专利名称：电解直流系统在线绝缘监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线绝缘监测装置，尤其涉及一种电解直流系统在线绝缘监
测装置。
背景技术：
铝电解系统是由几百个电解槽通过直流母线串联组成的，安装在近两公里长的电 解厂房内，电解槽及相互连接的直流母线均是裸露安装在各自的绝缘体上的，生产工程中 只是依靠人员站立在具有绝缘特性的操作平面上来保证生产运行安全的，设计管理时不允 许大地零电位引入倒电解槽和操作平面4M范围内，当电解系统内任意一点发生电解槽或 直流母线对地绝缘降低甚至对地击穿时，建造成严重的后果，如果发生电解槽槽体漏槽或 崩槽时，将迫使全电解系列停电，造成重大经济损失，严重时还会危及到操作工人生命。因 此，电解槽的对地绝缘和连接直流母线的对地绝缘及操作平面的对地绝缘状况监测是保证 电解直流生产系统安全的重要一环。目前电解系列中监测电解槽对地绝缘和直流母线系统 对地绝缘降低或绝缘击穿的方法是采用两个电压表串联，通过运行人员定期手动将两个电 压表中点接地来观测两个电压表对电解槽中点之间的相对电压是否异常来判断电解直流 系统是否绝缘良好，尚没有一个完整的、切实可行的在线绝缘监测手段。特别是随着电解系 列规模不断地扩大，电解槽数量的增多，系列直流工作电压越来越高，为了保证生产工程中 及时发现绝缘损坏对生产和人员的危害，实现实时在线监视电解槽对地绝缘和直流母线系 统对地绝缘是十分必要性。 目前，电解系列中监测电解槽对地绝缘和直流母线系统对地绝缘降低或绝缘击穿 的方法是采用两个电压表串联，通过运行人员定期手动将两个电压表中点接地来观测两个 电压表对电解槽中点之间的相对电压是否异常来判断电解直流系统是否绝缘良好，不能及 时发现问题，电解生产系统的安全得不到保证。 如图1所示，为了监视电解槽绝缘情况，在控制室的中央控制盘上装设三只直流 电压表5 ;电压表监视全系列电压VI，电压表V2在正常工作情况下，监视半系列电压；当需 要监察电解槽的绝缘情况时，按下试验按钮3，在观察电压VI和V2值；当VI = V2时说明 绝缘完好；当VI < V2时说左侧电解槽又接地点，整流所通知电解车间，对接地的电解槽进 行处理。该原理接线存在的问题是，不能实现实时在线监视直流大母线对地绝缘情况，当电 解槽中性点发生绝缘降低时本装置不能及时发现问题。该电解直流系列绝缘监视系统存在 的问题和缺陷需要巡视人员定期通过按钮来检查系统是否存在问题，不能实现时时在线 监视直流大母线对地绝缘情况。
实用新型内容为解决上述技术问题本实用新型提供一种电解直流系统在线绝缘监测装置，目的 是能在线及时监测系统内绝缘状况，同时还能提供电解槽或直流母线对地绝缘降低或击穿 的故障点范围。
3[0006] 为达上述目的本实用新型一种电解直流系统在线绝缘监测装置，包括在电解直流 大母线电压两端串联的第1电压变送器和第2电压变送器，与串联的第1电压变送器和第 2电压变送器并联的第5电压变送器，设在电解直流大母线电压两端的电解槽，其特征在于 所述的在电解直流大母线电压两端设有串联的第3电压变送器和第4电压变送器，第1电 压变送器和第2电压变送器与电解系列直流大母线中性点之间设有熔断器，第3电压变送 器和第4电压变送器之间接地，第1电压变送器、第2电压变送器、第3电压变送器、第4电 压变送器和第5电压变送器输出端与PLC输入输出模块，PLC输入输出模块与显示屏连接。 所述的电压变送器与直流大母线的两端之间设有熔断器。 本实用新型的优点和效果如下设备及安装费用均低；显示仪表安装在电解车间 内，有利于电解操作工实时在线监测，发现问题，及时处理；布置新颖合理，运行安全可靠。 实时在线监测电解系列中电解槽对地绝缘和直流母线系统对地绝缘降低或绝缘击穿情况 下及时报警或输出事故跳闸信号停止整流机组电源，同时能够初步判断绝缘降低或击穿的 故障点范围。
图1是现有电解直流系统在线绝缘监测装置的结构示意图。 图2是本实用新型电解直流系统在线绝缘监测装置的结构示意图。 图3是PLC输入输出模块与电压变送器和显示屏连接的示意图。 图中1、电解槽；2、熔断器；3、试验按钮；4、绝缘降低点；5、电压表；6、 PLC输入输 出模块；7、显示屏；8、直流大母线；9、第1电压变送器；10、第2电压变送器；11、第3电压变 送器；12、第4电压变送器；13、第5电压变送器；Ud、电解直流大母线电压；14、电解系列直
流大母线中性点。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。 如图2所示，本实用新型一种电解直流系统在线绝缘监测装置，包括在电解直流 大母线电压Ud两端串联的第1电压变送器9和第2电压变送器IO，与串联的第1电压变送 器9和第2电压变送器10并联的第5电压变送器13，设在电解直流大母线电压两端的电解 槽1，电解直流大母线电压与电解槽1之间用直流大母线8连接，在电解直流大母线电压两 端设有串联的第3电压变送器11和第4电压变送器12，第1电压变送器9和第2电压变送 器10与电解系列直流大母线中性点14之间设有熔断器2，第3电压变送器11和第4电压 变送器12之间接地，第1电压变送器9、第2电压变送器10、第3电压变送器11、第4电压 变送器12和第5电压变送器13输出端与PLC输入输出模块6，第1电压变送器9、第2电 压变送器10、第3电压变送器11、第4电压变送器12和第5电压变送器13输出4 20mA 的信号，PLC输入输出模块6与显示屏7连接；电压变送器与直流大母线8的两端之间设有 熔断器2。 电解系列直流大母线中性点14与电解直流大母线电压Ud正极之间的电解槽为 正母线电解槽，正母线电解槽的编号从距离正极最近的到电解系列直流大母线中性点为 +1## +n ;电解系列直流大母线中性点14与电解直流大母线电压Ud负极之间的电解槽为负母线电解槽，负母线电解槽的编号从距离负极最近的到电解系列直流大母线中性点 为_n _1#。 —种电解直流系统在线绝缘监测方法，包括下述步骤每台电解槽槽平均电压为 4. 18V，考虑发生两个电解阳极效应时电压升到70V，半系列母线电压为2. 5V时；输入到PLC 输入输出模块中的第3电压变送器的电压值不等于第4电压变送器的电压值时，并且第3 电压变送器的电压变化情况同第1电压变送器的电压变化相同，第4电压变送器的电压变 化情况同第2电压变送器的电压变化相同，则判断电解槽中性点发生绝缘降低；当第3电压 变送器的电压值小于第4电压变送器的电压值时，并且第3电压变送器的电压变化情况不 同于第1电压变送器的电压变化，第4电压变送器的电压变化情况不同第2电压变送器的 电压变化，则判断第3电压变送器侧发生电解槽绝缘降低；绝缘降低的电解槽范围可能发
生绝缘降低的最大槽号为(第3电压变送器的电压/4. 2) =!!1，可能发生绝缘降低的最小
槽号为n2+2 = n4，其中n2 =(电压变送器的电压-70-2. 5)/4. 2。 PLC输入输出模块将
绝缘降低的最大槽号和绝缘降低的最小槽号发送到显示屏上。 所以可能发生绝缘降低点4的槽号范围为n4 nl。 在整流所发出报警信号，检修人员根据可能发生绝缘降低的槽号范围就可以粗略 估算出电解槽或直流母线绝缘损坏的大致位置，然后，到就地进一步查找绝缘损坏的具体 位置。
权利要求一种电解直流系统在线绝缘监测装置，包括在电解直流大母线电压两端串联的第1电压变送器和第2电压变送器，与串联的第1电压变送器和第2电压变送器并联的第5电压变送器，设在电解直流大母线电压两端的电解槽，其特征在于所述的在电解直流大母线电压两端设有串联的第3电压变送器和第4电压变送器，第1电压变送器和第2电压变送器与电解系列直流大母线中性点之间设有熔断器，第3电压变送器和第4电压变送器之间接地，第1电压变送器、第2电压变送器、第3电压变送器、第4电压变送器和第5电压变送器输出端与PLC输入输出模块，PLC输入输出模块与显示屏连接。
2. 根据权利要求1所述的电解直流系统在线绝缘监测装置，其特征在于所述的电压变送器与直流大母线的两端之间设有熔断器。
专利摘要本实用新型公开了一种在线绝缘监测装置，尤其涉及一种电解直流系统在线绝缘监测装置。它包括在电解直流大母线电压两端串联的第1电压变送器和第2电压变送器，与串联的第1电压变送器和第2电压变送器并联的第5电压变送器，设在电解直流大母线电压两端的电解槽，其特征在于所述的在电解直流大母线电压两端设有串联的第3电压变送器和第4电压变送器，第1电压变送器和第2电压变送器与电解系列直流大母线中性点之间设有熔断器，第3电压变送器和第4电压变送器之间接地，第1电压变送器、第2电压变送器、第3电压变送器、第4电压变送器和第5电压变送器输出端与PLC输入输出模块，PLC输入输出模块与显示屏连接。
文档编号G01R19/00GK201514438SQ20092020311
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者袁进禹, 陆青, 魏春爱 申请人:沈阳铝镁设计研究院