专利名称：铝电解母线系统对地电阻检测仪装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻检测装置及检测方法，特别是涉及一种铝电解母线系统对地 电阻检测装置及检测方法。
背景技术：
在工业铝电解生产中电解槽和直流母线对地的绝缘非常重要。槽系统中只要有一 点低阻接地，系统零电位点就会发生漂移，造成某部位对地电压升高，严重威胁着设备和人 身安全，如再有第二点低阻接地，就会发生打火放电甚至爆炸。近年来随电解系列电压的提 高，因绝缘破坏造成的打火爆炸、损坏多功能天车等设备的事故不断发生。目前，铝电解槽和母线对地的绝缘情况常用500V摇表或万用表检测，不能实现正 确判断。单台电解槽在安装期间都要测量对地的绝缘电阻，使用500V摇表，可以测量数值 为IM欧左右。当多台电解槽用母线连接后，对地电阻已变得较小不能用摇表测量。当通电 后母线存在对地电压，用摇表或万用表测量对地电阻是不可能的。特别是铝电解槽强直流 磁场、分布电容大、电磁干扰强、导电母线尺寸巨大、绝缘点众多、系统结构复杂、串联节点 众多复杂，根本不能实现正确检测和监测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，该 装置结构简单、使用安全、方便、快捷；本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种铝电解 母线系统对地电阻检测方法，使用铝电解母线系统对地电阻检测仪装置进行检测，以克服 现有技术存在的对铝电解槽强直流磁场、分布电容大、电磁干扰强、导电母线尺寸巨大、绝 缘点众多、系统结构复杂、串联节点众多复杂，根本不能实现正确检测和监测的不足。本发明的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置采取如下技术方案它包括键盘输 入装置、分压滤波器、放大器、MCU控制器、LED显示器，各部分之间为电连接。所述分压滤波器的电路由大功率精密电阻和电容连接而成。分压滤波器的电路为 通过大功率精密电阻R将电解槽上的电压降低到AD的采集范围内，之后通过RC电路即电 阻电容电路进行滤波。所述放大器的电路由4个集成运算放大器组成。放大器的电路通过简单的集成运 算放大器组成精密的仪表用放大器，对分压滤波后的信号进行放大处理，并根据信号大小 自动切换量程.。所述LCD显示器的电路为通过4个集成数码管驱动电路组成级联电路驱动数码管。所述MCU控制器的电路包含有内核为80C51的STC89LE58RD单片机，该单片机包 括AD采集信号处理器，E2PROM中数据存储和读写器，时钟芯片读写控制器，LCD驱动电路控 制器。铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置能克服常规仪表的局限，可以直接测量出生产中的电解直流母线系统的对地等效绝缘电阻，由此判断系统的绝缘破坏情况。还适用 于批量检测电解槽支架、母线墩等绝缘部位的的电压、电流、电阻参数，能保存检测结果并 能将检测结果送入计算机进行统计分析处理，找出不合格点并进行清理，达到判断和处理 绝缘破坏点的目的。使用铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置检测铝电解槽母线系统对地电阻的 检测方法包括使用“辅助短路线方法”及“辅助接地方法”。使用“辅助短路线方法”进行检测，是将铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置 的两个接线柱中的接地端用粗铜线串接一个空气开关后接到测量现场的接地极上，另一个 接线柱连接一根粗铜线，将仪表选择到电流测量档(此时仪表两接线柱之间电阻值很�。� 相当于短路状态)，用此铜线在适当电压等级的电解槽母线处对地短时间短路，测出短路电 流。再将仪表选择到电压测量档(此时仪表两接线柱之间电阻值很大，相当于开路状态)， 测出该点对地电压V，根据欧姆定律计算出系统的等效对地电阻值R。根据提高测量精度要 求，可在不同电压等级的多处重复进行测量，取平均值。如果在某点测量时电流过大，则空 气开关跳开保护仪表安全。使用“辅助接地方法”进行检测，是将铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置的两 个接线柱中的接地端用粗铜线串接一个空气开关后接到测量现场的接地极上，另一个接线 柱连接一根粗铜线，将仪表选择到电流测量档(此时仪表两接线柱之间电阻值很小，相当 于短路状态)，用此铜线分别连接电解槽工字钢支架和母线墩工字钢支架测量漏电电流，如 电流超过报警设定值则说明该高分子绝缘板处存在漏电，需要进行处理。通过对整个系列 电解槽支架、母线墩逐一进行测量，查找出绝缘破坏点即不合格点并进行清理，达到改善系 统绝缘状况的目的。电解槽绝缘检测标准1)、根据系列的绝缘点数按每道绝缘电阻2M欧计算出该系 列要求的等效电阻；2)、用所述方法测量出系列等效电阻值与计算值比较。如大于上述值， 则可认为系统绝缘状况良好；如小于上述值则说明有一个或多个绝缘层绝缘等级下降。铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置电解槽绝缘检测装置可以应用于铝电解 槽对地的绝缘情况的检测和监测；还可推广应用于其它强直流磁场、分布电容大、电磁干扰 强、导电母线尺寸巨大、绝缘点众多、系统结构复杂、串联节点众多复杂的设备进行绝缘检 测和监测。
图1为本发明的对地电阻检测仪装置各部分之间的电连接框图示意图；图2为本发明的分压滤波电路示意图；图3为本发明的放大电路示意图；图4为本发明的LCD级联电路示意图，图中方框内的4个“ 8字形”表示4个集成
数码管；图5为本发明的MCU控制器电路示意图；图6为本发明的“辅助短路线方法”的连接关系示意图；图7为发明的“辅助接地方法”的连接关系示意图。
具体实施例方式
具体实施例方式如图1所示意，本发明由键盘输入装置、分压滤波器、放大器、 MCU控制器、LED显示器组成，其各部分之间为电连接。如图2所示意，所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置的分压滤波器的电路 由大功率精密电阻和电容连接而成。分压滤波器的电路为通过大功率精密电阻R将电解槽 上的电压降低到AD的采集范围内，之后通过RC电路即电阻电容电路进行滤波。该电路一 般采用5 6个大功率精密电阻和4 5个滤波电容。如图3所示意，所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置的放大器的电路由4 个集成运算放大器组成。放大器的电路通过简单的集成运算放大器组成精密的仪表用放大 器，对分压滤波后的信号进行放大处理，并根据信号大小自动切换量程.。如图4所示意，所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置的LCD显示器的电路 为通过4个集成数码管驱动电路组成级联电路驱动数码管。如图5所示意，所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置的MCU控制器的电路 包含有内核为80C51的STC89LE58RD单片机，该单片机包括AD采集信号处理器，E2PROM中 数据存储和读写器，时钟芯片读写控制器，LCD驱动电路控制器。使用铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置检测铝电解槽母线系统对地电阻的 检测方法包括使用“辅助短路线方法”及“辅助接地方法”。使用“辅助短路线方法”进行检测，如图6所示，它是将铝电解槽母线系统对地电 阻检测仪装置的两个接线柱中的接地端用粗铜线串接一个空气开关后接到测量现场的接 地极上，另一个接线柱连接一根粗铜线，将仪表选择到电流测量档(此时仪表两接线柱之 间电阻值很小，相当于短路状态)，用此铜线在适当电压等级的电解槽母线处对地短时间短 路，测出短路电流。再将仪表选择到电压测量档(此时仪表两接线柱之间电阻值很大，相当 于开路状态)，测出该点对地电压V，根据欧姆定律计算出系统的等效对地电阻值R。为了提 高测量精度，可在不同电压等级的多处重复进行测量，取平均值。如果在某点测量时电流过 大，则空气开关跳开保护仪表安全。本发明还使用“辅助接地方法”进行检测，如图7所示，它是将铝电解槽母线系统 对地电阻检测仪装置的两个接线柱中的接地端用粗铜线串接一个空气开关后接到测量现 场的接地极上，另一个接线柱连接一根粗铜线，将仪表选择到电流测量档(此时仪表两接 线柱之间电阻值很小，相当于短路状态)，用此铜线分别连接电解槽工字钢支架和母线墩工 字钢支架测量漏电电流，如电流超过报警设定值则说明该高分子绝缘板处存在漏电，需要 进行处理。通过对整个系列电解槽支架、母线墩逐一进行测量，找出绝缘破坏点即不合格点 并进行清理，达到改善系统绝缘状况的目的。
权利要求
1.一种铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，其特征在于它包括键盘输入装置、分 压滤波器、放大器、MCU控制器、LCD显示器，各部分之间为电连接。
2.根据权利要求1所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，其特征在于所述分 压滤波器的电路由大功率精密电阻和电容连接而成。
3.根据权利要求1所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，其特征在于放大器 的电路由4个集成运算放大器组成。
4.根据权利要求1所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，其特征在于所述LCD 显示器的电路为通过4个集成数码管驱动电路组成级联电路驱动数码管。
5.根据权利要求1所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，其特征在于所述MCU 控制器的电路包含有内核为80C51的STC89LE58RD单片机，该单片机包括AD采集信号处理 器，E2PR0M中数据存储和读写器，时钟芯片读写控制器，LCD驱动电路控制器。
6.根据权利要求2所述的铝电解母线系统对地电阻检测仪装置，其特征在于所述分 压滤波器的电路由5 6个大功率精密电阻和4 5个滤波电容组成。
7.一种使用如权利要求1所述的铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置的铝电解槽 母线系统对地电阻检测方法，其特征在于使用“辅助短路线方法”进行检测，其具体方法是 将铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置的两个接线柱中的接地端用粗铜线串接一个空 气开关后接到测量现场的接地极上，另一个接线柱连接一根粗铜线，将仪表选择到电流测 量档，用此铜线在适当电压等级的电解槽母线处对地短时间短路，测出短路电流，再将仪表 选择到电压测量档，测出该点对地电压V，根据欧姆定律计算出系统的等效对地电阻值R ； 根据测量精度的要求，在不同电压等级的多处重复进行测量，取其平均值，计算系统的等效 对地电阻值。
8.根据权利要求7所述的铝电解槽母线系统对地电阻检测方法，其特征在于它还进 一步使用“辅助接地方法”进行检测，其具体方法是将铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装 置的两个接线柱中的接地端用粗铜线串接一个空气开关后接到测量现场的接地极上，另一 个接线柱连接一根粗铜线，将仪表选择到电流测量档，用此铜线分别连接电解槽工字钢支 架和母线墩工字钢支架测量漏电电流；依此方法对整个系列电解槽支架、母线墩逐一进行 测量，找出绝缘破坏点。
全文摘要
本发明公开了一种铝电解母线系统对地电阻检测仪装置及检测方法，其装置包括键盘输入装置、分压滤波器、放大器、MCU控制器、LED显示器组成，其各部分之间为电连接。其检测方法包括使用“辅助短路线方法”及“辅助接地方法”。“辅助短路线方法”是将铝电解槽母线系统对地电阻检测仪装置连接粗铜线，用此铜线在不同电压等级的电解槽母线处对地短时间短路，测出漏电电流，断开短路点测出该点对地电压，根据欧姆定律计算出系统的等效对地电阻值；“辅助接地方法”是通过对整个系列电解槽支架、母线墩逐一进行测量，找出不合格点并进行清理，进而判断和处理绝缘破坏点。本检测装置及方法还可推广应用于其它强直流磁场、分布电容大等场合。
文档编号G01R27/08GK101995518SQ20091030549
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者刘世恒, 刘永, 李世军, 杨孟刚, 王天华, 龚春雷 申请人:中国铝业股份有限公司
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