CN204981164U - 多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置。其中，该检测装置包括：接地保护线路，与多晶硅还原炉的主供电系统中变压器的次级绕组相连接；吸收电路，设置在接地保护线路上；第一电阻，与吸收电路连接，用于对流过接地保护线路的电流进行分流，其中，第一电阻的阻值可调；检测电路板，与第一电阻连接，用于检测通过第一电阻的电流，其中，在电流超出预设电流阈值的情况下，控制接地保护线路断开。本实用新型解决了现有技术中无法有效降低接地故障的发生率的技术问题。

Description

多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产领域，具体而言，涉及一种多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置。

背景技术

多晶硅生产领域中，还原炉是生产多晶硅的核心设备。在利用还原炉生成多晶硅时，还原炉内的电流回路不可避免的会产生接地泄露电流，但如果接地泄露电流过大容易发生接地故障。所以，还原炉运行时需要精确控制好炉内温度，因为如果炉内温度过低，底座上会生长出无定型硅，使得硅棒跟还原炉的底盘连接，导致接地泄漏电流超过安全范围，发生接地故障；如果炉内温度过高，硅棒容易发生融溶，同样容易引起接地泄漏电流过大，进而发生接地故障。此外，炉内气流波动太大或者电流波动大都容易引起接地泄漏电流过大，也同样容易发生接地故障。

不论上述哪种情况导致发生的接地故障，在出现接地故障后都可能发生硅棒与炉体之间打火，甚至直接导致停机和倒棒等严重生产事故，从而降低了还原炉运行的稳定性。通过上述描述可知，导致接地故障发生率较高的一个因素就是接地泄露电流过大，在相关技术中，通过在可控硅主电路柜体内设置还原炉接地泄露电流的检测装置来检测接地泄露电流，但是上述检测装置对接地泄露电流检测的不够准确，并且可检测的电流容量较小，使得检测装置所能检测的电流限值较低，所以极易发生接地故障。此外，由于检测装置设置在可控硅主电路柜体内，所以空间狭窄，容易引起散热不良，进而导致可控硅主电路柜体内温度过高，仍旧容易使多晶硅还原炉设备产生故障。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置，以至少解决现有技术中无法有效降低接地故障的发生率的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置，包括：接地保护线路，与多晶硅还原炉的主供电系统中变压器的次级绕组相连接；吸收电路，设置在所述接地保护线路上；第一电阻，与所述吸收电路连接，用于对流过所述接地保护线路的电流进行分流，其中，所述第一电阻的阻值可调；检测电路板，与所述第一电阻连接，用于检测通过所述第一电阻的电流，其中，在所述电流超出预设电流阈值的情况下，控制所述接地保护线路断开。

进一步地，所述接地保护线路包括：接地保护线，所述接地保护线的第一端与所述次级绕组相连接，所述接地保护线的第二端与信号地连接；保护开关，所述保护开关的第一端连接至第一节点，其中，所述第一节点为所述接地保护线的第一端与所述次级绕组之间的节点；以及硅棒，所述硅棒的第一端与所述保护开关的第二端连接，所述硅棒的第二端与所述信号地连接，其中，所述检测电路板与所述接地保护线相连接，通过控制所述保护开关来控制所述接地保护线路断开。

进一步地，所述吸收电路包括：第一电容，其中，所述第一电容的第一端连接信号地；第二电容，其中，所述第二电容的第一端与所述第一电容的第二端连接；第三电容，其中，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第三电容的第二端与所述次级绕组连接；第二电阻，其中，所述第二电阻设置在所述第二电容和所述第三电容之间，其中，所述第一电阻连接在所述检测电路板与所述第三电容的第一端之间。

进一步地，所述检测装置还包括：温度检测装置，与所述第一电阻和所述第二电阻均连接，并与所述检测电路板连接。

进一步地，所述检测装置还包括柜体，其中，所述吸收电路、所述第一电阻、所述检测电路板和所述温度检测装置均设置在所述柜体内，其中，所述柜体设置在所述多晶硅还原炉的主供电系统的外部。

进一步地，所述检测装置还包括指示灯，所述指示灯设置在所述柜体上，与所述检测电路板连接，用于显示所述检测装置的运行状态。

进一步地，所述温度检测装置包括温度传感器和/或热敏电阻。

进一步地，所述接地保护线为阻燃电缆。

进一步地，所述保护开关为设置在所述主供电系统中调压装置内的开关。

在本实用新型实施例中，采用阻值可调的第一电阻对接地保护线路的电流进行分流，在接地保护线路出现接地故障的情况下，会导致通过第一电阻的电流增大，进而检测电路板通过检测流经第一电阻的电流，并将其作为接地泄露电流检测值与预设电流阈值进行比较，在比较出前者较大情况下，可以确定出接地保护线路出现接地故障，此种情况控制接地保护线路断开，达到了避免因接地泄露电流超过安全范围导致发生接地故障的目的，进而实现了有效降低接地故障的发生率，提高多晶硅还原炉运行稳定性的技术效果，解决了现有技术中无法有效降低接地故障的发生率的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置的示意图；以及

图2是根据本实用新型实施例可选的多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置的实施例。

图1是根据本实用新型实施例的多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置的示意图，如图1所示，该检测装置包括接地保护线路10、吸收电路20、第一电阻30和检测电路板40，其中，接地保护线路10与多晶硅还原炉的主供电系统中变压器的次级绕组相连接；吸收电路20设置在接地保护线路上；第一电阻30与吸收电路连接，用于对流过接地保护线路的电流进行分流，其中，第一电阻的阻值可调，从而可以调节流经接地保护线路的电流；检测电路板40与第一电阻连接，用于检测通过第一电阻的电流，其中，在电流超出预设电流阈值的情况下，控制接地保护线路断开。

具体地，上述吸收电路为RC吸收电路，也可以称为RC缓冲电路。

在本实用新型实施例中，采用阻值可调的第一电阻对接地保护线路的电流进行分流，在接地保护线路出现接地故障的情况下，会导致通过第一电阻的电流增大，进而检测电路板通过检测流经第一电阻的电流，并将其作为接地泄露电流检测值与预设电流阈值进行比较，在比较出前者较大情况下，可以确定出接地保护线路出现接地故障，此种情况控制接地保护线路断开，达到了避免因接地泄露电流超过安全范围导致发生接地故障的目的，进而实现了有效降低接地故障的发生率，提高多晶硅还原炉运行稳定性的技术效果，解决了现有技术中无法有效降低接地故障的发生率的技术问题。

可选地，用户可以根据还原炉的不同工况，在检测电路板中自行设置预设电流阈值的大小，也即，用户可以自行调整额定接地泄露电流，达到了增加接地泄露电流的极限电流值的目的。并且，上述用户自行设置预设电流阈值的方式，既可以保护多晶硅还原炉设备的安全，也可以满足不同工况下生产的需要。其中，在还原炉工况允许的情况下，当预设电流阈值较大时，接地保护线路中允许通过的额定接地泄露电流越大，那么发生接地故障的可能性越小，进而达到了提高多晶硅还原炉设备运行稳定性的效果。

图2是根据本实用新型实施例可选的多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置的示意图。

可选地，如图2所示，第一电阻30还包括第一子电阻和第二子电阻，其中，第一子电阻和第二子电阻并联。检测电路板可以利用第一子电阻和第二子电阻来调整第一电阻的阻值，以达到减小通过第一电阻的电流的效果，从而降低多晶硅还原炉设备停机的概率。

可选地，如图2所示，检测电路板40包括信号模块41，信号模块41的一端分别连接信号地和第一电阻30，所以如果第一电阻30的两端产生电压，则信号模块41可以通过与信号地、第一电阻30和第三电容23之间形成的回路，检测出第一电阻30的电压，并将检测到的上述电压转换为包含电流值的电流信号，这时检测电路板40就可以知道通过第一电阻30的电流，进而比较第一电阻30的电流与预设电流阈值。

可选地，参见图2，接地保护线路10包括接地保护线8、保护开关6和硅棒5，其中，接地保护线8的第一端与多晶硅还原炉的主供电系统中三相变压器1的次级绕组相连接，接地保护线8的第二端与信号地连接；保护开关6的第一端连接至第一节点，其中，第一节点为接地保护线的第一端与次级绕组之间的节点；硅棒5的第一端与保护开关6的第二端连接，硅棒5的第二端与信号地连接，则检测电路板40与接地保护线间接相连接，可以通过控制保护开关来控制主供电系统保护开关断开。其中，图2中的D1、D2、D3、D4和DN为三相变压器1的A相接线端子。当然，在实际工作中，D1、D2、D3、D4和DN也还可以为三相变压器1的B相(或C相)接线端子。

为了进一步保护接地保护线路，优选地，接地保护线为阻燃电缆。

具体地，如果通过第一电阻的电流超过预设电流阈值，则说明接地泄露电流已经超过安全范围，引起上述接地泄露电流超过安全范围的原因可能是硅棒发生靠壁、或者硅棒与炉底盘连接等，检测电路板40在判断出通过第一电阻的电流超出预设电流阈值时，则会通过控制线(图2中未示出)给多晶硅还原炉中主供电系统发送相应的信号，主供电系统在接收到上述信号后，控制保护开关6断开，使得接地保护线路无法形成回路，进而可以避免由于接地泄露电流超过安全范围发生接地故障。

可选地，检测电路板40中还设置有电流报警阈值，其中，电流报警阈值小于预设电流阈值。当检测电路板40判断出接收到的第一电阻30的电流小于预设电流阈值，但却大于电流报警阈值时，检测电路板40还可以发送电流报警阈值对应的信号至主供电系统，使得主供电系统可以根据接地泄露电流检测值(即通过第一电阻的电流值)自行调整硅棒电流的大小，以避免发生接地故障，从而保证生产稳定。其中，电流报警阈值也可以根据用户需求设置。

优选地，保护开关6为设置在主供电系统中调压装置内的开关。

由于上述保护开关为多晶硅还原炉中主供电系统中的调压装置内的开关，所以当保护开关断开的时候，整个主供电系统是无法为多晶硅还原炉提供电力供给的，进而多晶硅还原炉也就停止了运行，进而避免了因接地泄露电流超出安全范围，引起发生接地故障的问题。

在本实用新型实施例中，因保护开关采用的是多晶硅还原炉主供电系统内原有的开关，所以无需增加新的开关，达到了节约成本与节约占用空间的效果。

可选地，如图2所示，吸收电路20包括第一电容21、第二电容22、第三电容23和第二电阻24，其中，第一电容21的第一端连接信号地；第二电容22的第一端与第一电容21的第二端连接；第三电容23的第一端与第二电容22的第二端连接，第三电容23的第二端与次级绕组连接；第二电阻24设置在第二电容22和第三电容23之间。其中，第一电阻30连接在检测电路板40与第三电容23的第一端之间。

可选地，如图2所示，第二电阻24还包括第三子电阻和第四子电阻，其中，第三子电阻和第四子电阻并联。同样的，检测电路板40也可以通过调节第三子电阻和第四子电阻来调节第二电阻24的阻值。

此外，由于第一电阻30和第二电阻24均包括两个并联的子电阻，增加了与空气的接触面积，从而提高了检测装置的散热性能。

由于通过电阻的电流过大的话，电阻的温度也会升高，所以可以通过检测电阻的温度的方式，来判断接地泄露电流是否处于安全范围，也同样可以有效的降低接地故障发生率。优选地，本实用新型实施例所提供的检测装置还包括温度检测装置，温度检测装置与第一电阻、第二电阻和检测电路板均相连接，用于分别检测第一电阻和第二电阻的温度。

可选地，检测电路板中还设置有预设温度阈值，如果判断出接收到的第一电阻的温度或者第二电阻的温度超出上述预设温度阈值，则检测电路板同样会通过控制线给多晶硅还原炉中主供电系统发送相应的信号，主供电系统在接收到上述信号后，控制保护开关断开，使得接地保护线路无法形成回路，进而可以避免由于接地泄露电流超过安全范围发生接地故障。具体地，预设温度阈值的大小可以根据用户需求设置。

可选地，检测电路板中还设置有温度报警阈值，其中，温度报警阈值小于预设温度阈值。当检测电路板判断出接收到的第一电阻30的温度小于预设温度阈值，但却大于温度报警阈值时，或者判断出接收到的第二电阻24的温度小于预设温度阈值，但却大于温度报警阈值时，检测电路板40还可以发送温度报警阈值对应的信号至主供电系统，使得主供电系统可以根据接地泄露电流检测值(即通过第一电阻的电流值)自行调整硅棒电流的大小，以避免发生接地故障，从而保证生产稳定。其中，温度报警阈值也可以根据用户需求设置。

在本实用新型实施例中，通过在检测装置中设置有温度检测装置，可以直接检测电阻的发热情况，并及时反馈到检测电路板，增加了多晶硅还原炉运行稳定性的效果。

具体地，温度检测装置可以包括温度传感器和/或热敏电阻。

在本实用新型实施例中，当温度检测装置只包括温度传感器时，需要用到两个温度传感器，上述两个温度传感器中的一个温度传感器分别与第一电阻连接和检测电路板连接，并将检测到的第一电阻的温度发送至检测电路板，另一个温度传感器分别与第二电阻和检测电路板连接，并将检测到的第二电阻的温度发送至检测电路板；当温度检测装置只包括热敏电阻时，同样需要用到两个热敏电阻，上述两个热敏电阻中的一个热敏电阻分别与第一电阻连接和检测电路板连接，并将检测到的第一电阻的温度发送至检测电路板，另一个热敏电阻分别与第二电阻和检测电路板连接，并将检测到的第一电阻的温度发送至检测电路板；当温度检测装置既包括温度传感器，也包括热敏电阻时，可以将上述温度传感器和热敏电阻中的任一个分别与第一电阻和检测电路板连接，另一个则分别与第二电阻和检测电路板连接。

优选地，如图2所示，在本实用新型实施例中，检测装置还包括柜体7，其中，由第一电容21、第二电容22、第三电容23和第二电阻24组成的吸收电路20、第一电阻30、检测电路板40和温度检测装置(图2中未示出)均设置在柜体7内，其中，柜体设置在多晶硅还原炉的主供电系统的外部。

需要说明的是，上述柜体是独立的柜体，由于在本实用新型实施例中，检测装置设置在上述独立的柜体内，而不是设置在可控硅主电路柜体内，所以增强了散热性能，提高了多晶硅还原炉运行的稳定性。

优选地，检测装置还包括指示灯，指示灯设置在柜体上，与检测电路板连接，用于显示检测装置的运行状态。其中，上述运行状态至少包括以下之一：启动、停止和报警。

可选地，指示灯可以为一个，当上述接地保护线路处于不同运行状态时，指示灯可以显示不同颜色来表示上述不同状态。例如：绿色表示启动，红色表示停止，黄色表示报警。

可选地，指示灯可以为多个，每个指示灯用于表示接地保护线路的不同运行状态。例如：指示灯为3个，分别表示启动状态、停止状态和报警状态，当检测装置处于上述任一运行状态时，该运行状态对应的指示灯则变亮。

可选地，当检测电路板判断出接收到的第一电阻的电流超出上述电流报警阈值时，或者接收到的第一电阻的温度超出上述温度报警阈值时，或者接收到的第二电阻的温度超出上述温度报警阈值时，可以通过设置在柜体上的指示灯来告知用户知晓接地泄露电流已经处在报警的范围。

下面结合图2进行说明：温度检测装置(图2中未示出)包括两个温度传感器，分别是第一温度传感器和第二温度传感器，其中，第一温度传感器用于检测第一电阻30的温度，并将第一电阻30的温度发送至检测电路板40，检测电路板40在接收到第一电阻30的温度后，将第一电阻30的温度分别与预设温度阈值和温度报警阈值进行比较，在比较出第一电阻30的温度大于预设温度阈值时，通过控制线(图2中未示出)发送相应的信号至主供电系统(图2中未示出)，主供电系统在接收到上述信号后，控制保护开关6断开，使得接地保护线路无法形成回路，进而可以避免由于接地泄露电流超过安全范围发生接地故障；在比较出第一电阻的温度小于预设温度阈值，但却大于温度报警阈值时，柜体7上表示报警状态的指示灯会变亮，以告知用户知晓，并且检测电路板40还可以发送温度报警阈值对应的信号至主供电系统，使得主供电系统可以根据接地泄露电流检测值(即通过第一电阻的电流值)自行调整硅棒电流的大小，以避免发生接地故障。

同样的，第二温度传感器检测第二电阻24的温度，并将第二电阻24的温度发送至检测电路板40。检测电路板40接收到第二电阻24的温度后，具体处理过程同上述接收到第一电阻30的温度的处理过程，在此不再重复说明。

需要说明的是，本实用新型所提供的多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置为在原有多晶硅还原炉供电设备的基础上单独增加的装置，所以成本较低。

从以上描述，可以看出，本实用新型解决了现有技术中无法有效降低接地故障的发生率的技术问题，进而实现了有效降低接地故障的发生率，提高多晶硅还原炉运行稳定性的技术效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种多晶硅还原炉接地泄露电流的检测装置，其特征在于，包括：

接地保护线路，与多晶硅还原炉的主供电系统中变压器的次级绕组相连接；

吸收电路，设置在所述接地保护线路上；

第一电阻，与所述吸收电路连接，用于对流过所述接地保护线路的电流进行分流，其中，所述第一电阻的阻值可调；

检测电路板，与所述第一电阻连接，用于检测通过所述第一电阻的电流，其中，在所述电流超出预设电流阈值的情况下，控制所述接地保护线路断开。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述接地保护线路包括：

接地保护线，所述接地保护线的第一端与所述次级绕组相连接，所述接地保护线的第二端与信号地连接；

保护开关，所述保护开关的第一端连接至第一节点，其中，所述第一节点为所述接地保护线的第一端与所述次级绕组之间的节点；以及

硅棒，所述硅棒的第一端与所述保护开关的第二端连接，所述硅棒的第二端与所述信号地连接，

其中，所述检测电路板与所述接地保护线相连接，通过控制所述保护开关来控制所述接地保护线路断开。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述吸收电路包括：

第一电容，其中，所述第一电容的第一端连接信号地；

第二电容，其中，所述第二电容的第一端与所述第一电容的第二端连接；

第三电容，其中，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第二端连接，所述第三电容的第二端与所述次级绕组连接；

第二电阻，其中，所述第二电阻设置在所述第二电容和所述第三电容之间，

其中，所述第一电阻连接在所述检测电路板与所述第三电容的第一端之间。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：

温度检测装置，与所述第一电阻和所述第二电阻均连接，并与所述检测电路板连接。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括柜体，其中，所述吸收电路、所述第一电阻、所述检测电路板和所述温度检测装置均设置在所述柜体内，其中，所述柜体设置在所述多晶硅还原炉的主供电系统的外部。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括指示灯，所述指示灯设置在所述柜体上，与所述检测电路板连接，用于显示所述检测装置的运行状态。

7.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述温度检测装置包括温度传感器和/或热敏电阻。

8.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述接地保护线为阻燃电缆。

9.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述保护开关为设置在所述主供电系统中调压装置内的开关。