怎么确保大功率整流器的安全运转

整流器是电解铝厂的中心设备，一旦投运，不答应较长时刻的停机。否则会构成巨大丢失，乃至导致铝液在电解槽中冷却凝聚。这时除了产出丢失，客户还要投巨资修正毛病的电解出产线。假如熔断器选型不妥，构成爆破，还会危及操作人员的生命安全。
　　
本文要点介绍快速熔断器在电解铝职业中大功率整流设备上的运用，对在其他职业中的运用也有提及。
　　
本文首要论述了半导体整流器的熔断器维护准则，随后对选型触及的几个要害参数做了阐明。这些参数挑选对整流器的安全安稳运转的含义也将逐个解说。这以后对因熔断器额外值挑选偏小构成的问题及表征将举例阐明。
　　
1. 介绍
　　
高参数快速熔断器首要用于大功率半导体设备的维护。典型的此类半导体设备是运用二极管或晶闸管将沟通电源转换成直流的大功率整流器。大功率整流的工业运用许多，本文提及的仅仅其间的一部分。
　　
2. 大功率整流运用
　　
铝电解 金属铝首要是由电解进程出产出来。世界上的许多铝厂都在扩展出产规模以进步功率，满意商场对铝的需求。铝电解出产的进程是，氧化铝(Al2O3)在电解槽中产生电解反响，生成铝和氧气：2 Al2O3+3C→4Al+3CO2
　　
电解槽为大而浅的钢槽，内侧衬有碳层，不同电解槽在电气上为串联衔接。每个电解槽中，直流电流经石墨阳极流入呈消融状的氧化铝电解液，然后经电解槽内衬的碳阴极流出，进入下一电解槽的阳极，顺次类推。在电流的效果下，氧化铝中的氧元素被分离出来，并在电解槽上部与碳化合构成二氧化碳，而在电解槽底部分出液态的铝。以上生成进程见图1。
　　
氯气电解 一般氯气由电解盐水得到，一起生成氢气和苛性钠。出产一吨氯气大约要耗费4000度的电能。氯气电解进程需求的直流进程电流在300-350kA之间，需求的直流电压能够高达1000Vdc。
　　
直流电弧炉 现代许多大型钢铁厂运用直流电弧炉来熔化收回的废旧钢铁。运用直流电弧炉的长处是出产能力大、出产功率高以及噪音低。钢铁锻炼用电弧炉的进程电流为100kA左右，电压一般高于1000Vdc。电解进程一般是清洁的，接连负荷电流安稳地流过半导体和熔断器。电弧炉运用则不同，它们出产进程的特色使得负荷电流常常有严峻的脉冲成分，因此在半导体和熔断器选型时需求通过十分细心的核算和校验。
　　
石墨炉 许多石墨产品的出产，如电极等，也要用到直流炉。典型进程参数为：电压一般不高于300V，电流则或许高达160kA。其他金属锻炼 铜、锌、铅、镍、镉等金属出产的进程电流也需求由大功率整流进程产生。
　　
3. 快速熔断器运用
　　
大功率整流器：大功率整流器的中心元件是半导体(二极管或晶闸管)和快速熔断器。功率半导体元件的有用运用在很大程度上取决于如何将半导体损耗产生的热量及时发出出去。
　　
解决方法是强制冷却，风冷和水冷散热都是业界的规范做法。关于大功率整流器，用去离子水(添加乙二醇作为防冻剂)冷却更为有用，也是大多数干流整流器出产厂家的挑选。现在半导体元件的双面冷却已经是业界的规范做法，为了添加输出电流，快熔的双面冷却也比以往有了更多的选用。曩昔，快速熔断器大多选用单面冷却。
　　
现代的出产进程需求越来越高的进程电流，为满意这种需求，Bussmann开发出了单体规划的五号快速熔断器。这种规划优化了熔断器在强制冷却时的整体散热功能。
　　
快速熔断器的额外电压
　　
履行IEC 60269-1&4规范的快速熔断器，其测验是在110%的额外电压下进行的。额外电压是熔断器选性最重要的参数之一。产生毛病时，假如熔断器两头电压高于熔断器额外电压，熔断器极有或许不能正常动作。即便熔断器的测验电压比其额外电压高出10%，咱们也从不引荐熔断器用在高于其额外电压的体系中。10%的安全裕度是考虑在恶劣的体系条件下，专门针对体系电压动摇而设置的。
　　
在整流运用中，因为没有再生负载，额外电压挑选根据整流器输入线电压。假如与3英寸或4英寸二极管或晶闸管合作运用，能够构成的整流器输出为直流2100V，将可答应在一条出产线上有440只电解槽串联，这等效于每年39万吨铝的出产能力。