平衡电流式绝缘板导电装置

自平衡电流式绝缘板导电装置运行以来，在各冶炼厂均起到一定作用,其主要表现以下几方面：

(1) 电解槽电流分布均匀。铜电解过程中电流分布不均对阴极铜的产生有不利影响，如同一槽内产生的阴极铜厚度明显不均;阴极铜表面易生成粒子，外观质量不好，合格率下降;因阴极外表长粒子，易导致短路,电流效率下降。虽然造成电流分布不均的因素是多方面的,但实践证明,接触点接触不良是主要的。采用平衡电流式绝缘板导电装置,使得接触不良大大改善，电流分布更均匀。

(2) 电解槽槽电压有适当降低。铜电解过程中槽电压是影响直流电耗的重要指标，它比电流效率的影响更为显著。一般只要操作或技术条件的控制稍有不当，槽电压会上升百分之几十甚至成倍上升。电解槽电压主要包括阳极电位、阴极电位、电解液电阻所引起的电压降、导体上电压降及槽内各接触点电压降等。因此其电压的高低受电流密度、极距、电解液成分、阳极成分、温度、接触点接触情况等众多因素所影响。据资料统计，各接触点及金属导体电压降将占槽电压7.9%~42%。生产实践证明,用平衡电流式绝缘板导电装置比不用该装置的槽电压降低0.002V 以上。

(3) 电解电耗下降。由于槽电压的降低，使得电解直流电耗下降。

(4) 产品质量提高。电解铜外观质量改善，产品的物理合格率可提高5%以上。

(5) 产量提高。在同等条件下电流密度可提高约10%,即生产能力可提高约10%。

采用平衡电流式绝缘板导电装置，不仅运行费用降低,产品质量、产量提高，且必将使同等规模直接投资减少，综合效益好。国际、国内铜电解采用双接触子电或平衡电流式绝缘板已成为趋势。

中文名称

自平衡装置

英文名称

self-balancing device

定　　义

在正常运转过程中，对不平衡的变化能自动进行补偿的装置。

应用学科

机械工程（一级学科），试验机（二级学科），平衡机（三级学科）

三相不平衡智能调节器：三相不平衡智能调节器是一种用于动态治理配网三相不平衡、补偿无功和谐波治理的电力电子装置，它能够根据配网用户由于不同时间段或不同负荷导致配网三相不平衡电流，利用控制算法分离出不平衡电流的正负零序及无功和谐波电流，通过触发功率器件IGBT，使逆变器发出与之相反的抵消电流，达到消除不平衡及补偿无功和谐波治理的作用。

三相不平衡补偿原理：DSP控制器实时检测负载电流，计算分析负载电流并判断系统是否处于不平衡状态，采用控制算法分离出不平衡电流的正序分量、负序分量和零序分量，然后控制器实时驱动IGBT，装置发出与负序分量和零序分量反向的电流，最后电网侧电流达到三相平衡状态。

电网电压支撑原理：DSP控制器实时检测补偿点电压数据，并判断补偿点电压是否超过设定值；超过电压上限时，此装置输出感性电流，补偿点电压降低；当低于电压下限时，此装置输出容性电流，补偿点电压提升；最终使各相电压稳定在正常范围内。

无功和谐波补偿原理：DSP控制器实时检测负载电流，计算分析得到负载电流的无功电流和谐波电流数据；无功电流和谐波电流作为控制器的参考值，控制器实时驱动IGBT产生满足要求的无功补偿电流（容性或感性）和谐波电流 ，最终实现动态无功补偿目的。

1.导电粒子间的相互接触

形成导电通路，使导电胶具有导电性，胶层中粒子间的稳定接触是由于导电胶固化或干燥造成的。导电胶在固化或干燥前，导电粒子在胶粘剂中是分离存在的，相互间没有连续接触，因而处于绝缘状态。导电胶固化或干燥后，由于溶剂的挥发和胶粘剂的固化而引起胶粘剂体积的收缩，使导电粒子相互间呈稳定的连续状态，因而表现出导电性。

2.隧道效应使粒子间形成一定的电流通路

当导电粒子中的自由电子的定向运动受到阻碍，这种阻碍可视为一种具有一定势能的势垒。根据量子力学的概念可知，对于一个微观粒子来说，即使其能量小于势垒的能量，它除了有被反射的可能性之外，也有穿过势垒的可能性，微观粒子穿过势垒的现象称为贯穿效应，也可叫做隧道效应。电子是一种微观粒子，因而它具有穿过导电粒子间隔离层阻碍的可能性。电子穿过隔离层几率的大小与隔离层的厚度及隔离层势垒的能量与电子能量的差值有关，厚度和差值越小，电子穿过隔离层几率就越大。当隔离层的厚度小到一定值时，电子就很容易穿过这个薄的隔离层，使导电粒子间的隔离层变为导电层。由隧道效应而产生的导电层可用一个电阻和一个电容来等效。