[发明专利]用于单极和双极电解槽中的短路系统

说明书

众所周知，电化学设备包括多个电解槽，其每一个均由多个组装成所谓的压滤装置的基本单元组成，所述基本单元串联（双极电解槽）或并联（单极电解槽）连接。这些电解槽，在单极电解槽的情况下通常被提供有高至500kA的电流和10V的最大电压，在双极电解槽的情况下有高至20kA的电流和300V的最大电压。

在标准的操作条件下，当需要对电解槽中的一个进行检修时，必须中断提供给整个设备的电解电流，以对所检修的电解槽进行修理或更换。

对整个设备（电解电路）的电流的较长时间的中断，不仅会造成生产上的损失，而且还会由于温度和压力的显著改变而损坏电解槽的内部部件。另外，由于电流的较长时间的中断，还会损坏设备的辅助设备，如压缩机。由于必须以小的间隔分别减小或增大电流，为了避免这种问题，停止和启动需要很长的时间。这样做的明显结果，是进一步降低了产量。

在传统的设备中，该问题是借助跨接开关装置来克服的，该跨接开关装置是用于对在多个电解槽的电路中对所要检修的电解槽进行旁路。为了避免其余电解槽中的电解过程的中断，电解槽一旦得到检修，其旁路（断开）和连接都是在电流负载下进行的。

所要检修的电解槽，可通过采用与电解槽的端子触头相连接的铜母线来旁路。由于通过设备的电流非常大，所以连接母线的操作有严重的危险。

为克服这一问题，设置了带有静止触头和在静止触头上滑动的移动触头的短路母线，它提供了完全而安全的操作。另外，移动触头与静止触头相比还有其他的优点，即在有振动情况下的稳定性，对热膨胀的完全吸收，单个触头的串联电阻。

触头的压力由适当的弹簧来保证，每一个移动触头有一个弹簧。这种母线，固定和移动触头的设置，是由在技术领域中被称为跨接开关的这些装置提供的。

然而，由于运行电流大，在电解槽的短路期间会在移动触头上发生闪弧。

这种问题是借助适当的闪弧保护触头克服的，该闪弧保护触头是为相对于主触头-移动或静止的-的预定的闭合和延迟的打开而设置的，以避免在该触头上的闪弧。

对于运行电流高至20kA且电压高至300V的开关，除了闪弧保护触头以外，还设置了保险丝。

这些跨接开关，虽然使用得非常广泛，但维护量很大。该闪弧保护触头通常在几十次打开和闭合程序之后就需要更换，且保险丝在每次操作之后都要更换。闪弧保护触头和保险丝的更换不仅费用昂贵，而且需要专业维修人员的帮助。

另外，上述解决方案未能完全消除触头中闪弧的危险。实际上，在进行短路操作之前，电流通常减小。另外，忘记更换保险丝会在下一次短路操作期间造成严重的危险。

本发明的主要目的，是通过提供一种短路系统来消除先有技术的这种不方便性，该短路系统适用于单极和双极电解槽，该系统使得能够以完全安全的方式并在不中断电解过程的情况下进行所述电解槽的断开及随后的连接。

本发明的另一目的，是提供一个短路系统，它消除了对技术帮助的需要且比先有技术的跨接开关需要更少的维修。

本发明的另一个目的，是提供一种高度可靠的短路系统，它具有比先有技术的跨接开关更简单的结构和更低的成本。

本发明的进一步的目的，是提供一种短路系统，它也允许采用低费用的跨接开关或者，在采用高费用跨接开关的情况下，能够无限期延长触头的寿命。

以上的目的和本发明的其他目的，将从通过以下描述而变得明显，且这些目的是借助本发明的用于包括多个电解槽的电解电路的短路系统实现的，所述系统包括电源装置和用于在非常有限的时间内中断电流的装置，该有限的时间不影响操作条件，但仍然允许对电解电路的所述多个电解槽中的至少一个进行短路。

在以下对本发明的最佳实施例的详细描述中，将说明本发明的特征和优点。然而，应该理解的是，在不脱离本发明的精神的前提下，用于单极和双极电解槽的短路系统的其他实施例也是可能的。

现在结合附图描述本发明，该附图是一个电路框图，其中标号1表示短路系统，该短路系统包括电化学设备的初级三相电流供给线2。线2与带有高压开关装置4的变压器3连接，变压器3的初级是星形连接，而次级是开口三角形连接。次级的电路由半导体特别是可控硅构成的整流器5来完成。