[实用新型]铝制品机加工供电系统抑制谐振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及抑制谐振装置领域，特别是一种铝制品机加工供电系统抑制谐振装置。

背景技术

近年来国内一些铝制品机加工企业相继发生铝粉爆炸事故，2014年8月2日江苏省昆山市的台资企业中荣金属制品有限公司发生铝粉爆炸事故，事件导致69人丧生，近200人受伤。这些事故的起因大多是粉尘收集器或除尘系统中设备局部发热点燃铝粉起火后爆炸，之后蔓延在除尘系统和空气中的铝粉再发生二次、三次爆炸，造成事故扩大。爆炸威力之大与爆炸前铝粉已经积累了大量的能量处于一触即发的状态不无关系。首次爆炸的冲击波扬起的粉尘会迅速发生更严重的二次爆炸，说明许多铝粉本身处于热态，证明事故现场存在使铝粉温度升高的因素。考虑到参与爆炸的铝粉较多，这种使铝粉温度升高的能量是巨大的；这样大的能量只可能由电网提供。因为铝粉中不含氢原子，所以不是普通的微波炉效应的电磁谐振。电网中的输电线路绝大部分采用钢芯铝绞线，且大部分材料用铝。而土壤中含有大量以氧化铝和硅酸盐形式存在的铝元素，电网中若发生铝原子的谐振，土壤就会从电网中吸收能量造成温升。铝制品机加工企业一般地处乡镇或小城市边缘，与希望的田野接壤；此时由发生铝原子谐振的电网供电的铝制品机加工企业中的铝材、铝粉也会从配电网发出的谐振电磁波中吸取能量造成温升；离设备带电体越近的铝粉温升越严重。铝制品加工厂与山脉、田野一起吸收来自电网的铝原子谐振能量，站在工业生产中风险的最前列。如果此时配电变压器采用铝线绕制，则谐振情况会更严重。

铝粉十分易燃且有很高热值，而且铝本身具有良好的导电性，所以粉尘收集器或除尘器均不能采用高频直流电脉冲的电磁场装置。除尘系统中所用的机械驱动设备的带电体不仅要使用防爆电器，而且应离铝粉有足够距离。机加工设备的带电体同样不仅要使用防爆电器，而且也应离铝粉散落、堆积处有一定距离。还有，采用变频器的用电设备也会产生直流电脉冲电磁场，不适合在这样的场所中使用。由于铝原子的谐振来自高压电网的输电系统，所以抑制这种谐振首先要隔离用户与电网之间的电气连接部份；其次考虑在工厂配网中滤除部份直流电脉冲，同时还要抑制铝原子的谐振。考虑到目前电网中的直流输电设备会产生高频直流电脉冲电磁场，而且会渗透到低压侧400V的民用配电系统中。即使在没有高压直流输电换流站的地方，动车或高铁机车上的开关管也会产生高频直流电脉冲电磁场，而且同样会渗透到低压侧400V的民用配电系统中。所以，即使工厂的用电设备不会产生直流电脉冲的电磁场，在易燃易爆场所为了确保安全生产也必须适当隔离来自电网的直流电脉冲的电磁场。

在工厂配变低压侧400V的输出回路上串联三相干式铁芯电抗器，采用户内布置（避免防雨外包装或绝缘油降低了匝间绝缘）；同时适当增大匝间距离，并采用无机化合物的绝缘材料包扎线圈。考虑到空芯电抗器本身会感应谐振的电磁波，不适合这样的工业生产环境使用。而铝原子的谐振可以借鉴采用并联铅酸蓄电池组抑制氢原子谐振的方法，为了有效吸收铝原子谐振的电流，可以采用铝基负极板栅阀控式铅酸蓄电池。现在国内有关高校和科研单位对铝基负极板栅阀控式铅酸蓄电池的试验研究已经取得很好的成果，付诸实用的技术问题已基本解决。此时，为了达到理想的技术效果，建议蓄电池两侧的隔离电容器的配置：在火线侧采用铝电解电容器，与零线连接采用含氧化铝的陶瓷电容器。连接导线及电气回路的其它元器件，都应尽量选用铝质制品。如果要更好地抑制发热效应，氢原子的谐振也应该考虑；机加工场所都有机油等易燃品，而且建筑材料、装修材料以及除尘系统的输送收集设备都使用了大量的碳氢化合物有机材料。为了预防粉尘在有机材料上聚集发热，最低限度应该抑制氢原子的谐振，此时还是有必要将并联铅酸蓄电池组经电容器隔离接入三相400V的每一相上。如果蓄电池组容量较大，而设备布置在低层没有钢筋水泥且绝缘良好的地面上，也可以尝试采用铝箔极板的防爆电力电容器取代容量较小的陶瓷电容隔离蓄电池组负极。但原则上应该按电容器额定电流小于20%蓄电池组C10考虑，容量远小于蓄电池组；让蓄电池起“蓄水池”的作用，电容器只是“水池”的入口和出口。

对于一些比较容易发射电磁波的设备，如电机、尤其是变频器驱动的电机，照明用电以及除尘系统的粉尘收集的高频直流电脉冲电源，均应在供电回路上装设串联电抗器进行一定的隔离措施。具体是装设三相铁芯电抗器、还是单相铁芯电抗器或单相铁淦氧磁芯电抗器，最好根据具体设备及用电负载的运行特性进行选择。对于不同工厂中的不同运行场合的具体环境因素，也要适当的考虑。多数情况要考虑粉尘防爆因素，所以一般不使用容易积灰的空芯电抗器。