一种镁电解槽强直流电断短开关装置的制作方法

本发明涉及电解氯化镁生产金属镁技术领域，具体为一种镁电解槽强直流电断短开关装置。

背景技术：

镁电解行业中镁电解槽是依靠大容量直流电进行电解作业，同时镁电解槽之间通过主母线采用串联方式连接，而主母线与镁电解槽的阳极和阴极之间是分别通过阳极支母线、阴极支母线进行连接。在镁电解槽日常作业中不可避免会对镁电解槽进行直流电开断操作，而其开断操作主要是由直流电断短开关来完成。随着行业发展，镁电解槽的容量在不断增大的同时作业安全要求也在不断提高，这使得传统直流电断短开在性能及作业方面已经难以满足现今需要。

传统的直流电断短开关在性能及作业方面主要存在以下问题：

首先传统的直流电断短开关在进行切断直流电的操作前若考虑避免电流切断时对于开关导电面由于产生的局部高温而造成的破坏，需要对系列电流进行降低或暂时停电，加之一般电解生产中电解槽的数量较多使得切断电流的次数也会相应增多，如此进行降低或暂时停直流电的操作将会对直流电整流机组造成频繁且大范围的负荷调整，对其设备本身及电网区域配电管理是极为不利的。同时系列电流大小的频繁波动不仅会给镁电解槽的运行管理制度带来极大挑战，还会就镁电解槽设备本身带来一定程度的损害。介于以上原因，后期的直流电断短开关选择带正常负荷进行切断直流电作业。这样虽然可以避免以上问题的出现，但势必会造成直流电断短开关导电面的频繁破损，从而进一步增加了直流电断短开关导电接触面处理的工作量。考虑到镁电解作业环境复杂，现场进行导电面处理对于处理质量难以保证。

其次传统直流电断短开关在进行切断直流电的操作过程中主要依赖于人工操作，而在复杂的镁电解作业环境及大电流的工况下人工操作具有极大的安全隐患。随着社会及行业的发展，国家和企业在工业生产中对于安全的重视程度在不断的提高，传统的直流电断短开关已经难以满足现实需要。以上问题的存在给直流电断短开关设备本身及其操作安全性提出了新的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种镁电解槽强直流电断短开关装置，具备结构简单、操作方便，能够在强直流电运行的情况下快速实现对镁电解槽进行短路和通电操作的优点，解决了现有的镁电解槽强直流电断短开关装置结构复杂、操作繁琐，不能够在强直流电运行的情况下快速实现对镁电解槽进行短路和通电操作的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镁电解槽强直流电断短开关装置，包括阳极支母线、熔断铝板连接板、熔断铝板、阳极支母线连接铝板、气缸、铝软束带、铝板、阴极支母线连接铝板、阴极支母线、绝缘套管及绝缘板，在阳极支母线上设置气缸连接杆固定孔，并且在阳极支母线的左右两侧对称设置两片阳极支母线连接铝板，所述左右两侧的阳极支母线连接铝板上设置有气缸连接杆孔及气缸螺栓孔，所述熔断铝板连接板焊接于阳极支母线连接铝板的顶部，所述阳极支母线顶部熔断铝板连接板与左右两侧阳极支母线连接铝板顶部熔断铝板连接板之间分别设置熔断铝板，所述气缸通过第一螺栓与左右两侧阳极支母线连接铝板连接。

所述第二螺栓设置于连接铝板螺栓孔中，所述第二螺栓的表面套设有第二螺母，并且所述第一螺栓与气缸螺栓孔之间设置云母绝缘套，所述第一螺栓的表面套设有第一螺母，所述第一螺栓连接与阳极支母线连接铝板侧面之间设置耐热树脂垫圈，所述气缸与阳极支母线连接铝板之间设置有耐热树脂板，所述阳极支母线连接铝板与铝板之间设置铝软束带，所述阴极支母线连接铝板与铝板之间设置铝软束带，所述阴极支母线左右两侧对称设置两片阴极支母线连接铝板，所述阴极支母线上设置有阴极支母线螺栓孔，所述阴极支母线连接铝板上设置有连接铝板螺栓孔。

优选的，所述镁电解槽强直流电断短开关装置，其气缸包括气缸缸体及气缸连接杆，气缸连接杆设置于气缸连接杆孔及气缸连接杆固定孔之间，气缸连接杆与气缸连接杆孔之间留有间隙，左右两侧的气缸连接杆采用螺纹连接，并且卡固于所述阳极支母线的气缸连接杆固定孔处，气缸连接杆与气缸连接杆固定孔及阳极支母线之间设置绝缘套。

优选的，所述阳极支母线连接铝板、铝板、阴极支母线连接铝板、熔断铝板连接板及铝软束带之间采用焊接连接。

优选的，所述熔断铝板与熔断铝板连接板采用螺栓连接。

优选的，所述阴极支母线连接铝板与阴极支母线通过螺栓及螺母进行连接，所述螺栓设置至于阴极支母线螺栓孔及连接铝板螺栓孔内，并且所述螺栓与阴极支母线螺栓孔及连接铝板螺栓孔之间设置绝缘套管，所述螺母与阴极支母线连接铝板之间设置绝缘垫圈。

优选的，所述绝缘板设置于阳极支母线与阳极支母线连接铝板之间。

优选的，所述镁电解槽强直流电断短开关装置，设置在阳极母线与阴极母线之间，当阳极支母线与阳极支母线连接铝板直接通过绝缘板进行压紧时，电解槽处于开槽状态，当阳极支母线与阳极支母线连接铝板直接压紧接触时，电解槽处于停槽状态。

优选的，所述镁电解槽强直流电断短开关装置，可以安装在426ka强直流电解系列中，属于一种强直流电开关装置，在强直流电条件下通过该装置可实现停开槽作业。

优选的，每台镁电解槽有10组阳极支母线，其中仅在两边的支母线上设置有断短开关装置，需要进行开槽时，在设置有断短开关的阳极支母线及阳极支母线连接铝板上通过螺栓连接熔断铝板。对其余8组阳极支母线及阳极支母线连接铝板间插入绝缘板，此时母线上的电流经两边设置有断短开关的阳极支母线，打开阳极支母线及阳极支母线连接铝板的连接，此时母线的所有电流经过熔断铝板，由于母线中持续有强直流电通过，在打开瞬间会产生电弧，由于有熔断铝板的存在，熔断铝板在电弧的效应下会发生熔断，从而保护了阳极支母线接触面被损坏的风险。

优选的，所述镁电解槽强直流电断短开关装置在电解槽需要短路作业时，通过操作气缸控制柜对气缸充气，将断短开关打开，即阳极支母线与阳极支母线连接板分开，拆除阳极支母线两侧的插入的绝缘板，再操作气缸控制柜对气缸充气，将断短开关闭合，实现阳极支母线连接板和阳极支母线短路，直流电直接进入下一台电解槽，从而达到电解槽短路的效果。

优选的，所述镁电解槽强直流电断短开关装置在电解槽需要通电时，先在熔断铝板连接板使用螺栓连接2块熔断铝板，然后通过设置在外部的气缸控制柜对气缸充气，断开阳极支母线和阳极支母线连接铝板的连接，将熔断铝板熔断达到电解槽通电的效果，快速拆除已熔断的熔断铝板，在阳极支母线两侧插入绝缘板，之后再通过气缸控制柜对气缸充气压紧阳极支母线连接板、阳极支母线和绝缘板，实现阳极支母线连接板和阳极支母线断路，从而达到电解槽通电的效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置阳极支母线、熔断铝板连接板、绝缘板、阳极支母线连接铝板、耐热树脂板、耐热树脂垫圈、云母绝缘套、第一螺栓、第一螺母、气缸、气缸连接杆、铝软束带、铝板、阴极支母线连接铝板、第二螺栓、第二螺母、绝缘垫圈、阴极支母线、绝缘套管、熔断铝板、气缸连接杆孔、绝缘套、气缸连接杆固定孔、阴极支母线螺栓孔、连接铝板螺栓孔和气缸螺栓孔的配合使用，解决了现有的镁电解槽强直流电断短开关装置结构复杂、操作繁琐，不能够在强直流电运行的情况下快速实现对镁电解槽进行短路和通电操作的问题，该镁电解槽强直流电断短开关装置，具备结构简单、操作方便，能够在强直流电运行的情况下快速实现对镁电解槽进行短路和通电操作的优点，值得推广。

2、本发明通过气缸的设置易于实现直流切断作业的自动化控制及远程操作，可以在减小人工劳动强度的同时避免人工近距离操作所带来的安全隐患，通过熔断铝板的设置避免切断直流电给设备导电面造成的高温破坏，有效降低了导电面处理的工作量，节约了制造成本，同时熔断铝板的设置可以使得本发明在兼顾人员及设备安全性的基础上应用于大电流大容量的镁电解生产中，本发明强直流电断短开关装置结构简单、设备成本低、维护方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的气缸示意图；

图3为本发明的阴极支母线部分结构示意图；

图4为本发明的阳极支母线部分结构示意图；

图中：1阳极支母线、2熔断铝板连接板、3绝缘板、4阳极支母线连接铝板、5耐热树脂板、6耐热树脂垫圈、7云母绝缘套、8第一螺栓、9第一螺母、10气缸、10a气缸连接杆、11铝软束带、12铝板、13阴极支母线连接铝板、14第二螺栓、15第二螺母、16绝缘垫圈、17阴极支母线、18绝缘套管、19熔断铝板、20气缸连接杆孔、21绝缘套、22气缸连接杆固定孔、23阴极支母线螺栓孔、24连接铝板螺栓孔、25气缸螺栓孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种镁电解槽强直流电断短开关装置，包括阳极支母线1、熔断铝板连接板2、熔断铝板19、阳极支母线连接铝板4、气缸10、气缸10包括气缸缸体及气缸连接杆10a，气缸连接杆10a设置于气缸连接杆孔20及气缸连接杆固定孔22之间，气缸连接杆10a与气缸连接杆孔20之间留有间隙，左右两侧的气缸连接杆10a采用螺纹连接，并且卡固于阳极支母线1的气缸连接杆固定孔22处，气缸连接杆10a与气缸连接杆固定孔22及阳极支母线1之间设置绝缘套21，阳极支母线连接铝板4、铝板12、阴极支母线连接铝板13、熔断铝板连接板2及铝软束带11之间采用焊接连接。

熔断铝板19与熔断铝板连接板2采用螺栓连接，阴极支母线连接铝板13与阴极支母线17通过螺栓14及螺母15进行连接，螺栓14设置至于阴极支母线螺栓孔23及连接铝板螺栓孔24内，并且在螺栓14与阴极支母线螺栓孔23及连接铝板螺栓孔24之间设置绝缘套管18，螺母15与阴极支母线连接铝板13之间设置绝缘垫圈16，绝缘板3设置于阳极支母线1与阳极支母线连接铝板4之间，铝软束带11、铝板12、阴极支母线连接铝板13、阴极支母线17、绝缘套管18及绝缘板3，在阳极支母线1上设置气缸连接杆固定孔22，并且在阳极支母线1的左右两侧对称设置两片阳极支母线连接铝板4(此次所说的左右两侧并无实际上的意义，仅仅指阳极支母线1的两个对侧位置)。

在左右两侧的阳极支母线连接铝板4上设置有气缸连接杆孔20及气缸螺栓孔25，熔断铝板连接板2焊接于阳极支母线连接铝板4的顶部，阳极支母线1顶部熔断铝板连接板2与左右两侧阳极支母线连接铝板4顶部熔断铝板连接板2之间分别设置熔断铝板19，气缸10通过第一螺栓8与左右两侧阳极支母线连接铝板4连接，第二螺栓14设置于连接铝板螺栓孔24中，第二螺栓14的表面套设有第二螺母15，并且在第一螺栓8与气缸螺栓孔25之间设置云母绝缘套7，第一螺栓8的表面套设有第一螺母9，第一螺栓8连接与阳极支母线连接铝板4侧面之间设置耐热树脂垫圈6。

气缸10与阳极支母线连接铝板4之间设置有耐热树脂板5，阳极支母线连接铝板4与铝板12之间设置铝软束带11，阴极支母线连接铝板13与铝板12之间设置铝软束带11，阴极支母线17左右两侧对称设置两片阴极支母线连接铝板13，阴极支母线17上设置有阴极支母线螺栓孔23。

阴极支母线连接铝板13上设置有连接铝板螺栓孔24，通过气缸10的设置易于实现直流切断作业的自动化控制及远程操作，可以在减小人工劳动强度的同时避免人工近距离操作所带来的安全隐患，通过熔断铝板19的设置避免切断直流电给设备导电面造成的高温破坏，有效降低了导电面处理的工作量，节约了制造成本，同时熔断铝板19的设置可以使得本发明在兼顾人员及设备安全性的基础上应用于大电流大容量的镁电解生产中。

本发明强直流电断短开关装置结构简单、设备成本低、维护方便，在短路电解槽时，通过气缸10进气，拆除阳极支母线1两侧的绝缘板3，再对气缸10充气压紧阳极支母线1和阳极支母线连接板4达到电解槽短路的效果。

在电解槽重新需要通电时，先在熔断铝板连接板2安装熔断铝板19，通过气缸10操作断开阳极支母线1和阳极支母线连接铝板4的连接，将熔断铝板19熔断达到电解槽通电的效果，再快速拆除已熔断的熔断铝板19，安装阳极支母线1两侧的绝缘板3，操作气缸10从而实现压紧阳极支母线1、阳极支母线连接板13和绝缘板3的效果，实现电解槽通电。

使用时，通过设置在外部的控制柜，控制断短开关上的气缸10闭合，气缸10的闭合动作带动阳极支母线连接铝板4，从而控制与阳极支母线1的闭合，每台镁电解槽有10组阳极支母线1，其中仅在两边的支母线上设置有断短开关装置。

需要进行开槽时，在设置有断短开关的阳极支母线1及阳极支母线连接铝板4上通过螺栓连接熔断铝板19，对其余8组阳极支母线1及阳极支母线连接铝板4间插入绝缘板3，此时母线上的电流经两边设置有断短开关的阳极支母线1通过，打开阳极支母线1及阳极支母线连接铝板4的连接，此时母线的所有电流经过熔断铝板19，由于母线中持续有直流电通过，在打开瞬间会产生电弧，由于有熔断铝板19的存在，熔断铝板19在电弧的效应下会发生熔断，从而实现电解槽的通电。

需要进行停槽时，通过控制柜打开阳极支母线1及阳极支母线连接铝板4的连接，取出绝缘板3，将阳极支母线1与阳极支母线连接铝板4通过气缸10的作用直接压紧，此时母线中电流会直接进入下一台电解槽，然后依次拆除剩余8组阳极支母线1及阳极支母线连接铝板4间的绝缘板3，从而实现电解槽的断电。

综上所述：该镁电解槽强直流电断短开关装置，通过设置阳极支母线1、熔断铝板连接板2、绝缘板3、阳极支母线连接铝板4、耐热树脂板5、耐热树脂垫圈6、云母绝缘套7、第一螺栓8、第一螺母9、气缸10、气缸连接杆10a、铝软束带11、铝板12、阴极支母线连接铝板13、第二螺栓14、第二螺母15、绝缘垫圈16、阴极支母线17、绝缘套管18、熔断铝板19、气缸连接杆孔20、绝缘套21、气缸连接杆固定孔22、阴极支母线螺栓孔23、连接铝板螺栓孔24和气缸螺栓孔25的配合使用，解决了现有的镁电解槽强直流电断短开关装置结构复杂、操作繁琐，不能够在强直流电运行的情况下快速实现对镁电解槽进行短路和通电操作的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。