在系列电流基本恒定的情况下，电解槽的电压高低直接决定着电解槽的能量收入，因而也就直接影响到电解槽的能量平衡。改变电解槽的电压的最主要手段是调节电解槽的极距来改变电解质的电压降。可见，维持电解槽的“电流通道”中各个部分的电压降有一个合理的、稳定的分布（即维持一个理想的电压平衡）既对维持电解槽的能量平衡有重要意义，又对维持合适的极距有决定性的作用。 3.11.1 电压平衡的相关概念与计算方法
（1）槽工作电压与槽平均电压的定义
关于电解槽的电压，有两个重要的定义，一个称为槽工作电压（简称槽电压）；另一个称为槽平均电压。槽电压是指电解槽的进电端与出电端之间的电压降（注：对于相邻的电解槽，上台槽的进电端就是下台槽的出电端）。平均电压一般指日平均电压，它是在槽电压的日平均值的基础上再增加两项：一是槽外母线（主要是从整流车间到电解车间的连接母线，和穿越电解车间过道的连接母线）上的电压降（日平均值）；二是阳极效应的分摊电压（日分摊），这种关系可用下式表达： V平=V槽+ V外母+ V效 （3-30）
其中：V平代表平均电压；V槽代表槽电压（日平均值）；V外母代表外母线电压降（日平均值）；V效代表阳极效应分摊电压，它由下式计算：
V效=k(V效应-V槽)效应 /（2460） （3-31）
其中，V效应为当日内效应发生时段内的平均效应电压；V槽依然代表槽电压（日平均值）；效应代表当日所发生的阳极效应的总持续时间（分钟）；k代表阳极效应系数。需指出，生产中在制作日报时，一般不考虑阳极效应系数，即取消上式中的系数k，这意味着当日发生的阳极效应所增加的电压全部分摊在当日，若当日无阳极效应，则当日无效应分摊电压为零。但在进行电压平衡测试时，一般要考虑阳极效应系数，并且采用较长的时段（如一个月）来计算效应分摊电压。
槽电压一般分为四个组成部分：极间电压降（V效极间），阳极电压降（V阳）、阴极电压降（V阴）及槽母线电压降（V槽母），即： V槽=V极间+V阳+ V阴+v槽机V外母 （3-32 ）
（2）极间电压降
极间电压降（V极间）又可分为反电动势（E反）和电解质电压降（V质）两个组成部分，E反提供电解反应（电化学反应）所需的能量，它又可划分为理论分解电压和过电压两大部分。细分起来，过电压还可分为阳极电化学过电压、阳极浓差过电压、阴极浓差过电压三个主要组成部分，这里不详细讨论。
工业生产槽上测定反电动势很困难，因此一般取经验值1.60～1.65V，其中分解电压约为1.15V，过电压约为0.5V。
电解质电压降的测量常采用“电压－极距”法。测量时，先分两次上升阳极10mm，分别记录槽电压、电流值，然后分两次将阳极下降回原位，分别记录槽电压和电流值，由此计算出每毫米极距压降变化值，同时在不同位置（不同阳极炭块下）测量极距值，然后采用算术平均方法分别计算极距平均值和每1mm极距压降平均值，最后计算电解质电压降：ΔU电解质=单位长度平均压降×平均极距。
（3）阳极电压降
阳极压降由卡具压降、导杆压降、爆炸焊压降、钢爪压降、铁炭压降、炭块压降构成。由于电解槽由若干组阳极构成（如240kA预焙槽有 组阳极），总的阳极电压降需根据各组阳极的电压降按电流分配系数法计算，计算公式如下：
（3-33）
其中，n代表阳极的组数，ΔUi为第i组阳极的电压测量值，Ki为电流分配系数，它代表通过第i组阳极的电流的大小，计算公式为：。其中，ΔUi等距为采用等距压降测量法测得的等距电压降。
同样地，阳极各部分的电压降按如下方式计算：
● 卡具压降：
● 导杆压降：
● 爆炸焊压降：
● 钢爪压降：
● 铁炭压降： ， m：为实际测点数（如果每组阳极测3点，则m=3n）。
● 炭块压降：, m：为实际测点数（如果每组阳极有两块炭块，并且都测量，则m=2n）。
（4）阴极电压降（槽底压降）
铝电解阴极电压降常称为槽底压降，它指从阴极炭块表面到阴极钢棒出口处（即钢棒与软带的连接处的电压降，因此它包括了阴极炭块压降、铁炭压降、导杆（钢棒）压降以及由于槽底沉淀与结壳引起的电压降。由于生产中无法分项测试，故只进行总的阴极电压降测试。测定式，一般在多个位置测量，然后取平均，即： ， 其中n为测点数。
（5）槽母线电压降
槽母线电压降包括发生在下列各个部位的电压降：阴极软带、阴极母线、母线焊接、阳极压接、横梁母线、阳极软母线及阳极母线。
为了准确计算母线系统的压降，分析各部分局部压降变化情况，母线系统一般分几个部分进行测量，各部分当量压降按功率法求之：
（3-34）
其中，I系列代表系列电流；ΔUi、Ri分别代表第i部分的电压降和电阻；n代表母线系统分成n个部分进行测定和计算。对于不能确定其电阻值（Ri）的部分，如压接口等，先依据与其串联母线的电压值和电阻值求得电流值（Ii），然后再依据电流值（Ii）及电压测量值（ΔUi）求其当量压降：
（3-35）
采用上式计算相对来说比由接口压降直接求算术平均值更为合理。
（6）铝电解槽的阴极、阳极及斜立母线电流分布
电解槽的电压平衡测试与分析常常包括阴极、阳极及斜立母线的电流分布的测试与分析。
① 阴极电流分布
阴极电流分布根据各阴极软带压降的测量值，按下式计算得出：
（3-36）
（3-37）
式中，ΔUi为电压测量值，Ri为软带电阻值，由软带长度Li、断面积Si及电阻率（与温度有关）计算得到，ti为软带温度值。
② 阳极电流分布由测量每根阳极导杆的等距离压降求得，其计算式为：
（3-38）
式中，ΔUi等距为电压测量值，Ri导杆为阳极导杆电阻值，由阳极导杆长度Li、断面积Si及电阻率（与温度有关）计算得到，计算公式与阴极电流分布中的计算公式（3-37）相同。
③ 斜立母线电流分布
现代大型预焙槽都采用了大面多点进电母线配置方式，如240kA大型槽采用大面四点进电，因此电压平衡测试中往往包括斜立母线进电电流分配关系的测试与分析。通过测量斜立母线的等距压降等数据，按下式计算斜立母线的电流分布：
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