JPS6048707B2

JPS6048707B2 - 電解工場における短絡スイツチの絶縁劣化検出方法

Info

Publication number: JPS6048707B2
Application number: JP52055295A
Authority: JP
Inventors: 勘助山本
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1985-10-29
Also published as: JPS53140579A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電解工場に用いる短絡スイッチの絶縁劣化を
確実に検出する方法を提供するものであり、これにより
短絡スイッチの絶縁劣化が起つた場合においても電解操
業を継続して行うことを可能としたものてある。

通常、アルミニウムの電解工場あるいはアルカリ金属塩
例えば食塩水溶液を電解して苛性ソーダ、塩素を製造す
る隔膜電解工場等においては、多数の電解槽を直列に配
設し、かつ電解槽を対地的に絶縁を行つた上、直流電流
を負荷し、これらの電解を行つている。

そして、これらの電解工場においては、各電解槽に短絡
スイッチを設置して操業中に電解液の洩れあるいは電解
槽自体の絶縁不良等により、接地事故が発生した場合に
、事故発生の電解槽を迅速に切り離すように対策がなさ
れている。この短絡スイッチは、第４図に示すように絶
縁物４を具備するもので、操業中しは七ばこの絶縁物４
の絶縁劣化により後述する如き種々危険を什うため、こ
の絶縁劣化の監視を常時行う必要がある。

ところで、この短絡スイッチは電気設備の杉術基準第２
條第１項の規定に基づく、電路に施設する機械器具の鉄
台に該当するため、その接地工事を施すことが一応義務
づけられている。しかし、この方法を採用した場合は、
どの短絡スイッチが絶縁劣化を起したかを容易にキヤッ
チすることが出来ないばかりか、その絶縁劣化が生じた
場合は、人間に対して極めて危険となり継続運転は不可
能となるのである。以下にこの点について第１図、第２
図および第３図に基づいてさらに詳細に説明する。

ここで第１図は食塩電解工場の等価電気回路、第２図及
び第３図は電圧分布を示す。食塩電解工場の各電解槽Ｄ
、、Ｄ。

・・・・・・Ｄ、Ｏの対地電位は一般に第２図のＸ電圧
分布に示すように、ゝ直流電源Ｅ。〔Ｖ〕の正側端にお
いて正電位が最大の＋Ｅ、〔Ｖ〕となり、端から１槽毎
に各電解摺電圧に相当するだけ正電位が低下し、電解槽
列のほぼ中央（Ｏ点）て零〔Ｖ〕となり、更に進むと負
電位となつて電源の負側端において負の対地ク電位最大
Ｅ。〔Ｖ〕となるように設定されている。零〔Ｖ〕とな
る中性点（Ｏ点）は、浮動状態にあり、これは漏洩抵抗
にの分布によつて決定される。例えば第１図の電解槽Ｄ
。の短絡スイッチＳ、ＩＥ、側端子Ａ点で完全接地が起
つた場合、中性点”５（Ｏ点）はＡ点に移動し、第２図
のＺ電圧分布となり、電解槽列正側端において、電圧は
＋Ｅ、〔Ｖ〕から＋ＥＡ、〔Ｖ〕に上昇し、一方負側
端においては、上２〔Ｖ〕から上Ａ２〔Ｖ〕に下降する
ことになる。しかし、上記のような完全接地でなく短絡
スイッチ１台が不完全な絶縁劣化を起した場合は、電解
槽の総合漏洩抵抗が非常に低いため、電解槽の対地電位
は、上述のとおり漏洩抵抗の分布より決ることより第２
図のＹ電圧分布までしか中性点が移動しないことが生ず
る。

例えば、第１図において、短絡スイッチの絶縁劣化のた
めＡ点が不完全接地したため、電解槽Ｄ。の短絡スイッ
チＳ８負側端Ｃ点までしか中性点が移動しなかつた場合
、第２図に示すようにＡ点に上ＡＣＶ〕の電圧がかかり
、ブス、短絡スイッチ鉄台、接地、漏洩抵抗を通じて循
環電流が流れることになる。この場合、短絡スイッチ鉄
台が技術基準第２條第１項に基づいて、接地されていれ
ば、人間の接触に対しては安全であるが、どの短絡スイ
ッチが絶縁劣化したか全く知ることが出来ないのである
。一方、短絡スイッチ鉄台が技術基準第２條第１項に基
づいて接地されたとしても、第１図において電解槽Ｄ。

の短絡スイッチＳ。正側端子Ａ点と電解槽Ｄ３の短絡ス
イッチＳ。負側端子Ｂ点の２個所が絶縁劣化したときを
想定した場合、第３図に示すとおり、ＡとＢ点の電圧差
ＥＡＢＣＶ〕により、ブス、短絡スイッチ、接地線、大
地を通じて循環電流が流れ、接地線、短絡スイッチを損
焼する結果を導く。この場合、接地線等が損焼したとき
；に、始めてどの短絡スイッチが絶縁劣化したかを知る
ことになる。そして、接地線が損焼、切断された場合、
短絡スイッチ鉄台が対地からの接地抵抗で浮き、Ａ点、
Ｂ点のブス電圧で短絡スイッチ鉄台が充電されるため、
人間がそれに接触した場？合、非常に危険となる。更に
、この場合は、特にＡ点とＢ点は中性点（Ｏ点）の対象
の位置にあるために、この中性点は移動せず、絶縁劣化
の異常をこの中性点の移動によつてもキヤッチすること
が出来ないので、事前に接地線の損焼をみのがさ３ない
ように注意を払う必要がある。また、接地線の損焼が導
火線となり、配線用配管材等の火災及び循環電流の過熱
による短絡スイッチの絶縁油への引火、電源機器の破壊
等を招き、何れにしても保安上並ひに運転管理上重大な
影響を及ぼすこと４（になる。従つて、常時、短絡スイ
ッチの絶縁劣化を事前に、かつ確実に監視する必要があ
る。

本発明者は、この絶縁劣化の検出方法について、鋭意検
討を行つた結果、本発明に至つたのである。即ち、本発
明は、技術基準第２條第１項の規定による接地を撤去し
た短絡スイッチ鉄台と対地間に電圧計を設置し、短絡ス
イッチ鉄台に充電する，充電電圧を、該電圧計にて測定
した電圧値より、確実に絶縁劣化を起した短絡スイッチ
とその場所を同時に検出、決定しうる電解工場における
短絡スイッチの絶縁劣化検出方法にある。

第４図及び第５図は、本発明を説明するためのフ説明図
である。

第４図は、本発明を実際に採用した状態を示すもので、
短絡スイッチ鉄台１と対地２との間に電圧計３を設置し
、短絡スイッチ鉄台充電電圧を計測、監視している状態
を示している。ここで、４は短絡スイッチの絶縁物、５
はブ・スである。第５図は第４図の等価回路である。

この等価回路において、ＶＢ；ブス電圧ＲＬ；電解槽全体の等価漏洩抵抗Ｒ，；短絡スイッチ絶縁抵抗ＲＥ；短絡スイッチ鉄台対地抵抗Ｖ，；短絡スイッチ鉄台充電電圧Ｉ，；漏洩電流とすると、この等価回路からＶＳ：ＶＢ−ＩＲＳ−ＩＳＲしＩ，＝Ｖ，／Ｒ，．の関係式が成立する。

これにより短絡スイッチ鉄台充電電圧Ｖ，はＶＳ＝ＲＥ
ＶＢ／（Ｒｓ＋ＲＥ＋ＲＬ）の関係式が求められる。

ここでＲＥ，ＶＢおよびＲＬは一定であるから、Ｒ，、
即ち短絡スイッチ絶縁抵抗が減少（絶縁劣化）した場合
は、Ｖｓが増加することになる。従つて、予じめ正常時
における電圧計３の電圧を求め、その電圧の変動を常時
測定することにより、短絡スイッチの絶縁抵抗の低下現
象を検出することが可能となつた。これと同様なものを
各電解槽毎に設置することにより、どこの短絡スイッチ
が絶縁劣化を起したか、確実にキヤッチすることができ
るのである。また、本発明における電圧計を電圧設定器
、電土表示器を経由し、警報装置に接続することによつ
て、回路における異常電圧の発生に際して、こ比を警報
することにより運転員に事故の発生を知らせるようにす
ることもできる。

以上のとおり、本発明は、事前にかつ確実に絶縁劣化を
起こした短絡スイッチとその場所を把握することを可能
としたため、惑電等の危険防止を速やかに実行すること
が出来ると共に、非接地回路をとるため、従来の如き直
ちに運転を停止することなく、継続運転も絶縁劣化個所
が事前にキヤッチできるため可能で、その時の状況の度
合によよ予備の短絡スイッチと交換することが出来る。

本発明は、これまでの欠点を改善し、電解工場における
保安並びに運転管理上、極めて有効で、かつ簡便な短絡
スイッチの絶縁劣化検出方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の食塩電解工場の等価電気回路、第２図及
び第３図はその正常時および異常時における電圧分布を
示す。また第４図は短絡スイッチに本発明を採用した実際の取
付状態を、第５図はその等価回路を示す。第１図におい
て、Ｄ，，Ｄ２・・・・・・：電解槽、Ｓ，，Ｓ２・・
・・・・；短絡スイッチ、ｒ：漏洩抵抗、ＥＯ；直流電
源、＋Ｅ，；最大正電位、上２：最大負電位、０；正常
時の中性点、Ａ，Ｃ；異常時の移動中性点、第４図にお
いて、１；短絡スイッチ鉄台、２：ノ対地、３；電圧計
、４；絶縁物、５；ブス、第５図において、ＶＢ；ブス
電圧、ＲＬ；電解槽全体の等価漏洩抵抗、Ｒ，：短絡ス
イッチ絶縁抵抗、ＲＥ；短絡スイッチ鉄台対地抵抗、Ｖ
。

Claims

【特許請求の範囲】

１接地を撤去した短絡スイッチ鉄台と対地間に電圧計
を設置して、短絡スイッチ鉄台に充電する充電電圧を該
電圧計にて測定し、その電圧値より絶縁劣化を起した短
絡スイッチを検出することを特徴とする電解工場におけ
る短絡スイッチの絶縁劣化検出方法。