【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石墨化爐輸配電，特別涉及一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置、方法及計算機可讀存儲介質。
技術介紹
1、作為一種利用高溫將炭素材料轉變為石墨的裝置，艾奇遜石墨化爐廣泛用于生產鋰離子電池和鈉離子電池等電池的負極材料。艾奇遜石墨化爐的爐頭和爐尾分別設有匯流母排和電極。電源將直流電輸送至爐頭的匯流母排，爐頭的多個電極從爐頭的匯流母排取電并輸送至爐內的炭素材料用于其加熱和石墨化過程，然后電流再經爐尾的多個電極匯流至爐尾的匯流母排并最終回到電源。
2、《石墨化爐底電絕緣性對石墨電極電阻率的影響》(《炭素技術》2020年第5期第39卷)一文中記載：艾奇遜石墨化爐的爐床由耐火黏土磚或耐火混凝土砌成，耐火度一般只有1300℃左右，為了保護爐底耐火磚砌筑體，需要在耐火磚砌筑體上面鋪一層隔熱絕緣材料，以防止爐底過熱及漏電，通常選用的材料為石英砂。首先鋪一定厚度的石英砂作為電絕緣層并夯實，再在其上鋪一層爐底料，爐底料通常是由冶金焦粉和石英砂按照一定比例混合而成的，爐底料的配比一般是w(冶金焦粉)∶w(石英砂)=(70±5):(30±5）。在石墨化熱處理過程中，爐底料在高溫下發生化學反應，冶金焦粉與石英砂先生成碳化硅，在較高溫度（2300℃）下碳化硅分解，硅蒸氣揮發并留下類似石墨的物料，導致石墨化爐爐底料的隔熱和電絕緣能力下降，如果不及時清除，會造成石墨化爐爐底局部漏電或者爐芯溫度分布不均衡，影響制品的石墨化程度，造成制品石墨化電阻率偏高；或者因爐底溫度過高，硅蒸氣上升進入爐芯，與制品發生化學反應在制品表面形成碳化硅。因此每
3、總之，艾奇遜石墨化爐因高溫下的化學反應，會導致全部或局部爐底料的電絕緣能力下降，進而造成爐底局部漏電或者爐芯溫度分布不均衡，最終影響制品品質。艾奇遜石墨化爐為間歇性周期操作。為了解決這一問題，當前的技術手段是，當一個工作周期結束后，人工對爐底進行目測和取樣測試，以判斷損壞區域并加以清理和替換。毫無疑問，這是一種十分費事費力且不夠客觀準確的方法，且取樣測試中對正常區域也存在一定的破壞。因此，亟待發展一種在線無損的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測技術。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置、方法及計算機可讀存儲介質，旨在解決如何在線無損地測量艾奇遜石墨化爐爐底各處的絕緣性能，并向用戶發出提醒和告警的技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，所述艾奇遜石墨化爐的爐底自上而下分別為爐底料層、隔熱絕緣層和耐火層，所述爐底絕緣性能監測裝置，包括：
3、水平設置于爐底料層和隔熱絕緣層交界面處的多個金屬片，且每一金屬片設置于不同的位置；
4、主導線，所述主導線上設有開關，且具有第一末端和第二末端，其中第二末端與爐尾匯流母排電性連接；
5、與金屬片數目相等且一一對應的分支導線，每一分支導線的兩個末端分別和與之對應的金屬片以及主導線的第一末端電性連接；
6、與分支導線相等且一一對應的電流傳感器，每一分支導線上均設有一個電流傳感器。
7、可選地，所述金屬片的形狀為矩形，且邊長在10mm至100mm之間。
8、可選地，所述金屬片的厚度在0.1mm至1mm之間。
9、可選地，所述主導線和電流傳感器均處于爐外空間。
10、可選地，所述金屬片以及分支導線位于爐內的部分，由鎢制成。
11、可選地，所述主導線上設有的開關為常開式開關。
12、可選地，所述爐底絕緣性能監測裝置還包括：
13、采集模塊，所述采集模塊與各個電流傳感器均電性連接以采集電流測量數據；
14、運算模塊，所述運算模塊與采集模塊電性連接，用于從采集模塊獲取電流測量數據進行運算；
15、控制模塊，所述控制模塊與主導線上的開關電性連接，用于控制主導線上開關的通斷；
16、輸出模塊，所述輸出模塊與運算模塊電性連接，用于輸出運算模塊的運算結果。
17、本專利技術還提供一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測方法，所述方法應用于如上任一項所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，包括：
18、在艾奇遜石墨化爐結束一個周期的工作并停止送電后的情況下，閉合主導線上的開關，控制艾奇遜石墨化爐進行一個恒壓脈沖通電，記錄通電期間所有電流傳感器各自測得的電流值：
19、若電流值中存在大于第一電流閾值且小于或等于第二電流閾值的第一目標電流值，則發出提醒，并輸出所述目標電流值對應的金屬片的位置；
20、若電流值中存在大于第二電流閾值的第二目標電流值，則發出警告，并輸出所述第二目標電流值所應的金屬片的位置；
21、其中，所述第一電流閾值小于第二電流閾值。
22、可選地，所述爐底絕緣性能監測方法還包括：
23、對測得的電流值進行可視化顯示，包括步驟：
24、將所有金屬片的幾何中心點正投影至二維直角坐標系上；
25、分別以每個投影點為圓心以預設計算半徑為半徑畫圓并著色：
26、其中，所述預設計算半徑，包括：
27、將金屬片所對應的電流值對于總電流值的占比與參考半徑之積；
28、總電流值為所有電流傳感器測得的電流值的總和；
29、其中，著色規則包括：
30、著色與金屬片所對應的電流值大小關聯；
31、若電流值小于或等于第一電流閾值則著綠色；
32、若電流值大于第一電流閾值且小于或等于第二電流閾值則著黃色；
33、若電流值大于第二電流閾值則著紅色。
34、本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質，其中存儲有爐底絕緣性能監測程序，所述爐底絕緣性能監測程序由處理器加載并運行以執行如上任一項所述的爐底絕緣性能監測方法。
35、下面結合本專利技術技術方案的原理介紹其有益效果：
36、艾奇遜石墨化爐結束一個周期的工作并停止送電后，閉合主導線上的開關，再令艾奇遜石墨化爐進行一個恒壓脈沖通電，此時艾奇遜石墨化爐中會形成兩方面的電流通路：第一個方面的通路是，電流自爐頭的匯流母排經爐頭電極進入爐內制品材料，然后經爐尾電極回到爐尾的匯流母排；第二個方面的通路是，電流自自爐頭的匯流母排經爐頭電極進入爐內制品材料，然后電流進入爐底料層絕緣性能不佳的區域，再經各金屬片及與之連接的分支導線匯集至主導線，最后再回到爐尾的匯流母排。若爐底料層整體絕緣性很好，則第二個方面通路的電流也非常小，乃至小到可忽略不計；若部分區域爐底料層絕緣性下降，則這些區域內的金屬片會獲得更大的電流通過，并經與之串聯的電流傳感器測得。因此，只要事先對正常完好的艾奇遜石墨化爐進行恒壓脈沖通電試驗并標定好第一電流閾值和第二電流閾值，就可以在各批次生產結束后的恒壓脈沖通電中，將各電流本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述艾奇遜石墨化爐的爐底自上而下分別為爐底料層、隔熱絕緣層和耐火層，所述爐底絕緣性能監測裝置，包括：
2.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述金屬片的形狀為矩形，且邊長在10mm至100mm之間。
3.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述金屬片的厚度在0.1mm至1mm之間。
4.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述主導線和電流傳感器均處于爐外空間。
5.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述金屬片以及分支導線位于爐內的部分，由鎢制成。
6.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述主導線上設有的開關為常開式開關。
7.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述爐底絕緣性能監測裝置還包括：
8.一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測方法，其特征在于，所述方法應
9.如權利要求8所述的爐底絕緣性能監測方法，其特征在于，所述爐底絕緣性能監測方法還包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其中存儲有爐底絕緣性能監測程序，所述爐底絕緣性能監測程序由處理器加載并運行以執行權利要求8至9任一項所述的爐底絕緣性能監測方法。
...【技術特征摘要】
1.一種艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述艾奇遜石墨化爐的爐底自上而下分別為爐底料層、隔熱絕緣層和耐火層，所述爐底絕緣性能監測裝置，包括：
2.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述金屬片的形狀為矩形，且邊長在10mm至100mm之間。
3.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述金屬片的厚度在0.1mm至1mm之間。
4.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述主導線和電流傳感器均處于爐外空間。
5.如權利要求1所述的艾奇遜石墨化爐爐底絕緣性能監測裝置，其特征在于，所述金屬片以及分支導線位于爐內的部分，由鎢制成。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏湘濱，夏付卻，吳利仁，陽典意，劉金洪，
申請(專利權)人：湖南華夏特變股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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