电解槽检修电伤事故分析

事故背景（1）

     电解槽部件之间的绝缘要求很严格，一共设计了12道绝缘，其中，电解槽由4角立柱支撑形成的框架上部平台排烟支管与厂房排烟总管之间的绝缘尤其重要，所以，设计为上部平台排烟支管与厂房排烟总管之间有两节绝缘材料做成的短管，确保万无一失，如下图所示意：

   

     但是，绝缘短管价格昂贵，寿命只有5年，所以，821铝厂于1994年开始以钢管代替绝缘短管，相应地在钢管法兰之间装配绝缘垫，螺栓加绝缘套管、绝缘垫。
 
事故经过（2）

    1 1995年1月16日上午，11#电解槽在大修交付运行两个月之后，右边排烟支管法兰处绝缘失效，电弧烧损；电解槽4角立柱之一与电解槽壳体之间绝缘失效，电弧烧损，决定检修。

    2 检修工在电解槽直流电进出母排（铝材质）之间装上短接片，如上图所示；并且拆开小母线。一般说来，这样就可以进行检修工作了。但是这次不行，排烟支管法兰连接处仍然打火花，立柱与槽壳之间仍然发红。于是，一反常态地实施电解系列停直流电的安全措施。然后拆除右边排烟支管。时至12时开饭时间，于是系列送电，并说定午餐后要再停电，再拆左边排烟支管，再干其它工作。

    3 午餐之后，由于协调不够，未停电，检修人员按照贯例，拆原本绝缘良好的左边排烟支管。由于该处短管是钢管，仅靠支管法兰之间的绝缘垫、绝缘套管起绝缘作用，当检修工用扳手拆卸螺栓时、绝缘性被破坏，法兰处发生电弧烧损，电弧把一名检修人员的工作服烧穿，把肚皮烧伤“深Ⅱ”，实质是被电流熔化并蒸发的金属微粒侵入皮肤引起皮肤金属化。住院治疗一个月。
 
原因分析（3）

    历来的做法都是，在阳极母排与阴极母排之间装配上短接片，就算是电解槽被“切除”出直流电回路（实际上电解槽与短接片是并联，只不过是电解槽电阻极大罢了），就可以放心大胆地拆卸、装配电解槽上部平台与排烟总管之间的支管。为什么这次不行？原因是这样的——

    尽管短接片连接上了，但是由于立柱与槽壳之间的绝缘性失效，加之阴极方钢处因漏过铝液，凝固的铝使方钢与槽壳连通，不绝缘；以及排烟支管与总管之间绝缘性失效，于是，带电母排的直流电通过方钢——槽壳——平台——排烟支管与排烟总管连通。

    电解直流电系统是封闭回路系统，如下图所示意。如果仅仅是母排的一处与排烟总管接通，形不成电流短路回路，还不至于发生电弧烧损等险象。但是，72台电解槽，很难保证没有另一处先已接通；一旦已有，就形成新的直流电短路回路，在新短路处立即发生短路烧损。

   

     而且，“接通”处相距愈远，电位差愈大即相对电压愈高，对人和设备的威胁愈大。比如，每台槽前后电压为4.4V，如果相差30台槽，则相对电压为4.4V×30=132V，足以致人于死命。电解一系列72台槽，1#（首号）与2#（末尾）之间相差71台，相对电压为4.4V×71=312.4V，短路最危险。
 
教训与措施（4）

    1 电解槽平台与排烟支管之间，支管与总管之间的两节绝缘短管至关重要；都改成钢管则很危险，因为钢管法兰之间的绝缘措施功能太脆弱，生产活动稍有不慎就会破坏绝缘性能，如装配失误、震动、粉尘堆积、工器具连接等，都可能导致绝缘破坏。所以，经过多次绝缘失效与险象环生的实践检验证明之后，1997年电解槽集中大修时，一律恢复原设计的两节绝缘短管。之后，再也没有发生过此类险象。

    2 这起事故的直接原因是生产部门管理人员缺乏尊重客观事实、随机应变及时调整思路的素质，盲目指挥，未停电就安排拆卸支管。不过，正是这样才把前述改管错误做法的后果推致了极点，让人们统一认识，促使领导作出决定恢复两节绝缘材料制成的短管。

    （郑敬东）