[发明专利]一种漏电检测系统及多晶硅还原炉

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产设备领域，具体而言，涉及一种漏电检测系统及多晶硅还原炉。

背景技术

能源危机日益严重的今天，人们越来越重视光伏行业，这在一定程度上大大促进了光伏行业的发展，而多晶硅在光伏行业发展的过程中起到了重要的作用，多晶硅是光伏产业与半导体行业的基础材料，目前，我国的多晶硅生产大多是采用改良西门子法，改良西门子法是生产多晶硅最成熟的工艺，此方法中三氯氢硅与氢气在还原炉内反应生成硅为整个工艺的关键步骤，同时也是最主要的能耗环节。为使企业达产达标，实现节能降耗，严格把控还原炉的运行，如果还原炉一旦非正常停车，将对多晶硅的产量、质量、设备本体、生产成本等造成严重的影响，而接地故障是还原炉非正常停炉的常见原因。

一般接地主要是由硅棒倒棒跟还原炉钟罩内壁接触发生接地短路，或随着还原炉内反应的进行，还原炉底盘电极处的绝缘片上结硅及粉尘造成接地短路，现有的检测方法是通过检测接地回路中的电流，漏电电流达到设定的阈值，电气系统便显示还原炉发生单相接地，因此无法准确判断是哪种方式造成接地短路现象，所以遇到这种情况都是采取停炉再处理的措施，但实际生产中，接地线设有保护电阻，电极处沉积粉尘或结硅导致接地漏电，对电气系统、还原炉影响有限，不必立即停炉；另一方面，发生硅棒倒棒故障，高温硅棒容易将炉壁烧损，应当立即停炉采取保护措施。在不知道故障原因的情况下都采取的停炉措施对生产造成极大的影响和经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漏电检测系统，其能够便于技术人员判断出多晶硅还原炉内的短路类型，从而根据故障类型对还原炉采取不同措施。

本发明的另一目的在于提供一种多晶硅还原炉，其包括了上述的漏电检测系统，其能够便于技术人员判断出多晶硅还原炉内的短路类型，从而根据故障类型对还原炉采取不同措施。

本发明的实施例是这样实现的：

一种漏电检测系统，用于检测多晶硅还原炉的短路情况，漏电检测系统包括用于连接还原炉炉壁和地面的接地线以及用于检测接地线上电流变化速率的电流微分检测模块。

在本发明的一种实施例中，上述漏电检测系统的电流微分检测模块包括电感和电压表，电压表的正、负极分别与电感的两端电连接；电感用于感应接地线上的电流变化率，电压表用于检测电感两端的电势差。

在本发明的一种实施例中，上述漏电检测系统还包括报警装置，报警装置与电压表电连接。

在本发明的一种实施例中，上述漏电检测系统的接地线上设置有保护电阻。

在本发明的一种实施例中，上述漏电检测系统的接地线上设置有电流表。

在本发明的一种实施例中，上述漏电检测系统还包括控制器，控制器用于控制多晶硅还原炉开关的开启或关闭，电流表与控制器电连接。

在本发明的一种实施例中，上述漏电检测系统的漏电检测系统还包括控制器，控制器用于控制多晶硅还原炉的开启或关闭，电压表与控制器电连接。

本发明提供的一种多晶硅还原炉，其包括具有空腔的炉体以及上述漏电检测系统，炉体的炉壁通过漏电检测系统的接地线与地面连接。

在本发明的一种实施例中，上述多晶硅还原炉的炉底设置有多对电极，多对电极用于与电源电连接，电极与电源之间设置有用于控制电极通电或断电的开关。

在本发明的一种实施例中，上述多晶硅还原炉的漏电检测系统的接地线上设置有电流表，漏电检测系统还包括控制器，电流表与控制器电连接，控制器与开关电连接。

本发明实施例的有益效果是：

硅棒倒棒与炉壁接触或因随底盘电极绝缘片上沉积的粉尘致接地回路发生接地短路现象时，漏电检测系统检测到接地线上的漏电电流，漏电检测系统的电流微分检测模块进一步检测接地线上的漏电电流的变化率，可以根据接地线上的电流变化率来判断是因倒棒而使硅棒跟还原炉内壁接触造成接地短路现象，或是因还原炉底盘电极绝缘片上随着反应的进行而沉积的粉尘导致接地短路。因为硅棒倒棒与还原炉炉壁接触形成接地回路的过程是瞬时行为，回路中的漏电电流幅值瞬时增大，是一个突变的过程；而炉底电极处绝缘片表面沉积的粉尘或结硅导致接地回路漏电电流幅值缓慢增大，是一个渐变的过程，且随着沉积粉尘致密度的提升，回路电阻缓慢减小，接地线中的漏电电流变化相对较缓。电流微分检测模块可检测出接地线中工频电流幅值变化率，因此，根据电流微分检测模块检测结果可判断出还原炉内接地短路故障类型。从而决定是否停炉处理或继续运行，根据实际情况，减小了因误判断停炉而造成巨大的经济损失。