玻纤漏板铜排节能设计研究

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1、玻纤漏板铜排节能设计研究摘要：该文屮通过合理改进漏板铜排的结构设计，减少了导电过程中的电力损耗，降低了设备运行故障率，为企业降低了生产成木，提高了生产在线控制能力，为产品质量的稳定提供了保障，对同行业中类似节能研究有借鉴意义。关键词：铜排漏板节能设计表面趋肤效应中图分类号：TQ17文献标识码：A文章编号：1674-098X(2014)10(a)-0030-02FiberglassCopperDrainBoardEnergySavingDesignStudyZHANGXiao-fangCHENFa-dong(1.HebeiElectromechanicalVocationalandTechni

2、calCollege；2.XingtaiTaurusFiberglassCo.,Ltd.HebeiXingtai,054000,China)Abstract：Inthispaper,throughreasonableimprovementsincopperdrainboardstructuredesign,theprocessofreducingtheconductivepowerloss,reducingthefailurerateofequipmentoperation,forenterprisestoreduceproductioncosts，improveproductionline

3、control,toprovideastableproductquality・Keywords：CopperDrainBoardEnergy-SavingDesignSurfaceSkinEffect随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，全球对节约原材料消耗、提高能源利用效率的关注度越来越高，节能是我国可持续发展的一项长远发展战略，是我国的基本国策。在玻纤生产企业池窑拉丝用漏板控制中，铜排的电力损耗是玻纤行业的主要控制对象。随着玻纤行业的迅速发展，玻纤生产T艺H益月薪，在满足生产工艺的情况下，企业大都缩短传输距离已达到降低铜排的电力损耗。但对于建厂较早的玻纤厂，漏板铜排布局相对落后，致使铜

4、排的电力损耗相对较高。通过测量漏板控制的各个节点电压，发现在实际生产屮漏板使用电力消耗占漏板总电力消耗的65%〜75%左右，其他大量的能源在传输过程中被浪费。本研究通过合理改变铜排的设计结构以降低铜排的电力损耗，从而降低成本，对同行业中类似研究项目有借鉴意义。1铜排的节能设计改造漏板控制系统由可控硅、变压器、硬铜排、水冷硬铜排、软铜排、电极夹等组成，为降低传输过程中的电阻损耗，水冷硕铜排、电极夹采用通水冷却的方式防止其温度的升高，导致电阻升高。随着长时间高温，每个连接节点会出现氧化现象，于是增加了接触面的电阻，电能损耗也随之增加，更有甚者会出现无法通电的状况，在几千安培的电流下，有时会出现电

5、打火现象，影响现场生产。部分玻纤厂家为降低接触面氧化，提高到点能力，定期对接触面进行镀银处理，增加了生产成木。在铜排的设计中，尽量缩短变压器与漏板Z间的传输距离，引入不同的冷却方式，减少传输过程中的电阻，同时减少连接节点以降低损耗，表面镀银成本也随之降低，这已成为漏板铜排优化设计的发展趋势。1.1设计改造原理该研究主要对原漏板铜排结构进行了设计改造，多数情况下，我们会采用增加导体截面积以谋求降低电阻，但是实际工厂的用电均采用交流电形式，并非采用直流电源，一味增加导体截面积并不能很好的减少电阻，而且还会受到周边设备、设施等空间的影响。交流电流流过导体时，电流方向是交替变化的，电流在导体中所产生

6、的交变磁场对电荷的推斥作用力，迫使电流电荷向导体的表面集中，使得导体的实际冇效载流面积减小，发生了电流向导体表面集屮的现象，称之为交流电流的趋肤效应。电流离开导体载流面中心向表面集中的程度，可以用趋肤效应深度来衡量。趋肤效应深度可以表达为：d=kX66.l/fl/2式中：f为电流的频率（Hz）；k为常数，対铜而言21。图1是矩形导体电流趋肤效应的截面图，图屮阴影部分就是交流电流通过的有效截面积，通过公式不难看出：频率越高，阴影部分越小，电流通过的有效面积就越小。在趋肤效应深度小于扁线窄边高度的1/2时，方形框的面积可用下式计算：Sf=2XdX（b+a-2Xd）其屮：a—扁线的窄边高度（mm）

7、;b—扁线的宽边长度（mm）。1.2铜排结构的节能设计山于漏板附件都是山纯铜材质加工而成，所以在这里常数k=l,电流频率为50Hz,通过上述公式可计算趋肽效应深度d二9.35mmo我们先计算一下改造前导电铜排的有效截面积，图2是硬铜排的截面图，由于它的窄边宽度为18mm,小于2倍的趋肤效应深度，因此可以认为该导体的截面面积全部被利用，那么它的有效截面积为Sf=aXd=1800mm?o图3是水冷硬铜排的截面图，