本发明涉及短路检测领域，特别是涉及一种快速检测阴极短路方法及系统。
背景技术：
在铜、铅、锌、镍、锰等金属的水溶液电解精炼和电解沉积的工业生产过程中，一般单个电解槽包含数十块阳极和对应数量的阴极，阳极板和阴极板交叉并排排列。电解槽的阳极、阴极都是板状，称为阳极板、阴极板，单面面积为1m2以上，单块电极可以通过500A以上的电流。由于电解槽上阴阳极之间空间狭窄，电极距离几十个毫米，电极表面上局部的变形可能都会引起电流在电极表面上分布不均，导致局部电流密度增大；电解过程中添加剂的比例或成分失调，引起表现形成枝晶；精炼使用的阳极，一些成分超过要求，导致对应阴极表面形成结粒。这些情况的发生，会导致阴极表面局部生成结粒并逐渐快速长大成粗大粒子，当粒子与阳极表面接触，在阴极和阳极之间形成短路，此时阴极电流最大达到平均电流的3倍，不仅降低了电流效率，同时也降低了阴极质量，甚至造成阴极板及导电棒的烧损、变形等严重情况。
当前，针对阴极-阳极之间的短路，一般采取红外成像检测、拖表检测、洒水检测等方法。这些方法都是在阴极和阳极之间已经建立了短路、短路电流高达1000A以上，使阴极导电端显著发热的情况下才检测到短路发生，然后进行短路清理，所以方法本身已经造成了电流与阴极质量的损失。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种快速检测阴极短路方法及系统，能够在阴极短路刚发生时诊断出短路故障，避免持续的短路电流损失。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种快速检测阴极短路方法，所述方法包括:
连续测量阴极电流；
判断所述阴极电流在设定时间内的增加值是否在设定增加值范围内，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值在设定增加值范围内，则根据阴极电流随时间的变化绘制曲线，根据所述曲线计算曲线的斜率和决定系数，所述决定系数表示测量阴极电流数据与曲线的拟合程度；
若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值未在设定增加值范围内，则阴极未发生短路；
判断所述斜率是否在设定斜率阈值范围内，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果表示所述斜率在设定斜率阈值范围内，则判断所述决定系数是否大于设定决定系数阈值，得到第三判断结果；
若所述第二判断结果表示所述斜率未在设定斜率阈值范围内，则阴极未发生短路；
若所述第三判断结果表示所述决定系数大于或等于设定决定系数阈值，则阴极发生短路；
若所述第三判断结果表示所述决定系数小于设定决定系数阈值，则阴极未发生短路。
可选的，阴极电流的采样频率为等于或者大于1/60Hz。
可选的，所述阴极电流在设定时间内的增加值为电流在设定时间的电流值与起始时的电流值的差值。
可选的，所述设定时间范围为5～20min。
可选的，所述设定增加值范围为50～1500A。
可选的，所述斜率阈值范围为10～60A/min。
可选的，所述设定决定系数阈值为0.7。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种快速检测阴极短路系统，所述系统包括:
测量模块，用于连续测量阴极电流；
第一判断模块，用于判断所述阴极电流在设定时间内的增加值是否在设定增加值范围内，得到第一判断结果；
计算模块，用于若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值在设定增加值范围内，则根据阴极电流随时间的变化建立线性模型，根据线性模型计算斜率和决定系数；
若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值未在设定增加值范围内，则阴极未发生短路；
第二判断模块，用于判断所述斜率是否在设定斜率阈值范围内，得到第二判断结果；
第三判断模块，用于若所述第二判断结果表示所述斜率在设定斜率阈值范围内，则判断所述决定系数是否大于设定决定系数阈值，得到第三判断结果；
若所述第二判断结果表示所述斜率未在设定斜率阈值范围内，则阴极未发生短路；
短路确定模块，用于若所述第三判断结果表示所述决定系数大于或等于设定决定系数阈值，则阴极发生短路；
若所述第三判断结果表示所述决定系数小于设定决定系数阈值，则阴极未发生短路。
可选的，所述系统还包括：
提示模块，用于提示阴极发生短路。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种快速检测阴极短路方法，包括：连续测量阴极电流；判断所述阴极电流在设定时间内的增加值是否在设定增加值范围内；若所述电流在设定时间内的增加值在设定增加值范围内，则根据阴极电流随时间的变化建立线性模型，根据线性模型计算斜率和决定系数；若所述阴极电流在设定时间内的增加值未在设定增加值范围内，则阴极未发生短路；判断所述斜率是否在设定斜率阈值范围内；若所述斜率在设定斜率阈值范围内，则判断所述决定系数是否大于设定决定系数阈值；若所述斜率未在设定斜率阈值范围内，则阴极未发生短路；若所述决定系数大于或等于设定决定系数阈值，则阴极发生短路；若所述决定系数小于设定决定系数阈值，则阴极未发生短路。本发明对连续测量得到阴极电流随时间的变化进行处理，能够在阴极短路刚发生时诊断出短路故障，避免持续的短路电流损失，从而提高电解电流效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例快速检测阴极短路方法流程图；
图2为本发明实施例快速检测阴极短路系统结构图。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例快速检测阴极短路方法流程图。如图1所示，一种快速检测阴极短路方法，所述方法包括:
步骤101：连续测量阴极电流，阴极电流的采样频率为1/60Hz；
步骤102：判断所述阴极电流在设定时间内的增加值是否在设定增加值范围内，得到第一判断结果，所述阴极电流在设定时间内的增加值为电流在设定时间的电流值与起始时的电流值的差值，所述设定时间范围为5min，所述设定增加值范围为50～300A；
步骤103：若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值在设定增加值范围内，则根据阴极电流随时间的变化绘制曲线，根据所述曲线计算曲线的斜率和决定系数；曲线的表达形式是：
其中是拟合曲线的估计值；是曲线的常数，是曲线电流随时间变化的斜率，t是时间。其中，的计算公式如下：
同时计算决定系数R2，表示测量数据与曲线的拟合程度，计算公式为：
(2)和(3)式中，和分别为时间与电流的平均值。
步骤104：判断所述斜率是否在设定斜率阈值范围内，得到第二判断结果，所述斜率阈值范围为10～60A/min；
步骤105：若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值未在设定增加值范围内，则阴极未发生短路；
步骤106：若所述第二判断结果表示所述斜率在设定斜率阈值范围内，则判断所述决定系数是否大于设定决定系数阈值，得到第三判断结果；
若所述第二判断结果表示所述斜率未在设定斜率阈值范围内，则阴极未发生短路；
步骤107：若所述第三判断结果表示所述决定系数大于或等于设定决定系数阈值，则阴极发生短路，所述设定决定系数阈值为0.7；
若所述第三判断结果表示所述决定系数小于设定决定系数阈值，则阴极未发生短路。
本发明根据连续测量得到阴极电流随时间的变化并进行处理，快速检测阴极短路，能够在阴极短路刚发生时诊断出短路故障，避免持续的短路电流损失，从而提高电解电流效率。
图2为本发明实施例快速检测阴极短路系统结构图。如图2所示，一种快速检测阴极短路系统，所述系统包括:
测量模块201，用于连续测量阴极电流；
第一判断模块202，用于判断所述阴极电流在设定时间内的增加值是否在设定增加值范围内，得到第一判断结果；
计算模块203，用于若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值在设定增加值范围内，则根据阴极电流随时间的变化建立线性模型，根据线性模型计算斜率和决定系数；
若所述第一判断结果表示所述阴极电流在设定时间内的增加值未在设定增加值范围内，则阴极未发生短路；
第二判断模块204，用于判断所述斜率是否在设定斜率阈值范围内，得到第二判断结果；
第三判断模块205，用于若所述第二判断结果表示所述斜率在设定斜率阈值范围内，则判断所述决定系数是否大于设定决定系数阈值，得到第三判断结果；
若所述第二判断结果表示所述斜率未在设定斜率阈值范围内，则阴极未发生短路；
短路确定模块206，用于若所述第三判断结果表示所述决定系数大于或等于设定决定系数阈值，则阴极发生短路；
若所述第三判断结果表示所述决定系数小于设定决定系数阈值，则阴极未发生短路。
所述系统还包括：
提示模块207，用于提示阴极发生短路。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。