2025第十二届中国铝工业科学技术发展大会：基于光纤传感技术的铝电解电流测量解决方案及应用

CONTENTS技术背景电流量是铝电解安全生产、工艺控制的核心参数，电流测量面临以下难题：被测电流周围磁场复杂，对传感器干扰大环境温度很高，传感器温度漂移大传感器安装受阳极换极影响提高电流测量精度、基于电解槽分布电流的独立下料控制是行业的热点和难点！光纤电流传感器利用法拉第磁光效应测量电流光纤环绕在导体周围形成封闭的磁光回路，具有优良的抗干扰能力和精度系列电流光纤传感器分布电流光纤传感器可移动光纤电流传感器手持测量仪钳形表分布电流在线监测系统2024年，世维通与铁教授团队成立“电解铝光纤电流测量与智能化应用”联合实验室，致力于分布电流在线监测与应用的研究和推广。团队首创“鞍形”阳极/区域电流测量方案（国际专利号：PCT/CN2024/070324解决光纤用于分布电流测量的安装难题。2024年底，基于区域电流的独立下料控制实验验证，对提前熄灭阳极效应成效显著。国内行业交流2023年4月参加第10届中国铝工业科技发展大会（郑州并做技术报告国内行业交流2024年8月参加第11届中国铝工业科技发展大会（包头并做大会报告国际交流与合作（迪拜ICSOBA）2023年11月参加第41届ICSOBA年会（迪拜国际铝土矿、氧化铝、），国际交流与合作（美国TMS）2024年3月参加美国TMS年会，并做大会报告《铝电解阳极电流测量：从理想到现实》国际交流与合作（里昂ICSOBA）,,FS205在中国、阿联酋、澳大利亚、巴西等电解冶炼行业汇流母排实现电流精确测量，数量已经超过100台。o在国家重点研发计划的支持下，研制了-20℃~70℃温度范围，精度优于0.05%的光纤电流校准仪，用于现场电流传感器的校准。中国计量院测试结果表明在14.4kA~720kA电流范围内，精度优于0.03%21.6目前已为超过5家电解铝企业提供系列电流传感器和分线电流传感器的现场校准服务。电解槽破损早期定位某电解铝企业采用光纤电流钳形表对电解槽阴极电流进行精准监测，成功修复10台存在破损隐患的电解槽，不仅延长了电解槽的使用寿命，还消除了潜在的安全风险。使用方式1）通过分析铁含量来初步判断异常槽；（2）应用钳形表对异常槽进行连续1～2天阴极电流监测；（3）阴极电流超6000A，铁含量明显偏大，则判定该位置异常；（4）针对异常点进行摸排、修补操作；产品优势1）可准确定位破损位置；（2）减少人工摸排工作量，提高工作效率；（3）减少测温导致的误判，不依赖人工经验；电极焊接质量判断某500kA电解槽，铁含量稳定在平均水平0.04%~0.06%，通过测温发现无异常点，通过测试阴极方钢电流，发现A2-2，A3-2，A9-2方钢已经无电流通过。测点阳极分布电流测量---换极后阳极电流跟踪使用万用电表测量叉测电压降为2.3mV左右，与其他电极相比并没有发现区别改变测量位置，压差数据有明显变化，表明使用等距压降法无法发现这种变化现有的阳极电流分布数据的偏差25%以上，可能是电流效率较低的原因之一使用光纤测量仪对电流进行准确测量，可以精确指导调整极距，均一化电流，提高电流效率电解槽电流分布的在线测量是智能化电解槽、智能槽控系统等先进技术的数据基础！利用光缆的柔性，创新性提出“鞍形”安装方案，使阳极电流测量和阳极区域电流测量不再影响阳极换极操作。I截面=I导杆明利：于环区阳极测量系及槽测量系，ZL20230948786.9，铁军、肖浩等，北京世维通光智能科技有限公司发专基明利：于环区阳极测量系及槽测量系，ZL20230948786.9，铁军、肖浩等，北京世维通光智能科技有限公司2025年5月投入运行2023年9月全球首套铝电解槽区域电流在线监测系统投运，20