，酒精，CO2气体干扰。它广泛地用于电力设备的SF6气体泄漏监控报警系统 （0-1000ppm)中，SF6检漏仪（0-50ppm),SF6检漏仪纯度分析仪（0-100%）。

与但波长单光束相比，双波长双光束技术可以避免因为光源的老化、采样池和检测器表面污染而引起的漂移。参比通道的被调制的特定波长的单色光不会对被测量气体产生吸收。 它产生一个稳定的信号，此信号只受外部影响而变化，不受被测量气体影响。

目前一些电力服务商还在使用电化学原理的六氟化硫传感器，但这种SF6传感器，不能满足电力行业的低量程的SF6的测试，例如0-50PPM，还有0-1000PPM的，但红外原理的SF6传感器就可以定制这些量程。

特点：

(1)      红外光谱吸收原理（NDIR）

(2)      双波长，带温度补偿

(3)      高可靠性，与其他气体不会产生交叉反应。

(4)      与电化学传感器相比，六氟化硫传感器红外传感器长达10 年的寿命

(5)      高性价比，可承受的优惠价格。

(6)      与电化学传感器相比，六氟化硫传感器省去售后维护费用

(7)      无辐射源，无危害

(8)      微型结构，低功耗

(9)      数字量和模拟量输出。 

主要技术参数：

(1)      SF6浓度超限报警点：1000ppm,根据要求自由设定,精度＜±5%；

(2)      O2浓度检测范围：0－25%，缺氧报警点：18%，现场可调，精度＜±0.5%；

(3)      温度显示范围：-20～+99℃，精度＜±0.5%；

(4)      湿度显示范围：0～99%RH，精度＜±3%；

(5)      输入电源：AC  220V±20%；

(6)      报警输出接点功率：AC220/5A；

(7)      风机输出接点：380V/15A（三相）或220V/15A；

(8)      风机启动：O2含量≤19.6%或SF6气体浓度＞1000ppm时，自动启动风机，每次启动时间按时段自动设置，可手动控制或强制启动风机；

(9)      5路大容量报警触点输出。

(10)   SF6、O2变送器采用进口原装的传感器，寿命长；

(11)   SF6气体检测报警误差＜1%，氧气报警误差＜0.5%；

 

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