电解槽漏电检测及计算.docVIP

湖北安陆广安铝业 电解槽漏电检测及评价 一、绝缘破损及漏电的形式: 电解槽漏电的主要危害包括：造成电能损失，漏电会致电流效率下降，据资料报道，漏电可使电流效率下降20%左右；造成结构建筑物的电化学腐蚀，广安铝业电解槽钢筋混凝土支撑梁曾因漏电而烧红，立柱也因电化学腐蚀而遭受不同程度的破坏；影响安全生产，且漏电会对人身安全已构成严重威胁。因此必须采取必要的措施，解决电解槽漏电问题。 电解槽绝缘破损是导致漏电的根本原因。就侧插自焙槽而言，其绝缘部位及所用材料情况见表一。 表一：侧插自焙槽绝缘部位及所用材料表 序号 部位 材料 1 槽壳与立柱 石棉水泥板和石棉板 2 槽壳与卷帘 石棉橡胶板 3 立柱与平台 酚醛板 4 滑轮与阳极框架 酚醛板 5 临时吊挂与平台 酚醛板 6 阳极母线与立柱 石棉橡胶板 7 阳极母线吊夹与平台 酚醛板 8 料闸与把手 酚醛板 9 敞口盖与排烟管道 橡胶管或酚醛管 10 扶手梯与立柱 酚醛板 11 地沟盖板与地坪 沥青砖 12 槽壳与支撑梁 辉绿岩石、石棉橡胶板 13 阴极母线与支撑梁 辉绿岩石、石棉橡胶板 14 立柱母线与地沟盖板 留空隙或用木条 15 地坪 沥青碎石和沥青砂浆 16 相邻槽间地沟盖板 木条 17 槽壳与阳极棒 石棉水玻璃 上述绝缘部位某一个或几个环节出现问题就会导致绝缘破损。 铝电解的工作电流是指：阳极 电解质 阴极这部分电流，其他的电流都会造成电流损失，形成漏电。 铝电解槽漏电形式大体可分三种，见表2。 表2：电解槽漏电形式 类别 电流走向 槽内漏电 阳极 电解质 槽壳 阴极棒 槽间漏电 1）A槽壳 地沟盖板 B槽壳 2）A平台 烟道 B平台 对地漏电 1）槽壳 地沟盖板 大地 2）槽壳 支撑梁 大地 3）立柱母线 地沟盖板 大地 4）阴极母线 支撑梁 大地 5）平台 烟道 大地 漏电原因 从根本上说，漏电是由于绝缘破损所致。大体上可分为下列几种情况。 材质问题：所选用的材料绝缘性能不符合要求。 安装问题：在制作过程中，绝缘材料大小，长短尺寸不合理或装配不当。 操作方面：由于漏炉，特别是有铝液漏出，使槽壳与支撑梁及大地间或阴极母线与支撑梁及大地间形成电流通路，或由于加工方法不当，造成电解槽侧部空，电解质直接接触槽壳等。 潮湿：由于停槽泡水或淋雨等造成绝缘部位潮湿而漏电。 环境因素：由于阳极作业中产生的铁屑等在强磁场的环境中不易被清理干净，当由铁屑的尘埃存在于绝缘部位时，绝缘破坏。电解环境中炭粒亦有类似作用。 机械因素：如阴极大母线与支撑梁及槽壳与支撑梁间的辉绿岩长期承重破碎，导电物质（如铝屑、铁屑、炭粒）进入致使绝缘破损。 电解槽加强绝缘的主要措施包括： 大修槽各部位必须施以合格的绝缘，大修时要严格把关，确保绝缘。 两槽间连接母线沟盖板间必须铺设方木。 地沟盖板与支撑砖之间要有可靠的绝缘。厂房内所有的钢筋混凝土结构的钢筋保护层不应小于30mm，地坪铺以沥青沙浆予以绝缘。 压缩空气管道和真空管道每隔一定距离安装一道绝缘。 厂房内严禁铺设上下水道，停槽泡水一定要有专人看管。 搞好现场整洁，及时清理导电杂物。 天车连接绝缘不少于三级，每级绝缘不少于1.5兆欧。 二、系统对地漏电检测的方法及理论推导 1.电解槽的供电方式及漏电等效电路 （1）电解槽的供电系统是一个不接地的“悬浮”系统 K+3 k+2 k+1 K+3 k+2 k+1 －U－ n n-1 n-2 k-2 k-1 k +U+ 1 2 3 …… …… 理论上，电解槽供电系统的零电位点在其几何中心。 （2）电解槽漏电等效电路： k+3 k+2 k+1 k+3 k+2 k+1 … Rk+1 Rk+2 Rk+3 Rn-2 Rn-1 Rn － U- n n-1 n-2 Rk Rk-1 Rk-2 … R3 R2 R1 k-2 k-1 k + U+ 1 2 3 此时，零电位点将发生漂移，不再位于系统的几何中心。假设电解供电系统的零电位点在第K台槽的出线端，则有： 其中 这样通过测量供电系统进、出线端的对地电位，就可以求得零电位点的位置。同时，由于系统流出电流与流入电流相等，则有： （A式） 2.等效漏电电导G的求解 首先，我们在供电系统的进线端或出线端，外加一个接地电阻，此电阻阻值已知，并测得此接地电路的电压，电流则该电路可等效地看作：（以进线端接地为例） ……… ……… k-1 k+1 n