一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110514894A(43)申请公布日2019.11.29(21)申请号201910670728.8(22)申请日2019.07.24(71)申请人中石化南京工程有限公司地址210049江苏省南京市栖霞区马群科技园马群大道3号申请人中石化炼化工程（集团）股份有限公司(72)发明人李英伟余晨王建军(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218代理人刘畅徐冬涛(51)Int.Cl.G01R19/165(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法(57)摘要本发明公开了一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统的设计方法，该方法包括：根据电炉变压器低压出线的三角形接线方式的特点，绘制出短网冷却水系统及人体的电阻示意图，在进行一系列电阻变换后，计算出施加于人体的电位差及流经人体的泄露电流值，从而确定冷却水系统是否具有漏电安全性。本申请通过预设冷却水系统的参数，绘制出短网冷却水系统及人体触摸集水池示意图中各部位的电阻，计算出施加于人体的电位差及流经人体的泄露电流，以确定预设冷却水系统对于人体是否电气安全的。CN110514894ACN110514894A权利要求书1/1页1.一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法，其特征在于包括以下步骤：S1：绘制短网冷却系统及人体触摸集水池的示意图，并标注各部位电阻符号；S2：根据S1示意图，绘制以A、B相为例的等效电路图，并标注各部位电阻符号；S3：对S2绘制的等效电路图进行电阻转化计算；S4：计算作用于人体上的电位差及泄露电流；S5：将S4计算的结果与安全电压及安全电流进行比较，当满足要求时结束计算；当不满足要求时，修正S2中水管参数，重复S2以后各步，直到满足要求为止。2.根据权利要求1所述的一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法，其特征在于S1中，各部位电阻符号为：A相进水管等效电阻为R1a，A相短网等效电阻为R2a，A相回水管等效电阻为R3a；B相进水管等效电阻为R1b，B相短网等效电阻为R2b，B相回水管等效电阻为R3b；水池内冷却水等效电阻为Rc，水池金属壁等效电阻为Rb，人体等效电阻为Rr。3.根据权利要求3所述的一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法，其特征在于S2中，等效电路中，输入电压为A相和B相的电压差Uab，负载为串联的Ra、Rbcr、Rb，其中：Ra＝R1a//(R2a+R3a)_Rb＝R1b//(R2b+R3b)Rbcr＝Rb//Rc//Rr。4.根据权利要求4所述的一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法，其特征在于S4中，人体上的电位差Ur和泄露电流Ir分别通过下式获得：Ur＝Uab*Rbcr/(Ra+Rb+Rbcr)；Ir＝Ibcr-Ibc＝Uab/(Ra+Rb+Rbcr)-Ur/Rbc；其中，Rbc＝Rb//Rc。5.根据权利要求1所述的一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法，其特征在于S5中，通过增大水管电阻修正水管参数。2CN110514894A说明书1/5页一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法技术领域[0001]本发明属于电气设计及安装技术领域，具体涉及一种基于漏电安全的电炉短网冷却水系统设计方法。背景技术[0002]矿用电炉通过短网将变压器低压出线端与电炉的电极连接，由于流经短网的电流非常大(20kA以上)，因此短网上产生的热量也是非常惊人的。设计中我们一般会选用铜管作为短网，除了考虑到经济性外，便于冷却也是一个重要的因素。常用的铜管短网冷却方法是直接将自来水或脱盐水通过加压泵打入短网，并回收于一个集水池中，再通过换热器或其他散热方式将短网的热量带走。[0003]铜管短网是裸铜导体，在与冷却水直接接触时，由于冷却水中有一定量的电解质，因此，将会在冷却水的引入/引出管(绝缘橡胶管)内产生一定的泄漏电流。当泄露电流足够大时，如果人体触摸到冷却水或集水池，可能造成触电危险。因此，在进行冷却水系统设计时，冷却水系统的漏电计算是非常必要的。通常三相变压器的低压出线端是三角形接线的，无中性线输出，因此，许多设计人员认为这样的接线是安全的，往往不进行冷却水系统泄露电流的计算。实际上，共用的集水池使得不同相之间具有了电气连接，电流是通过这种方式实现泄露的。当人体触摸到冷却水或集水池时，必然要承受一定的泄露电流及电压。[0004]泄漏电流的大小主要取决于冷却水系统的电阻，电阻与电阻率及水管的截面积和长度有关。我们需要设计一个电阻足够大的冷却水系统，使得即便人体直接触摸集水池，在人体上的分压及漏电流也不会对人体造成危害。发明内容[0005]本发明的目的是提供一种新的设计方法，可以实现当人体直接