JLK-4000型SF6气体激光智能化监控系统

产品名称：JLK-4000型SF6气体激光智能化监控系统

JLK-4000型SF6气体激光智能化监控系统

SF6气体检测的必要性

开关室是变电站各种设备最集中的地方，尤其是装有SF6设备的开关室，平时因为通风不良可能会缺氧或因设备中SF6气体泄漏而污染室内环境，使进入房间的巡视、检修人员的健康甚至生命受到严重威胁，给电力安全运行带来隐患，因此，我国《电业安全工作规程》特别规定，在相关场所必须安装氧气和SF6检测报警装置，并安装必要的通风换气装置。时，从环保的角度来考虑，在相关场所也有必要安装SF6检测报警装置。

JLK-4000型SF6智能环境监控系统是专门为了解决上述问题而设计的。

SF6气体智能环境监控系统概述

JLK-4000型SF6智能环境监控系统是在分析和比较国内外同行业相关气体检测方法的基础上，将*的激光技术应用于SF6气体检测。

JLK-4000型SF6智能环境监控系统是集气体采样分析、模拟量输入、开关量输入、协议转换、通信接口转换、传输和开关量输出控制等功能于一体，覆盖了工业控制及监测系统的现场采集所需功能，能根据各种应用场合的具体要求进行灵活配置的智能型采集系统。

JLK-4000型SF6智能环境监控系统是综合运用了激光技术、数据采集、数据处理、通信技术于一体的开放系统平台，它的所有功能均采用模块化设计，便于工程安装及工程维护。

JLK-4000型SF6智能环境监控系统可利用DDN、PSTN、TCP/IP、E1等各种传输系统，组建集中监控系统。在远端监控中心可随时掌握变电站、开关室的环境及SF6气体泄漏状况。

JLK-4000系列SF6智能环境监控系统在传输条件完备的情况下，可以以网络的形式组建监控中心，可实现对变电站、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。

SF6气体智能化环境监控系统组成

系统由监控主机，智能模拟量采集器，

SF6气体激光探测器运用激光技术、主动取

样方式实现对SF6气体定量检测，氧气探测

器，温湿度变送器，多功能控制器等组成。

可实时检测SF6气体浓度、氧气含量、环境

温湿度等，也可以检测交、直流电压电流等

模拟量，可以远程自动/手动控制风机、空

调等开关量。系统自动记录各种报警数据；

记录风机每次的动作情况；按照设定的定

时时间控制风机定时工作；泄漏超标自动

启动风机排风；根据用户需要提供与远动

通信装置的接口，实现遥控、遥测、遥信

等功能。

SF6气体检测基本原理

激光原理介绍

物质在常温下处于热平衡状态，处于各能级的粒子（原子或分子）数以一定的统计规律分布。常态下，处于低能级的粒子数大于处于高能级的粒子数。当这些粒子受到外来能量（电能或光能）激发时，一些粒子将被激发到高能级，而很快又自发地跃迁到低能级。这一粒子跃迁过程，实际上是受激粒子释放能量过程。在一般状态下，是通过发光或弛豫形式完成。

受激粒子停留在高能级的平均时间称为粒子在该能级的平均寿命。由于原子、离子或分子等内部结构的特殊性，它在各个能级的平均寿命也不一样。在基态时，原子可以常时间地存在；而在激发态，平均寿命一般都很短。但是，有些受激粒子的某个或某些高能级却有较长的平均寿命，这种寿命较长的高能级称为亚稳态能级。

某些具有亚稳态能级结构的物质，在一定外界能源如光能、电能、化学能等的激发下，可将粒子从低能级激发到高能级。在特定条件下（如照射光能足够强），可使处于高能级的粒子数目大于低能级的粒子数目，这种物理现象称为“粒子数反转"。物质在处于粒子数反转状态时，有大量粒子在平均寿命时间内聚集在亚稳态能级上。当这些高能态受激粒子在激光腔内受到外来光子诱发时，将会得到进一步放大，出现增益，这时将产生激光(Laser)或称为光的受激辐射放大（LASER--Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）。

激光器及其SF6气体激光检测基本原理

激光器种类繁多，常见的是气体激光，固体激光，半导体激光，染料激光等。我们使用的激光器是几种不同规格的石英玻管烧结引进电极而成，在经过高精度研磨管口，达到光学级别时，在管的两端封贴专用激光镜片。通过特殊处理和清洗激光管的毛细管，在高真空状态下充入激光介质，而成为激光器。这种激光器所使用激励电源为直流高压电源，激励电压1万8千伏，电流10毫安以内。而工作电压仅为数千伏，电流4到8毫安。激光器工作时须要配备冷却系统，以防止激光管受热损坏。SF6气体激光检测原理图如图一所示。

在光谱技术中，研究发现SF6气体分子对一定光谱有较强的反应。这种反应的特征在于当一定数量的光通过含有SF6气体分子的样品池时，SF6气体分子将与其发生光化学反应过程。从而使通过样品池的光子数量发生变化，在此基础上，通过检测装置检测通过样品池的光谱强度的变化，便可实现SF6气体的定量分析。因此，利用光谱这种原理，可达到SF6气体是否泄漏检测的目的。

SF6气体激光检测技术

利用激光光谱吸收技术检测，对SF6气体泄漏检测，测量精度可高于百万分之一，检测分辨率达到1ppm量级敏高，而且工作重复性好，稳定可靠，使用寿命长，定量分析，操作简单，故障率少。

JLK-4000型SF6智能环境监控系统弥补了常规SF6气体检测技术的不足；检测灵敏度、准确度高，稳定可靠，使用寿命长，定量分析，不受环境的影响，操作简单，故障率小是该系统的显著特点。

SF6智能环境监控系统功能说明

1. 对环境中SF6气体的定量检测功能（运用激光技术，检测性能不受环境影响）。

2. 对环境中SF6气体浓度过高时发出超标报警功能。

3. 微量监测技术能发出早期现场警报，并指示气体泄漏位置，及时通知危险地点内人员疏

散，寻找及消除泄漏源，保护运行设备。

4. 每一个SF6气体激光探测器具有独立监控功能，可监测12组开关，覆盖长度达120M。

5. 对环境中氧气浓度的检测功能。

6. 对环境中氧气浓度过低时发出缺氧报警的功能。

7. 对环境温湿度的检测功能。

8. 自动定时排风和泄漏超标自动排风功能。

9. 强制和手动排风按键设置，风机控制功能灵活而完善。

10.对历史数据（定点）与告警数据（每次报警的数据和控制动作数据）的存储、查询功

能，具有与其他系统如配网/配电自动化系统平滑接入功能。

11.灵活的系统组网功能，通过挂接不同的变送器，可以检测不同的环境变量，配接不同的

控制器，可以控制不同的设备。

12.自动语音提示实时检测结果，加强现场工作人员的直观感觉。

13.大屏幕背景LCD显示，停止操作后3分钟自动关闭背光。

JLK-4000主机主要功能是完成采集设备的数据采集、数据显示、数据存储、发送控制指令、报警指示、数据上传、软硬件复位等。主机配备操作面板与显示界面，具有灵活的人机交互功能。

特点

1、 循环收集各探测器信息及数据；

2、 探测器信息及数据处理；

3、 告警、运行指示；

4、 告警语音播报；

5、 十键操作面板；

6、 320×240液晶显示；

7、 地址可以设置，最多可级联255台；

8、 数据可传送到远方控制中心，控制中心也可直接远程查询、控制监控系统。

智能模拟量采集器

智能模拟量采集器主要功能是：1、完成现场传感器/变送器送来的模拟信号的实时测量，并将数据处理后进行报警指示和传送到主机。这些模拟信号包括温度、湿度、氧气含量、SF6浓度以及其他交流电压、交流电流、直流电压、直流电流等。2、执行主机下达的控制命令，完成对风机、空调等设备的开关动作。

特点

1、可采集六路模拟信号；

2、可实现四路控制输出；

3、实时报警功能。

4、软件配置报警上下限，配置数据掉电不丢失；

5、上电自检及硬件故障诊断功能；

6、测量自校准功能；

7、RS422/RS485总线接口，便于组网；

8、软硬件防干扰设计，可在较恶劣环境下工作。

气体激光探测器

气体激光探测器主要功能是：采集现场空气样本，

利用光谱吸收技术检测样本空气中SF6气体含量，含量

超标时进行报警指示和传送到上位机。

特点

1、 定量分析功能；

2、 实时报警功能；

3、 报警灵敏度1ppm；

4、 12路泵吸式空气采样通道；

5、 实时硬件故障诊断功能；

6、 RS485总线接口，便于组网；也可直接输出信号给模拟量采集器；

7、 工作稳定可靠。

温湿度变送器

温湿度变送器主要功能为：将工作现场的

温度与湿度变为数字信号，通过RS485总线传

送给JLK-4000主机进行处理和显示。

特点

1、抗干扰设计，可在恶劣环境下工作；

2、稳定可靠。

氧气探测器

氧气探测器主要功能为：将工作现场的

氧气浓度参数变为4～20mA电流传送给

智能模拟量采集器进行数字量化处理，然后

传送JLK-4000主机进行显示。

多功能控制器与线路分配器

多功能控制器主要功能为：通过总线接

受监控主机的指令完成相应的控制，包括抽

气泵、水泵、激光设备以及电磁阀开启关闭

等控制。

线路分配器主要功能为：安装布线提供扩展用。

SF6智能环境系统主要参数

1、SF6浓度超限报警点：1000ppm

精度＜5%FS （可在100-1000ppm范围内灵活设置）

2、氧气浓度检测范围： 1～30%，缺氧报警点： 18%，精度＜0.5%

3、 温度显示范围： -40～+99℃

4、 湿度显示范围： 0～99%RH

5、 电 源： AC/DC 100～265V/48V

6、 风机输出接点：AC380V/40A、80A、120A；AC220V/40A、80A、120A（可选）

7、 主机外形尺寸(mm)： L340 × W260 × H60

8、 气体分析综合机柜尺寸(mm)：L600 × W600 × H1000

9、 温湿度和O2变送器尺寸(mm)： L125 × W92 × H25

10、 主机安装方式： 壁挂式

11、 风机启动： 氧含量 ≤18%时或SF6气体浓度 ≥1000ppm时，自动启动风机，每次启动时间15min，也可手动控制或强制启动风机

12、 声光报警功能提示： 主机有声光报警功能

13、 通信：RS485接口,可通过GPRS/GSM、TCP/IP、Modem上传到上位机

14、 历史数据和报警信息存储设计,报警信息存储：两年，上位机海量存储

15、 系统平均*工作时间为30000小时。