JLK-4000型SF6氣體激光智能化監控系統

產品名稱：JLK-4000型SF6氣體激光智能化監控系統

JLK-4000型SF6氣體激光智能化監控系統

SF6氣體檢測的必要性

開關室是變電站各種設備最集中的地方，尤其是裝有SF6設備的開關室，平時因為通風不良可能會缺氧或因設備中SF6氣體泄漏而污染室內環境，使進入房間的巡視、檢修人員的健康甚至生命受到嚴重威脅，給電力安全運行帶來隱患，因此，我國《電業安全工作規程》特別規定，在相關場所必須安裝氧氣和SF6檢測報警裝置，并安裝必要的通風換氣裝置。時，從環保的角度來考慮，在相關場所也有必要安裝SF6檢測報警裝置。

JLK-4000型SF6智能環境監控系統是專門為了解決上述問題而設計的。

SF6氣體智能環境監控系統概述

JLK-4000型SF6智能環境監控系統是在分析和比較國內外同行業相關氣體檢測方法的基礎上，將*的激光技術應用于SF6氣體檢測。

JLK-4000型SF6智能環境監控系統是集氣體采樣分析、模擬量輸入、開關量輸入、協議轉換、通信接口轉換、傳輸和開關量輸出控制等功能于一體，覆蓋了工業控制及監測系統的現場采集所需功能，能根據各種應用場合的具體要求進行靈活配置的智能型采集系統。

JLK-4000型SF6智能環境監控系統是綜合運用了激光技術、數據采集、數據處理、通信技術于一體的開放系統平臺，它的所有功能均采用模塊化設計，便于工程安裝及工程維護。

JLK-4000型SF6智能環境監控系統可利用DDN、PSTN、TCP/IP、E1等各種傳輸系統，組建集中監控系統。在遠端監控中心可隨時掌握變電站、開關室的環境及SF6氣體泄漏狀況。

JLK-4000系列SF6智能環境監控系統在傳輸條件完備的情況下，可以以網絡的形式組建監控中心，可實現對變電站、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。

SF6氣體智能化環境監控系統組成

系統由監控主機，智能模擬量采集器，

SF6氣體激光探測器運用激光技術、主動取

樣方式實現對SF6氣體定量檢測，氧氣探測

器，溫濕度變送器，多功能控制器等組成。

可實時檢測SF6氣體濃度、氧氣含量、環境

溫濕度等，也可以檢測交、直流電壓電流等

模擬量，可以遠程自動/手動控制風機、空

調等開關量。系統自動記錄各種報警數據；

記錄風機每次的動作情況；按照設定的定

時時間控制風機定時工作；泄漏超標自動

啟動風機排風；根據用戶需要提供與遠動

通信裝置的接口，實現遙控、遙測、遙信

等功能。

SF6氣體檢測基本原理

激光原理介紹

物質在常溫下處于熱平衡狀態，處于各能級的粒子（原子或分子）數以一定的統計規律分布。常態下，處于低能級的粒子數大于處于高能級的粒子數。當這些粒子受到外來能量（電能或光能）激發時，一些粒子將被激發到高能級，而很快又自發地躍遷到低能級。這一粒子躍遷過程，實際上是受激粒子釋放能量過程。在一般狀態下，是通過發光或弛豫形式完成。

受激粒子停留在高能級的平均時間稱為粒子在該能級的平均壽命。由于原子、離子或分子等內部結構的特殊性，它在各個能級的平均壽命也不一樣。在基態時，原子可以常時間地存在；而在激發態，平均壽命一般都很短。但是，有些受激粒子的某個或某些高能級卻有較長的平均壽命，這種壽命較長的高能級稱為亞穩態能級。

某些具有亞穩態能級結構的物質，在一定外界能源如光能、電能、化學能等的激發下，可將粒子從低能級激發到高能級。在特定條件下（如照射光能足夠強），可使處于高能級的粒子數目大于低能級的粒子數目，這種物理現象稱為“粒子數反轉"。物質在處于粒子數反轉狀態時，有大量粒子在平均壽命時間內聚集在亞穩態能級上。當這些高能態受激粒子在激光腔內受到外來光子誘發時，將會得到進一步放大，出現增益，這時將產生激光(Laser)或稱為光的受激輻射放大（LASER--Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）。

激光器及其SF6氣體激光檢測基本原理

激光器種類繁多，常見的是氣體激光，固體激光，半導體激光，染料激光等。我們使用的激光器是幾種不同規格的石英玻管燒結引進電極而成，在經過高精度研磨管口，達到光學級別時，在管的兩端封貼專用激光鏡片。通過特殊處理和清洗激光管的毛細管，在高真空狀態下充入激光介質，而成為激光器。這種激光器所使用激勵電源為直流高壓電源，激勵電壓1萬8千伏，電流10毫安以內。而工作電壓僅為數千伏，電流4到8毫安。激光器工作時須要配備冷卻系統，以防止激光管受熱損壞。SF6氣體激光檢測原理圖如圖一所示。

在光譜技術中，研究發現SF6氣體分子對一定光譜有較強的反應。這種反應的特征在于當一定數量的光通過含有SF6氣體分子的樣品池時，SF6氣體分子將與其發生光化學反應過程。從而使通過樣品池的光子數量發生變化，在此基礎上，通過檢測裝置檢測通過樣品池的光譜強度的變化，便可實現SF6氣體的定量分析。因此，利用光譜這種原理，可達到SF6氣體是否泄漏檢測的目的。

SF6氣體激光檢測技術

利用激光光譜吸收技術檢測，對SF6氣體泄漏檢測，測量精度可高于百萬分之一，檢測分辨率達到1ppm量級敏高，而且工作重復性好，穩定可靠，使用壽命長，定量分析，操作簡單，故障率少。

JLK-4000型SF6智能環境監控系統彌補了常規SF6氣體檢測技術的不足；檢測靈敏度、準確度高，穩定可靠，使用壽命長，定量分析，不受環境的影響，操作簡單，故障率小是該系統的顯著特點。

SF6智能環境監控系統功能說明

1. 對環境中SF6氣體的定量檢測功能（運用激光技術，檢測性能不受環境影響）。

2. 對環境中SF6氣體濃度過高時發出超標報警功能。

3. 微量監測技術能發出早期現場警報，并指示氣體泄漏位置，及時通知危險地點內人員疏

散，尋找及消除泄漏源，保護運行設備。

4. 每一個SF6氣體激光探測器具有獨立監控功能，可監測12組開關，覆蓋長度達120M。

5. 對環境中氧氣濃度的檢測功能。

6. 對環境中氧氣濃度過低時發出缺氧報警的功能。

7. 對環境溫濕度的檢測功能。

8. 自動定時排風和泄漏超標自動排風功能。

9. 強制和手動排風按鍵設置，風機控制功能靈活而完善。

10.對歷史數據（定點）與告警數據（每次報警的數據和控制動作數據）的存儲、查詢功

能，具有與其他系統如配網/配電自動化系統平滑接入功能。

11.靈活的系統組網功能，通過掛接不同的變送器，可以檢測不同的環境變量，配接不同的

控制器，可以控制不同的設備。

12.自動語音提示實時檢測結果，加強現場工作人員的直觀感覺。

13.大屏幕背景LCD顯示，停止操作后3分鐘自動關閉背光。

JLK-4000主機主要功能是完成采集設備的數據采集、數據顯示、數據存儲、發送控制指令、報警指示、數據上傳、軟硬件復位等。主機配備操作面板與顯示界面，具有靈活的人機交互功能。

特點

1、 循環收集各探測器信息及數據；

2、 探測器信息及數據處理；

3、 告警、運行指示；

4、 告警語音播報；

5、 十鍵操作面板；

6、 320×240液晶顯示；

7、 地址可以設置，最多可級聯255臺；

8、 數據可傳送到遠方控制中心，控制中心也可直接遠程查詢、控制監控系統。

智能模擬量采集器

智能模擬量采集器主要功能是：1、完成現場傳感器/變送器送來的模擬信號的實時測量，并將數據處理后進行報警指示和傳送到主機。這些模擬信號包括溫度、濕度、氧氣含量、SF6濃度以及其他交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流等。2、執行主機下達的控制命令，完成對風機、空調等設備的開關動作。

特點

1、可采集六路模擬信號；

2、可實現四路控制輸出；

3、實時報警功能。

4、軟件配置報警上下限，配置數據掉電不丟失；

5、上電自檢及硬件故障診斷功能；

6、測量自校準功能；

7、RS422/RS485總線接口，便于組網；

8、軟硬件防干擾設計，可在較惡劣環境下工作。

氣體激光探測器

氣體激光探測器主要功能是：采集現場空氣樣本，

利用光譜吸收技術檢測樣本空氣中SF6氣體含量，含量

超標時進行報警指示和傳送到上位機。

特點

1、 定量分析功能；

2、 實時報警功能；

3、 報警靈敏度1ppm；

4、 12路泵吸式空氣采樣通道；

5、 實時硬件故障診斷功能；

6、 RS485總線接口，便于組網；也可直接輸出信號給模擬量采集器；

7、 工作穩定可靠。

溫濕度變送器

溫濕度變送器主要功能為：將工作現場的

溫度與濕度變為數字信號，通過RS485總線傳

送給JLK-4000主機進行處理和顯示。

特點

1、抗干擾設計，可在惡劣環境下工作；

2、穩定可靠。

氧氣探測器

氧氣探測器主要功能為：將工作現場的

氧氣濃度參數變為4～20mA電流傳送給

智能模擬量采集器進行數字量化處理，然后

傳送JLK-4000主機進行顯示。

多功能控制器與線路分配器

多功能控制器主要功能為：通過總線接

受監控主機的指令完成相應的控制，包括抽

氣泵、水泵、激光設備以及電磁閥開啟關閉

等控制。

線路分配器主要功能為：安裝布線提供擴展用。

SF6智能環境系統主要參數

1、SF6濃度超限報警點：1000ppm

精度＜5%FS （可在100-1000ppm范圍內靈活設置）

2、氧氣濃度檢測范圍： 1～30%，缺氧報警點： 18%，精度＜0.5%

3、 溫度顯示范圍： -40～+99℃

4、 濕度顯示范圍： 0～99%RH

5、 電 源： AC/DC 100～265V/48V

6、 風機輸出接點：AC380V/40A、80A、120A；AC220V/40A、80A、120A（可選）

7、 主機外形尺寸(mm)： L340 × W260 × H60

8、 氣體分析綜合機柜尺寸(mm)：L600 × W600 × H1000

9、 溫濕度和O2變送器尺寸(mm)： L125 × W92 × H25

10、 主機安裝方式： 壁掛式

11、 風機啟動： 氧含量 ≤18%時或SF6氣體濃度 ≥1000ppm時，自動啟動風機，每次啟動時間15min，也可手動控制或強制啟動風機

12、 聲光報警功能提示： 主機有聲光報警功能

13、 通信：RS485接口,可通過GPRS/GSM、TCP/IP、Modem上傳到上位機

14、 歷史數據和報警信息存儲設計,報警信息存儲：兩年，上位機海量存儲

15、 系統平均*工作時間為30000小時。