平衡電流式絕緣板導(dǎo)電裝置

自平衡電流式絕緣板導(dǎo)電裝置運(yùn)行以來，在各冶煉廠均起到一定作用,其主要表現(xiàn)以下幾方面：

(1) 電解槽電流分布均勻。銅電解過程中電流分布不均對(duì)陰極銅的產(chǎn)生有不利影響，如同一槽內(nèi)產(chǎn)生的陰極銅厚度明顯不均;陰極銅表面易生成粒子，外觀質(zhì)量不好，合格率下降;因陰極外表長粒子，易導(dǎo)致短路,電流效率下降。雖然造成電流分布不均的因素是多方面的,但實(shí)踐證明,接觸點(diǎn)接觸不良是主要的。采用平衡電流式絕緣板導(dǎo)電裝置,使得接觸不良大大改善，電流分布更均勻。

(2) 電解槽槽電壓有適當(dāng)降低。銅電解過程中槽電壓是影響直流電耗的重要指標(biāo)，它比電流效率的影響更為顯著。一般只要操作或技術(shù)條件的控制稍有不當(dāng)，槽電壓會(huì)上升百分之幾十甚至成倍上升。電解槽電壓主要包括陽極電位、陰極電位、電解液電阻所引起的電壓降、導(dǎo)體上電壓降及槽內(nèi)各接觸點(diǎn)電壓降等。因此其電壓的高低受電流密度、極距、電解液成分、陽極成分、溫度、接觸點(diǎn)接觸情況等眾多因素所影響。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，各接觸點(diǎn)及金屬導(dǎo)體電壓降將占槽電壓7.9%~42%。生產(chǎn)實(shí)踐證明,用平衡電流式絕緣板導(dǎo)電裝置比不用該裝置的槽電壓降低0.002V 以上。

(3) 電解電耗下降。由于槽電壓的降低，使得電解直流電耗下降。

(4) 產(chǎn)品質(zhì)量提高。電解銅外觀質(zhì)量改善，產(chǎn)品的物理合格率可提高5%以上。

(5) 產(chǎn)量提高。在同等條件下電流密度可提高約10%,即生產(chǎn)能力可提高約10%。

采用平衡電流式絕緣板導(dǎo)電裝置，不僅運(yùn)行費(fèi)用降低,產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量提高，且必將使同等規(guī)模直接投資減少，綜合效益好。國際、國內(nèi)銅電解采用雙接觸子電或平衡電流式絕緣板已成為趨勢(shì)。

中文名稱

自平衡裝置

英文名稱

self-balancing device

定　　義

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，對(duì)不平衡的變化能自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科），試驗(yàn)機(jī)（二級(jí)學(xué)科），平衡機(jī)（三級(jí)學(xué)科）

三相不平衡智能調(diào)節(jié)器：三相不平衡智能調(diào)節(jié)器是一種用于動(dòng)態(tài)治理配網(wǎng)三相不平衡、補(bǔ)償無功和諧波治理的電力電子裝置，它能夠根據(jù)配網(wǎng)用戶由于不同時(shí)間段或不同負(fù)荷導(dǎo)致配網(wǎng)三相不平衡電流，利用控制算法分離出不平衡電流的正負(fù)零序及無功和諧波電流，通過觸發(fā)功率器件IGBT，使逆變器發(fā)出與之相反的抵消電流，達(dá)到消除不平衡及補(bǔ)償無功和諧波治理的作用。

三相不平衡補(bǔ)償原理：DSP控制器實(shí)時(shí)檢測負(fù)載電流，計(jì)算分析負(fù)載電流并判斷系統(tǒng)是否處于不平衡狀態(tài)，采用控制算法分離出不平衡電流的正序分量、負(fù)序分量和零序分量，然后控制器實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)IGBT，裝置發(fā)出與負(fù)序分量和零序分量反向的電流，最后電網(wǎng)側(cè)電流達(dá)到三相平衡狀態(tài)。

電網(wǎng)電壓支撐原理：DSP控制器實(shí)時(shí)檢測補(bǔ)償點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)，并判斷補(bǔ)償點(diǎn)電壓是否超過設(shè)定值；超過電壓上限時(shí)，此裝置輸出感性電流，補(bǔ)償點(diǎn)電壓降低；當(dāng)?shù)陀陔妷合孪迺r(shí)，此裝置輸出容性電流，補(bǔ)償點(diǎn)電壓提升；最終使各相電壓穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)。

無功和諧波補(bǔ)償原理：DSP控制器實(shí)時(shí)檢測負(fù)載電流，計(jì)算分析得到負(fù)載電流的無功電流和諧波電流數(shù)據(jù)；無功電流和諧波電流作為控制器的參考值，控制器實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)IGBT產(chǎn)生滿足要求的無功補(bǔ)償電流（容性或感性）和諧波電流 ，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償目的。

1.導(dǎo)電粒子間的相互接觸

形成導(dǎo)電通路，使導(dǎo)電膠具有導(dǎo)電性，膠層中粒子間的穩(wěn)定接觸是由于導(dǎo)電膠固化或干燥造成的。導(dǎo)電膠在固化或干燥前，導(dǎo)電粒子在膠粘劑中是分離存在的，相互間沒有連續(xù)接觸，因而處于絕緣狀態(tài)。導(dǎo)電膠固化或干燥后，由于溶劑的揮發(fā)和膠粘劑的固化而引起膠粘劑體積的收縮，使導(dǎo)電粒子相互間呈穩(wěn)定的連續(xù)狀態(tài)，因而表現(xiàn)出導(dǎo)電性。

2.隧道效應(yīng)使粒子間形成一定的電流通路

當(dāng)導(dǎo)電粒子中的自由電子的定向運(yùn)動(dòng)受到阻礙，這種阻礙可視為一種具有一定勢(shì)能的勢(shì)壘。根據(jù)量子力學(xué)的概念可知，對(duì)于一個(gè)微觀粒子來說，即使其能量小于勢(shì)壘的能量，它除了有被反射的可能性之外，也有穿過勢(shì)壘的可能性，微觀粒子穿過勢(shì)壘的現(xiàn)象稱為貫穿效應(yīng)，也可叫做隧道效應(yīng)。電子是一種微觀粒子，因而它具有穿過導(dǎo)電粒子間隔離層阻礙的可能性。電子穿過隔離層幾率的大小與隔離層的厚度及隔離層勢(shì)壘的能量與電子能量的差值有關(guān)，厚度和差值越小，電子穿過隔離層幾率就越大。當(dāng)隔離層的厚度小到一定值時(shí)，電子就很容易穿過這個(gè)薄的隔離層，使導(dǎo)電粒子間的隔離層變?yōu)閷?dǎo)電層。由隧道效應(yīng)而產(chǎn)生的導(dǎo)電層可用一個(gè)電阻和一個(gè)電容來等效。