淺談鋁電解車間的防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)

（昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司 云南 昆明 650051）

淺談鋁電解車間的防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)

唐小辛 楊 佳

（昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司 云南 昆明 650051）

本文針對國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對鋁電解車間防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)的要求和條文說明，簡單介紹了實(shí)際設(shè)計(jì)中涉及的內(nèi)容和要點(diǎn)。

鋁電解車間；防電化腐蝕；接地設(shè)計(jì)

0 引言

國家標(biāo)準(zhǔn)《有色金屬冶煉廠電力設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50673-2011）第10.1.14條內(nèi)容：大、中型電解車間宜作防建筑鋼筋和金屬構(gòu)件電化腐蝕的接地。直流漏電是造成電解車間廠房建筑物鋼筋和金屬構(gòu)件腐蝕的重要原因，但由于該條文非強(qiáng)制性條文，各企業(yè)未對大、中型電解車間的防電化腐蝕接地提出要求，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中也未做鋁電解車間的防電化腐蝕接地。因此，筆者就本規(guī)范條文的要求和條文說明，簡要介紹下鋁電解車間防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容。

1 鋁電解車間直流漏電的成因及其影響：

鋁電解車間廠房的直流電解系統(tǒng)漏電主要有幾類原因：（1）由于絕緣破壞或電解液的跑、冒、滴、漏等原因，造成母線或電解槽對地漏電。（2）車間內(nèi)或地下金屬管道與其他金屬導(dǎo)體構(gòu)成漏電回路。（3）由于天車系統(tǒng)絕緣不良，在作業(yè)過程中也能構(gòu)成漏電回路。（4）車間內(nèi)的物料堆放雜亂、電解質(zhì)和灰塵污物長期得不到清理造成人為接地點(diǎn)，也能構(gòu)成漏電回路。

上述因素均能對建筑物鋼筋和金屬構(gòu)件造成不同程度的電化腐蝕。漏電造成的電化腐蝕，不僅包括對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的陽極腐蝕，還包括陰極破壞。陽極腐蝕造成鋼筋極化，周圍混凝土PH值下降，某鋁電解車間的混凝土柱因此發(fā)生開裂。陰極破壞造成鋼筋表面的混凝土過度堿化，混凝土強(qiáng)度和與鋼筋的粘結(jié)力大大下降，使得混凝土開裂，受力鋼筋還增加氫脆的危險(xiǎn)。

2 鋁電解車間防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方法：

《有色金屬冶煉廠電力設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50673-2011）第10.1.14條的條文說明中簡要介

紹了兩種設(shè)計(jì)方法。條文說明中提到，防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)的目的是為了防止由于直流漏電的環(huán)流，對建筑物鋼筋和金屬構(gòu)件，特別是對潮濕的柱子基礎(chǔ)部分鋼筋產(chǎn)生電化腐蝕而危及廠房安全。防電化腐蝕接地的作用，就是將電解直流系列中的漏電流從一處經(jīng)接地網(wǎng)導(dǎo)流到另一處又回到直流系列中，避免漏電流在建筑物鋼筋和金屬構(gòu)件中環(huán)流使其受到電化腐蝕，其做法一般有以下兩種：（1）用扁鋼將電解槽的基礎(chǔ)鋼筋焊接串聯(lián)并形成閉合回路； （2）將每臺電解槽的基礎(chǔ)鋼筋一根引出廠房外，每5槽的引出鋼筋并聯(lián)成一組后接至閉環(huán)接地網(wǎng)上串聯(lián)開關(guān)的一端。設(shè)計(jì)時(shí)須注意以下三點(diǎn)：（1）串聯(lián)開關(guān)選用單極100A，作為測試接地網(wǎng)各段通、斷狀況的斷接點(diǎn)；（2）應(yīng)與防雷接地網(wǎng)分開，且相距1m以上；（3）5槽并聯(lián)鋼筋與閉合網(wǎng)亦應(yīng)有1m以上空間距離。

3 鋁電解車間防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容：

本文就規(guī)范條文說明中提出的第2種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行具體介紹。

3.1電解槽基礎(chǔ)的接地設(shè)計(jì)：

每臺電解槽基礎(chǔ)鋼筋引出后通過電解槽基礎(chǔ)并聯(lián)接地線相互并聯(lián)，每5臺電解槽基礎(chǔ)底板鋼筋并聯(lián)成1組。每組電解槽基礎(chǔ)鋼筋通過電解槽基礎(chǔ)并聯(lián)接地線接至直流漏電檢測開關(guān)箱內(nèi)串聯(lián)開關(guān)的上端頭，串聯(lián)開關(guān)的下端頭連至下1組電解槽基礎(chǔ)鋼筋。

3.2直流漏電檢測開關(guān)箱的設(shè)置：

根據(jù)鋁電解車間內(nèi)電解槽的布置和總數(shù)劃分區(qū)域，每個(gè)區(qū)域再分組，每組為5臺電解槽，電解槽臺數(shù)不足以均分為5臺/組的，個(gè)別組可減少電解槽臺數(shù)。各組之間設(shè)1臺直流漏電檢測開關(guān)箱，箱內(nèi)裝1只單極開關(guān)作為串聯(lián)開關(guān)。

3.3設(shè)計(jì)需注意的其它內(nèi)容：

(1)防電化腐蝕接地系統(tǒng)用的所有接地導(dǎo)體不得與防雷接地用接地裝置接觸，并至少離1m以上。

(2)接地線之間及接地線與基礎(chǔ)鋼筋之間的連接應(yīng)采用焊接。焊接時(shí)，搭焊長度為應(yīng)為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍，必須保證焊接牢固可靠。

(3)防電化腐蝕接地裝置的所有構(gòu)件及其連接處均應(yīng)作防銹防腐蝕處理。

4 結(jié)語

鋁電解車間防電化腐蝕接地設(shè)計(jì)雖未得到廣泛推行和實(shí)施，但對于鋁電解企業(yè)，鋁電解車間作為電解鋁生產(chǎn)過程中的重中之重，其生產(chǎn)時(shí)間長、生產(chǎn)規(guī)模大、設(shè)備及管道復(fù)雜；直流漏電情況又經(jīng)常發(fā)生，其對建筑物鋼筋和金屬構(gòu)件的損害既不直觀也不容易發(fā)現(xiàn)；因此，在實(shí)際生產(chǎn)和使用過程中，鋁電解車間廠房建筑都普遍存在著不同程度的電化腐蝕問題，形成安全隱患。防電化腐蝕接地可以較好地解決電化腐蝕問題并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)直流漏電情況，在鋁電解車間的電力設(shè)計(jì)中實(shí)為需要考慮的部分。

[1]劉業(yè)翔，李劼. 現(xiàn)代鋁電解[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50673-2011 有色金屬冶煉廠電力設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2012.

[3]劉學(xué)義. 鋁電解車間防電化腐蝕接地裝置:, CN2926261[P]. 2007.

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1007-6344（2017）06-0081-01