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ZRDH2001X 型SF6氣體（紅外方式）在線監測報警系統
來源：正瑞電子
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發布日期：2022-12-15
1、國內六氟化硫氣體泄漏在線監測技術發展現狀
國內現有的sf6氣體泄漏監測技術有：導體傳感器檢測，高壓電暈放電法，紫外線電離法，聲波檢測法，紅外成像技術檢測，激光檢測技術，雙光束紅外檢測技術。
1）導體傳感器檢測：利用對SF6的吸附，通過改變導電性實現SF6泄露的檢測，此方法雖然有較長的使用壽命，但檢測精度較低，不穩定不可靠，受環境影響大，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，準確性高，受環境影響大，使用壽命短。
3）紫外線電離法：此方法檢測精度較高，但使用壽命僅500小時。
4）聲波檢測法：檢測靈敏度偏低，僅1000ppm量級，誤告警多。
5）紅外成像技術檢測：通過紅外輻射作用于易泄露點，利用紅外成像技術在顯示器上觀察泄露氣體擾動，判斷有無泄露產生；這種方法優點是可遠距離非接觸檢測，
6） 激光檢測技術；利用對SF6對二氧化碳紅外激光一定波長有吸附作用，來判斷SF6的值 ．
7）雙光束紅外檢測技術：利用雙光束紅外檢測技術檢測SF6濃度精度高，可以真實檢測到0~1500ppm，檢測精度為1%FS,由于半導體紅外組成的核心所以工作壽命長。可以達到10年左右。體積小安裝方便。
2、檢測原理
光譜可以表示物質中的原子、分子所處的運動狀態。這種物質的內部運動，可通過輻射或吸收能的形式（即電磁輻射）表現出來，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動是多種多樣的，因此光譜的表現也是多種多樣的。按照波長及測定方法，光譜可分為：Y射線、X射線、光學光譜、和微波波譜。而光學光譜又可分為真空紫外光譜、近紫外光譜、可見光譜、近紅外光譜和遠紅外光譜。
實驗證明，當特定波段的紅外光通過SF6氣體時,這些氣體分子對特定波長的紅外光有吸收,其吸收關系服從朗伯--比爾吸收定律，即吸收與SF6氣體濃度呈現自然指數關系。
運用以上原理，設計相應的光學裝置，采用主動吸氣方式，當采樣氣體中含有SF6氣體時，能夠通過檢測氣室的紅外光的強度將相應減弱，根據減弱的幅度，運用朗伯--比爾吸收定律可以計算出SF6氣體濃度。
本產品中SF6氣體泄漏檢測運用的正是紅外光譜吸收技術。與其他檢測技術相比，運用紅外光譜吸收技術檢測SF6氣體，檢測精度高，穩定可靠，使用壽命長(雙光束紅外檢測傳感器可以長達到10年壽命)，且不受環境溫濕度等條件限制。
3、ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監測報警系統概述
ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監測報警系統采用德國先進的紅外氣體檢測模塊。 ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監測報警系統是檢測現場SF6濃度、氧氣含量及溫濕度等環境數據，并通過大量數據分析處理做出控制以及告警的智能氣體報警系統。
ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監測報警系統是采用德國先進的雙光束紅外檢測技術和電化學技術有效結合，以及數據采集、數據分析處理、通信技術于一體的開放系統平臺。整個系統采用模塊化設計，便于工程安裝及工程維護。在傳輸條件完備的情況下，可以依托網絡組建監控中心，在遠端監控中心可隨時掌握底端變電站、GIS開關室的溫濕度、氧氣含量等環境量以及SF6氣體泄露狀況。從而可實現對變電站、GIS開關室無人值守，提高管理效率，完善維護體制。監控中心以數據庫為核心，既可以實時監控變電站、開關室的環境及設備運行狀況，又可以根據以往的環境、設備運行數據進行統計、分析，為管理者提供決策依據。
3.1 ZRDH2001X 型SF6氣體泄漏在線監測報警系統組成
系統由ZRDH2001X型監控主機，ZRCS-10型SF6/O2氣體變送器 ，溫濕度采集單元，人體紅外感應傳感器,聲光報警裝置，風機控制模塊以及LED顯示屏等組成。可實時SF6氣體濃度定量檢測、氧氣含量檢測、溫濕度檢測等。系統自動記錄各種報警數據，通風設備啟動數據，可以自由設定1~1000ppm SF6告警閥值,以及自動啟動通風時間，SF6泄露超過設定告警閥值時超標告警，氧氣含量＜18％時缺氧告警，并自動啟動通風設備以及,聲光報警器.根據用戶需要提供與遠程通信裝置的接口，實現遙控、遙測、遙信等功能。
3.2 ZRDH2001X型SF6氣體泄漏在線監測報警系統功能
（1）氣體濃度檢測和顯示功能：
各傳感器連續檢測并由主機讀取和顯示GIS室內各監測點處的SF6濃度，當SF6濃度超過設定報警值（出廠默認值1000ppm）時，報警并顯示數值。
（2）氧氣濃度檢測和顯示功能：
各傳感器連續檢測，并由主機讀取和顯示GIS室內各監測點處的O2濃度。當濃度低于設定報警值（出廠默認值18%）時，報警并顯示數值。
（3）氣體和氧氣濃度控制功能：
SF6氣體濃度超標（≧1000ppm）或氧氣濃度低于（≦18%）時，控制風機啟動通風直到SF6和O2濃度恢復正常。
（4）溫度、濕度檢測和顯示功能：
由就地位置的溫濕度傳感器實時檢測，并由主機讀取和顯示GIS室內溫、濕度值。
（5）傳感器通信狀況顯示功能：
各傳感器連續檢測并由主機讀取和顯示GIS室各傳感器通信狀況，如果發生通信故障，則在界面上故障地址出現“--”和離線。
（6）定時通風功能：
系統可以按時段設定風機每天定時啟動和停止，以保證開關室每天都能按需要通風。
（7）風機自動啟動功能：
O2含量≤19.6%或SF6氣體濃度＞1000ppm時，自動啟動風機，每次啟動時間按時段自動設置，可手動控制或強制啟動風機；
（8）語音提示功能：
當主機開啟語言功能時，則系統會在滿足規定條件時語音提示告警，提示作業人員進入GIS室注意。
（9）聲、光報警功能：
當GIS室環境中SF6、O2氣體含量超限時，會發出報警聲和紅色燈光閃耀。
（10）人體紅外感應功能：
當作業人員要進入GIS室前，紅外感應器動作，主機會發出提示語音，加強現場工作人員的直觀感覺。
3.3 ZRDH2001X型監測主機功能介紹
ZRDH2001X 型六氟化硫氣體泄漏監測主機主要功能是完成數據采集、數據顯示、數據存儲、發送控制指令、報警指示、數據上傳、通風控制、告警輸出、人體紅外感應等。主機配備操作面板與顯示界面，具有靈活的人機交流功能。
特點：
（1）觸摸屏人機操作界面；
（2）大容量告警、歷史數據存儲和查詢；
（3）各種告警、運行指示；
（4）氧氣、SF6氣體告警語音提示；
（5）定時通風、手動通風、強制通風等通風控制模式；
（6）8寸TFT工業真彩數字液晶顯示器，全中文顯示；
（7）雙RS485總線接口，便于組網。
（8）壁掛式，尺寸為：320*400*110（水平*高*厚，單位mm）
外形簡潔美觀，控制功能豐富。液晶顯示現場監測環境數據，帶強制風機排風、報警時自動啟動風機排風和遠動報警輸出，可以通過主機自帶的功能鍵設置報警點、風機定時排風功能、查閱歷史數據，并能通過RS485與計算機進行通訊。遠動也可通過RTU向主機查閱監控數據或控制風機啟動。
3.4 ZRCS-10型SF6/O2氣體變送器介紹
SF6：采用德國先進的雙光束紅外檢測技術檢測SF6氣體濃度數值，精度能夠做到1%FS，可以長達到10年工作壽命
O2：采用德國長壽命氧氣傳感器檢測氧氣濃度數值,，保證氧氣參數精度。
ZRCS-10型 紅外SF6氣體變送器：
采用德國smartGAS公司的SF6傳感器紅外光譜原理，也就是激光的原理！與電化學原理相比，紅外SF6傳感器（六氟化硫傳感器）具有高可靠性，長壽命，高性價比。 不受H2O，酒精，CO2氣體干擾。它廣泛地用于電力設備的SF6氣體泄漏監控報警系統 （0-1000ppm)中，SF6檢漏儀（0-50ppm),SF6檢漏儀純度分析儀（0-100%）。
與但波長單光束相比，雙波長雙光束技術可以避免因為光源的老化、采樣池和檢測器表面污染而引起的漂移。參比通道的被調制的特定波長的單色光不會對被測量氣體產生吸收。 它產生一個穩定的信號，此信號只受外部影響而變化，不受被測量氣體影響。
目前一些電力服務商還在使用電化學原理的六氟化硫傳感器，但這種SF6傳感器，不能滿足電力行業的低量程的SF6的測試，例如0-50PPM，還有0-1000PPM的，但紅外原理的SF6傳感器就可以定制這些量程。
特點：
(1) 紅外光譜吸收原理（NDIR）
(2) 雙波長，帶溫度補償
(3) 高可靠性，與其他氣體不會產生交叉反應。
(4) 與電化學傳感器相比，六氟化硫傳感器紅外傳感器長達10 年的壽命
(5) 高性價比，可承受的優惠價格。
(6) 與電化學傳感器相比，六氟化硫傳感器省去售后維護費用
(7) 無輻射源，無危害
(8) 微型結構，低功耗
(9) 數字量和模擬量輸出。
主要技術參數：
(1) SF6濃度超限報警點：1000ppm,根據要求自由設定,精度＜±5%；
(2) O2濃度檢測范圍：0－25%，缺氧報警點：18%，現場可調，精度＜±0.5%；
(3) 溫度顯示范圍：-20～+99℃，精度＜±0.5%；
(4) 濕度顯示范圍：0～99%RH，精度＜±3%；
(5) 輸入電源：AC 220V±20%；
(6) 報警輸出接點功率：AC220/5A；
(7) 風機輸出接點：380V/15A（三相）或220V/15A；
(8) 風機啟動：O2含量≤19.6%或SF6氣體濃度＞1000ppm時，自動啟動風機，每次啟動時間按時段自動設置，可手動控制或強制啟動風機；
(9) 5路大容量報警觸點輸出。
(10) SF6、O2變送器采用進口原裝的傳感器，壽命長；
(11) SF6氣體檢測報警誤差＜1%，氧氣報警誤差＜0.5%；
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