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公司科技攻关计划项目可行性报告 项目名称：SF6 泄漏成像检测装置 领 域：光电一体化 起止时间：XX 年 1 月至 XX 年 1 月 注：可行性研究报告中单位名称和研究人员的姓名不 得出现， 单位名称均以“本单位”代替，否则视为无效） 一、立项的背景和意义 电力系统高压设备普遍采用 SF6 气体绝缘。随着高压 电气设备的广泛应用，SF6 泄漏问题逐渐开始明显起来。传 统的 SF6 点测方法，只能检测某一个点的 SF6 的含量，在 不知道泄漏点的情况下，很难测试出 SF6 密度比较高的地 方。在泄漏点以外的地方，SF6 浓度达不到仪器灵敏度，因 此不能有效测试 SF6 气体的泄漏。本项目检测研究高压电 气设备 SF6 的泄漏情况以及泄漏点。利用不可见的红外光， 探测不可见的 SF6 气体，能够将设备周围 SF6 的分布情况 形成图像，显示在计算机的屏幕上。因此，SF6 的泄漏点可 以一目了然。大大提高检漏效率。 1、技术来源，自有技术。 2、研发形式，独立开发。 二、国内外现状和发展趋势包括知识产权现状 目前，中远红外光源以及 CCD 传感器，属于尖端技术 领域，国外已经有少量生产。在 SF6 泄漏成像的研究领域， 国外已有相关的研究，并且有相似产品生产。但售价极其 昂贵。 国内的 SF6 泄漏检测研究，仅仅局限于传统的点测方 法，即手持式检漏仪，或者皂水检漏。该检测方法只能检 测某一个点的 SF6 的含量，在不知道泄漏点的情况下，无 法测试出 SF6 泄漏的具体位置。在离开泄漏点的地方，SF6 浓度达不到仪器灵敏度，因此不能有效测试 SF6 气体的泄 漏。皂水检漏操作复杂，很多不易触及的位置也无法检测， 同时也需要停电操作。而使用本项目研制的红外成像监测 方法，可以远距离的观察设备，看出具体的泄漏点。方便 快速直观，监测过程不影响设备的正常运行。 目前国内也有部分科研单位对 SF6 泄漏成像装置进行 研究，但是尚无生产。 本公司在此项目的研究方面，已经持续 1 年，项目也 得到省电力集团公司的大力支持，关键技术问题已经解决， 试验已经成功。 三、现有研究基础、特色和优势 技术经济指标 系统采用中远红外光源和感应器，探测 SF6 的空间分 布，在计算机上生成 SF6 空间分布图像，方便精确的定位 SF6 的泄漏点。 该系统可广泛应用于大中型变电站高压设备的 SF6 泄 漏检测。定位准确、方便，可以产生巨大的直接和间接经 济效益。 仪器测试距离可达 30 米，探测灵敏度 0.002 毫升/秒， 镜头视角 20X15 度，电源 220V 项目创新点及人才优势 项目的主要创新点： 1、研究 SF6 的指纹光谱量值，分析其对应的光谱波长。 2、红外光源及红外成像装置的制作。 3、研究 SF6 泄漏空间分布成像情况及泄漏密度。 4、SF6 空间分布图象的计算机采集及分析处理。 本单位人才优势 本项目研究技术人员教授、高级工程师、工程师及博 士研究生，专业领域涉及电力、计算机、精密仪表等多方 面，人员组成合理，研究条件优越。 项目组成员具有丰富的实际开发经验，从事过多年仪 器仪表、大型电源的设计及研究开发工作，已完成智能化 电压无功控制器、超大功率电解电源、SF6 高压电气设备健 康状态评估系统以及电表测量等研究开发工作，为完成该 项目提供了坚实的工作基础。 项目面向电力系统，具有明显的行业优势以及广阔的 市场前景。 四、应用或产业化前景、市场需求。 该项目完成后，可以取代现有的手持式检漏仪和皂水 查漏等劳动强度大的检漏方法，广泛应用于大中型变电站 高压设备的检查。具有很高的实用价值和应用前景。 目前，很多变电站 SF6 高压电气设备已经运行 20 余年， 进入故障高发期。因此需要大量的监测仪器。传统的监测 方法缺效率低，劳动强度大，监测灵敏度低，新方法在这 些方面具有革命性的改进。大量的检修工作使得每个供电 局都需要这方面的监测仪器，目前市场上国外的仪器售价 高达 130 万元，因此市场份额十分巨大。 该仪器的生产和发展，也同时会带动相关产业的发展。 例如，红外透镜的发展，激光技术的发展，以及激光测量 技术在一些新技术领域中的应用。也相应解决了大量的就 业问题。 五、研究内容与预期目标(此栏目各项指标是项目立项 后，签定合同的主要内容，也是项目验收的主要依据) 项目内容 本项目研究 SF6 的物理性质及其指纹光谱，同时研究 配套的红外光源,使之与 SF6 指纹光谱对应，最后研制成像 装置,用来检测 SF6 的空间分布情况。 装置由以下几个部分组成：电源、CO2 红外激光器、同 步扫描系统、 CCD 红外感应器、取景器、计算机显示处理器。组成框 图如下： 系统采用中远红外光源和感应器，探测 SF6 的空间分 布，在计算机上生成 SF6 空间分布图像，方便精确的定位 SF6 的泄漏点。 该系统可广泛应用于大中型变电站高压设备的 SF6 泄 漏检测。定位准确、方便，可以产生巨大的直接和间接经 济效益。 项目总投资 180.0 万元、申请区科技三项经费 60.0 万元、上级部门拨款 0.0 万元、银行贷款 0.0 万元、自筹 资金 120.0 万元、其它 0.0 万元、已完成投资 90.0 万元。 本单位职工总数 12 人、其中：大专以上 11 人、从事 科技活动人员 10 人。研发人员 8 人。 项目完成后，当年就可以实现年生产能力 30 台，预计 可实现的年销售收入 3000 万元、年交税总额 180 万元、年 净利润 600 万元，同时，还可以进一步出口创汇。 六、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解 研究方法 通过试验和查阅相关资料，首先确定 SF6 的指纹光谱。 然后确定红外光源的形式和实现方法。研制开发 CCD 成像 传感系统，计算机采集处理系统。最终形成 SF6 泄漏检测 成像系统。 技术路线 调查研究确定系统整体方案。 分头逐步解决关键技术问题。生成系统整体架构。 系统配合连接，形成有机整体。 安装调试完成。 技术关键 确定 SF6 的指纹光谱，是实现正确探测 SF6 的前提和 关键 光源：中远红外光源是世界性的难题，也是高精尖的 技术，因此，研制良好的光源是本项目关键技术之一 CCD 感应器。中远红外 CCD 感应器国内尚无生产，国外 仅有少量生产 计算机处理系统正确采集分析和处理 CCD 产生的图像 资料也是本项目的关键技术 七、年度计划内容 分年度说明项目执行过程中的年度目标；年度工作内 容及经费投入。 工作总体安排和年度进度 序号时间段内 容 1XX.1.10XX.1.31 研究确定 SF6 指纹光谱 2XX.2.1-XX.8.31 研究制作相应红外光源 研究制作红外感应成像系统 研究制作电脑数据采集系统 3XX.9.1-XX.10.31 系统装配调试 4XX.11.1-XX.1.10 系统试验、测试完成 八、主要研究人员和单位简况及具备的条件 序号姓名年 龄职称职称级别专业本项目 中分工投入项目工作总月数工作 单位 1.杜宗展 41 高级工程师副高电气及自动化总体设计 12*科技有限公司 2.高琦 36 教授正高计算机技术软件设计 12 山东大学 3.王广柱 43 教授正高电气技术硬件设计 12 山东大学 4.王雷 49 高级工程师副高电气技术电路设计 12 山东 大学 5.朱常青 38 讲师中级工业自动化电路设计 12 山东大 学 6.董洁 41 副教授副高电力技术电气设计 12 山东大学 7.随惠斌 30 讲师中级电力技术软件编程 12 山东大学 九、经费预算 主要说明：项目新增资金来源，包括企业自有、银行 贷款、申请各级科技三项费及其他资金。 项目总投资 180.0 万元、申请区科技三项经费 60.0 万元、上级部门拨款 0.0 万元、银行贷款 0.0 万元、自筹 资金 120.0