發(fā)電機(jī)電刷發(fā)熱跳火的解決方法

發(fā)電機(jī)電刷發(fā)熱跳火的解決方法同步發(fā)電機(jī)電刷在運行時一般應(yīng)滿足以下要求：①使用壽命長，同時對換向器和集電環(huán)的磨損??；②電刷的電氣機(jī)械損耗小；③電刷下不出現(xiàn)對電機(jī)有危害的火花；④運行時噪音小。對于在運行中出現(xiàn)集電環(huán)、電刷發(fā)熱過高、跳火嚴(yán)重的故障時，我們必須認(rèn)真觀察，由表及里，綜合分析，按電刷跳火的原因有針對性地采取措施。電刷過熱及跳火的原因分析集電環(huán)、電刷刷握結(jié)構(gòu)型式及電刷壓力結(jié)構(gòu)不合理，電刷與刷握之間的間隙過大，造成發(fā)電機(jī)運行時電刷在刷握內(nèi)晃動，影響接觸的穩(wěn)定。間隙過小，將影響電刷與刷握內(nèi)的自由滑動，有時甚至出現(xiàn)"卡死"狀態(tài)，電刷受力不合理還可能造成電刷與刷壁產(chǎn)生電流通路，而導(dǎo)致電刷附焊現(xiàn)象。電刷的材質(zhì)和型號選擇不合理，過硬或過軟均會對集電環(huán)產(chǎn)生不良影響，而電刷的選型不當(dāng)，會使電刷在運行中磨損異常。電刷壓力調(diào)整不當(dāng)，壓力過大時使電刷與集電環(huán)之間的磨擦力增大，機(jī)械磨損加劇，產(chǎn)生比正常運行時較多的熱量不易散發(fā)，壓力過小時與集電環(huán)接觸不良，易產(chǎn)生火花，嚴(yán)重時燒蝕集電環(huán)而產(chǎn)生麻點，亦將導(dǎo)致集電環(huán)過熱。部分發(fā)電機(jī)集電環(huán)上電刷數(shù)目設(shè)計不合理，數(shù)量偏少，造成電刷單位截面上通過的電流增大，使電刷在運行中實際承受的電流密度超過其允許范圍，使電刷和集電環(huán)過熱跳火。發(fā)電機(jī)組安裝不良，調(diào)整不當(dāng)，使發(fā)電機(jī)中心水平不理想，造成運行時機(jī)組振動，從而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄動超差，使電刷在集電環(huán)運動軌跡不是一個規(guī)則的圓，使電刷與集電環(huán)接觸不理想，實際接觸面積減少，從而使集電環(huán)、電刷溫度升高。不同型號的電刷混用，或誤換了允許電流密度較小的電刷，而導(dǎo)致集電環(huán)、電刷嚴(yán)重發(fā)熱。集電環(huán)上電刷刷盒內(nèi)孔粗糙，集電環(huán)材質(zhì)差，集電環(huán)有徑向偏擺以及隨圓度偏差超限等。電刷表面與集電環(huán)工作面之間有油污和雜物。沒有及時清掃集電環(huán)表面和刷握內(nèi)的碳粉，使散熱條件變差，集電環(huán)與電刷磨損過多，未能及時更換造成電刷壓力不足，產(chǎn)生火花在集電環(huán)上打出麻點更加劇過熱；更換電刷時，一次更換數(shù)量過多，新?lián)Q電刷與集電環(huán)接觸不良，從而使有效接觸面積減小等。部分廠家配套的集電環(huán)上電刷架不牢固，電刷架的機(jī)械強(qiáng)度不夠，使電刷在運行過程中振動加大，與集電環(huán)的有效接觸面積減少。處理方法及預(yù)防措施選取合理的電刷結(jié)構(gòu)和電刷壓力機(jī)構(gòu)，電刷與刷盒之間要配合良好，刷握盒內(nèi)表面應(yīng)當(dāng)光滑平整無毛刺，刷盒內(nèi)孔粗糙度Ra小于2“m電刷在刷盒內(nèi)能自由均勻滑動，無卡阻現(xiàn)象，一般要求電刷尺寸長寬均小于刷握內(nèi)孔0.05?3mm,對于卡刷或附焊，可對電刷進(jìn)行研磨，清理刷握內(nèi)壁使之符合要求，另外應(yīng)注意電刷的編織導(dǎo)線不能與機(jī)殼或其它電刷產(chǎn)生相碰。電刷的材質(zhì)與型號，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)的運行條件來選擇，對電刷型號和材質(zhì)選擇不合理的，要參照表1更換為合適型號的材質(zhì)的電刷。選擇時，可以按電刷的類別、型號、電阻率、硬度、接觸電壓降、磨擦系數(shù)、額定電流密度、最大圓周速度、應(yīng)用范圍等方面進(jìn)行綜合考慮和選擇。電刷的技術(shù)特性及運行條件見表1。若電刷壓緊彈黃的壓力過大或過小，就必須作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對電刷刷握結(jié)構(gòu)的要求是使電刷受到均勻穩(wěn)定壓力，各電刷之間的壓力差不應(yīng)超過其平均值+10%，電機(jī)在運行過程中隨著電刷的磨損，刷握彈簧能自動調(diào)整或維持電刷壓力基本不變。經(jīng)常檢查電刷的工作狀態(tài)和活動情況是保證電刷正常工作的有效措施，可以確定電刷在刷握內(nèi)運行是否自由，有無卡刷和附焊。對于電刷數(shù)量過少的，可校合每只電刷的單位載流量。檢驗計算電刷在運行中實際承受的電流密度是否超過其允許范圍，與允許范圍相比有沒有一定的裕度，然后按需要在集電環(huán)上增加適當(dāng)數(shù)量的電刷。操作時應(yīng)注意正確安裝電刷，保證各電刷之間的刷距應(yīng)相等，電刷與集電環(huán)應(yīng)該接觸良好，正負(fù)電刷數(shù)量應(yīng)相等。對于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄動，要從機(jī)組的中心水平狀況尋找原因。重新調(diào)整機(jī)組的中心和水平狀況，使機(jī)組的中心、水平偏差在允許范圍內(nèi)。一般竄動間隙允許值約為軸徑的2%。發(fā)電機(jī)集電環(huán)正負(fù)環(huán)，一般情況下應(yīng)采用同一型號和同一尺寸的電刷，以使集電環(huán)上并聯(lián)工作的電刷流過的電流基本相同，還應(yīng)注意同一種電刷的質(zhì)量保持均勻。對集電環(huán)上刷握內(nèi)孔粗糙的進(jìn)行修磨，對集電環(huán)質(zhì)量不符合要求的應(yīng)予以更換，對集電環(huán)有徑向偏擺和橢圓超差的要進(jìn)行處理。處理后集電環(huán)工作面偏擺應(yīng)在0.01?0.03mm之間，有徑向跳動不大于0.1%，不圓度小于0.06mm,用百分表測量集電環(huán)外徑橢圓度，偏差在0.03?0.05mm之間。對于電刷與集電環(huán)表面有油圬和雜物的，要清除雜物用干凈布蘸汽油擦凈集電環(huán)表面并消除污染源。加強(qiáng)日常維護(hù)，平時要定期清除集電環(huán)及刷握上的碳粉，電刷磨損至原有高度的1/3時要及時更換，新?lián)Q電刷要注意工作面的形狀，其有效接觸面積不小于電刷截面的75%。每次更換電刷的數(shù)目不宜過多，對更換的電刷要預(yù)先查清牌號、規(guī)格，不可混用，并要研磨好與集電環(huán)接觸的工作面。對于集電環(huán)表面有毛刺，起麻點的，可先用油石細(xì)銼打磨，再用零號拋光砂布清除毛刺和麻點，對集電環(huán)被火花嚴(yán)重灼傷的，如深度超過1mm,損傷面積占總面積20%?30%以上時，可以對集電環(huán)采用精車的辦法解決。精車后用零號砂布包在扁銼上研磨工作面，再用砂布背面緊貼集電環(huán)表面進(jìn)行拋光，最后蘸有少許機(jī)油的舊砂布進(jìn)行精拋光使表面粗糙度Ra在1.6?0.8?m之間。對機(jī)械強(qiáng)度不夠的電刷架進(jìn)行更換，重新選擇新的、合格的電刷架，注意電刷架的機(jī)械強(qiáng)度要滿足發(fā)電機(jī)電刷的運行要求，從而減少電刷在運行中的振動。膽劇的技術(shù)特性赴運行條井電*cjpsnfZffi厝九理曲k9.jN/mm1,亠甲電啣44鯊農(nóng)採爪耗■尢電亂[ii勺/k他4*舊￡S-J］沖0-2511鵡20-25IS-41154.25124420-25tDinDS-T2142&2,勺Q.25煜7*1^20?嗆|$3D■J02-?O.J5FO*61如觸OGY11E2.50,2012ls-iami15-5401S0.20時2D1E⑷T-I3.321.11?磐Ds25151&-?5re-4.1.112Q1?：0.2GI,20-25TS<J,0*120.2D.202D?0I4w23臺IJIASTS-S0,23100.5Q.SO?&2D1^25MJI9J心23IG0.50a2020四注-曲JS95吟51￡<2.00.2S163315^20發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)發(fā)熱原因1、引起碳刷發(fā)熱的因素碳刷發(fā)熱由3部分組成：碳刷自身電阻發(fā)熱，碳刷接觸壓降發(fā)熱和磨擦發(fā)熱。碳刷自身電阻發(fā)熱功率：W1=IxIxR碳刷接觸壓降發(fā)熱功率：W2=IAE磨擦發(fā)熱功率：W3=Fv其中：I——流過碳刷的電流；R——碳刷電阻；AE——接觸壓降；F――碳刷壓緊力；V――碳刷與滑環(huán)的相對運動速度。2、碳刷發(fā)熱的原因：無功過負(fù)荷通過碳刷的電流太大使自身電阻發(fā)熱增加。碳刷使用過程中電阻值逐漸增大碳刷使用過程中電阻值逐漸增大，電阻值的增大使碳刷的電阻發(fā)熱增加。碳刷卡阻碳刷通過電流后發(fā)熱，刷體膨脹，易卡在刷握，這時拉動刷辮感覺很緊；部分碳劇由于振動、刷握不垂直等原因，會在刷握一側(cè)的上沿和另一側(cè)下沿產(chǎn)生明顯卡阻，這幾種形式卡阻，用鉗表仍可測得電流，容易被誤導(dǎo)（刷辮處磁場較強(qiáng)，測量方法不同，鉗表測得數(shù)值誤差大，測量值只作定性分析），碳刷卻已經(jīng)失效，致使其它碳刷分配的電流增加，電阻發(fā)熱增加。碳刷壓力減小非恒壓碳刷，壓緊彈簧后碳刷接觸壓降小，發(fā)熱少，在碳刷磨短后，彈簧壓力明顯減少，壓力小到一定程度，接觸不穩(wěn)定，接觸壓降增大，接觸壓降發(fā)熱明顯增加。碳刷接觸面形成氣膜碳刷在允許最大速度下運行，很容易在碳刷接觸面產(chǎn)生氣膜和跳動，流過碳刷的電流不穩(wěn)定。在滑環(huán)表面開凹槽和磨花碳刷接觸面可破壞氣膜，但開凹槽使碳刷實際的接觸面積減小。接觸壓降發(fā)熱明顯增加?；h(huán)氧化膜的形成滑環(huán)氧化膜太厚，使碳刷接觸電阻大大增加，勵磁電流分流到其它回路電阻小的碳刷上。電流平衡的破壞一般情況下，非恒壓彈簧碳刷新?lián)Q上和壓緊彈簧，碳刷與滑環(huán)接觸面的接觸緊力較大，即接觸壓降小，所有碳刷工況相近，每條碳刷的電流接近相等，刷體的平均溫度較低，碳刷間電流相對穩(wěn)定平衡（稱作強(qiáng)平衡）。運行一段時間后，碳刷的磨損量相近，但出現(xiàn)了氧化膜、氣膜、卡阻等因素，碳刷磨短了或彈簧壓力降低了，碳刷接觸面的接觸緊力減小，碳刷間電流二次再分配，每條碳刷的電流差別增大，處于不穩(wěn)定平衡（稱作弱平衡）。這個階段時間長，逐漸變化，不容易引起警覺。當(dāng)環(huán)境溫度升高或勵磁電流增加時，隨時可造成弱平衡破壞。發(fā)電機(jī)勵磁碳刷滑環(huán)發(fā)熱的分析預(yù)防和應(yīng)急處理分析0前言十里泉發(fā)電廠三十萬千瓦機(jī)組勵磁方式為靜止型三機(jī)勵磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)刷架與導(dǎo)電環(huán)合二為一，每個環(huán)由兩瓣拼成，其材料為鑄硅黃銅。外圓周表面開有螺旋溝，并有沿集電環(huán)圓周均布斜30°的通風(fēng)孔，以防止氣墊現(xiàn)象及加強(qiáng)集電環(huán)本身的冷卻。每個導(dǎo)電環(huán)上分別設(shè)置四排碳刷，以減小集電環(huán)表面的磨損。電刷與集電環(huán)有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，冷空氣由兩個集電環(huán)的外側(cè)進(jìn)入，中間出去，由裝在轉(zhuǎn)子上的兩個并聯(lián)的離心式風(fēng)扇驅(qū)動。進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)均由管道引至廠房外部，有利于降低噪聲和排出碳粉。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定勵磁電壓365V,額定勵磁電流2642A。刷握采用恒壓式，每極碳刷共40塊。碳刷是發(fā)電機(jī)動靜接觸和交換能量的設(shè)備，碳刷運行的好壞，直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)的運行安全，然而實際運行中，碳刷與滑環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象極為普遍，如果不能及時有效地采取措施加以處理，或者處理不得當(dāng)，將會擴(kuò)大故障，造成嚴(yán)重發(fā)熱、滑環(huán)燒壞，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停機(jī)事故；造成不必要的損失。2碳刷和滑環(huán)發(fā)熱的產(chǎn)生發(fā)展過程碳刷正常運行中的溫度一般在50°C?80°C,（溫升40°C左右），碳刷電流分布整體比較平衡,每塊碳刷工作電流在20A?100A。刷握彈簧壓力比較均勻，碳刷活動自如且無振動卡澀現(xiàn)象。碳刷與滑環(huán)運行中產(chǎn)生的熱量由通風(fēng)系統(tǒng)帶走。即發(fā)熱與散熱達(dá)到基本平衡。正常運行狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)荷增加電流增大或個別碳刷工況變差時，溫度會有短時少量增加或者不增加系統(tǒng)能夠維持平衡或達(dá)到新的平衡狀態(tài)。但是如果碳刷變短、接觸電阻和附加電阻變大、刷握彈簧壓力變小、碳刷運行工況變差，當(dāng)工作電流增加，溫度變化時系統(tǒng)的平衡能力降低部分碳刷溫度將升高，從而整個系統(tǒng)溫度升高。有時甚至達(dá)到無法控制狀態(tài)。發(fā)熱時電刷和集電環(huán)溫度高達(dá)100°C以上，最嚴(yán)重時達(dá)到200C?300°C。此時碳刷工作狀態(tài)越來越差，碳刷電流分布很不均勻，少數(shù)碳刷電流達(dá)到300A，而另一些碳刷電流接近于零。大量碳刷出現(xiàn)不正常的跳動或卡澀，并出現(xiàn)大量火花，刷辮燒斷或脫辮；碳刷與滑環(huán)摩擦聲音變得尖銳刺耳。引起碳刷、滑環(huán)發(fā)熱的因素（1） 碳刷發(fā)熱量由4部分組成：碳刷自身電阻發(fā)熱Q1,碳刷接觸壓降發(fā)熱Q2,磨擦發(fā)熱Q3,刷辮與碳刷接觸電阻和散流電阻發(fā)熱Q4。碳刷自身電阻發(fā)熱：Q1=I2?R（其中：I-流過碳刷的電流，R-碳刷電阻）碳刷接觸壓降發(fā)熱：Q2=I?AU（其中：AU-接觸壓降）磨擦發(fā)熱：Q3=F?v（其中：F-碳刷壓緊力，v-碳刷與滑環(huán)的相對運動速度）接觸電阻和散流電阻發(fā)熱：Q4=I2?r（其中:I-流過碳刷的電流,r-接觸電阻和散流電阻等效值）碳刷總體發(fā)熱量為：Q=Q1Q2Q3Q4這四部分在碳刷發(fā)熱總量中所占比例大小,隨著碳刷運行階段及狀況的改變而不斷變化。（2） 滑環(huán)的發(fā)熱由3部分組成：滑環(huán)自身電阻發(fā)熱Q11,碳刷接觸壓降發(fā)熱Q22,碳刷熱傳導(dǎo)熱量Q33滑環(huán)的總體發(fā)熱量為:Q'=Q11Q22Q33在滑環(huán)發(fā)熱總量中，滑環(huán)自身電阻發(fā)熱Q11所占比例甚小，可以互略；所以滑環(huán)的發(fā)熱由碳刷的發(fā)熱量決定,隨著碳刷溫度的整體變化,滑環(huán)溫度隨之將有不同程度的變化。碳刷運行中發(fā)熱的起因分析碳刷電阻值增大碳刷使用過程中電阻值（包括自身電阻、刷辮與碳刷接觸電阻和散流電阻）逐漸增大；滑環(huán)氧化膜太厚，使碳刷接觸電阻大大增加，一方面使碳刷本身發(fā)熱；另一方面使勵磁電流分流到其它回路電阻小的碳刷上。同時使其他碳刷的電阻發(fā)熱增加。碳刷卡阻碳刷通過電流后發(fā)熱，刷體膨脹，易卡在刷握，這時拉動刷辮感覺很緊；部分碳刷由于振動、刷握不垂直等原因，會在刷握一側(cè)的上沿和另一側(cè)下沿產(chǎn)生明顯卡阻，這幾種形式卡阻，用鉗表仍可測得電流，容易被誤導(dǎo)，但碳刷卻已經(jīng)失效，致使其它碳刷分配的電流增加，發(fā)熱增加。碳刷壓力減小雖然為恒壓刷握，但各個彈簧壓力存在差異。用手拉動刷握彈簧，可明顯感覺不同彈簧的壓力差異；而且在碳刷磨短過程中，彈簧壓力也會不同程度減少。壓力小到一定程度，接觸不穩(wěn)定，接觸壓降增大，接觸壓降發(fā)熱明顯增加。同時由于彈簧壓力不足，刷握和碳刷加長增加了碳刷側(cè)面磨擦阻力，碳刷被阻在握內(nèi)。4.4碳刷接觸面形成氣膜碳刷在允許最大速度下運行，很容易在碳刷接觸面產(chǎn)生氣膜和跳動，使流過碳刷的電流不穩(wěn)定。在滑環(huán)表面開凹槽和磨花碳刷接觸面雖然可以破壞氣膜。但卻使碳刷實際的接觸面積減小。4.5電流平衡的破壞一般情況下，碳刷與滑環(huán)接觸面的接觸緊力較大，即接觸壓降小，所有碳刷工況相近，每條碳刷的電流大小接近，刷體的平均溫度較低，碳刷間電流相對穩(wěn)定平衡。運行一段時間后，碳刷的磨損量相近，但出現(xiàn)了氧化膜(氧化膜應(yīng)均勻并有光澤)、氣膜、卡阻等因素，碳刷磨短或彈簧壓力降低，碳刷接觸面的接觸緊力減小，碳刷間電流重新分配，每條碳刷的電流差別增大。這個階段時間長，且逐漸變化，不容易引起警覺。當(dāng)環(huán)境溫度升高或勵磁電流增加時，隨時可引起發(fā)熱，造成平衡破壞。發(fā)熱的處理當(dāng)發(fā)熱處于初期，發(fā)熱溫度不高，如100°C以內(nèi)，此時可以采用調(diào)整部分工作不良的碳刷的方法。如更換磨損較短的以及工作電流很小的碳刷；調(diào)整或更換部分彈性較小刷握的彈簧；處理碳刷卡澀等措施，優(yōu)化電流分配，減少發(fā)熱量。適當(dāng)降低發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷，減少勵磁電流，從而降低碳刷的工作電流，減輕發(fā)熱。(3)出現(xiàn)個別碳刷斷辮或脫辮，可先減小勵磁電流；出現(xiàn)環(huán)火，則大量減小勵磁電流，調(diào)整碳刷電流平衡后再更換碳刷。不可強(qiáng)行更換大量碳刷。(4)清理通風(fēng)口，保持風(fēng)道暢通，增加散熱量。發(fā)熱嚴(yán)重時應(yīng)急處理當(dāng)溫度升高達(dá)到120C以上，采取更換碳刷或調(diào)整刷握的措施已經(jīng)不能降低整體溫度,因為新?lián)Q碳刷與滑環(huán)接觸面積較少且不光滑，加上在這種惡劣工作環(huán)境下，無論分配的電流多少，熱傳導(dǎo)使其溫度短時間很高，因此不能良好工作。另外由于整體溫度較高，所有碳刷、刷握的工作條件很差，溫度短時不但不能降低，而且將可能繼續(xù)升高。此時最重要的措施是找出故障起因，降低工作溫度，改善碳刷、刷握的工作條件。采用拔除故障碳刷的方法如果正常運行中，工作電流和環(huán)境溫度變化不大，而碳刷溫度嚴(yán)重升高，部分碳刷出現(xiàn)振動，這種情況主要可能是因為少量碳刷故障引起（如電阻增大、彈簧壓力減小，、碳刷卡澀、碳刷斷辨等）。此時應(yīng)準(zhǔn)確判斷出引起發(fā)熱的碳刷，將其拔除，消除“害群之馬?！笔蛊渌\行正常的碳刷重新正常工作，進(jìn)入正常平衡狀態(tài)。這種做法的關(guān)鍵是做出準(zhǔn)確判斷，故障碳刷一般表現(xiàn)為振動較大，電流較大，其溫度高于整體溫度。如果不能判斷或判斷不準(zhǔn)確，可以用試驗的方法每隔一段時間依次取出一把碳刷，直至整體溫度出現(xiàn)明顯降低。待系統(tǒng)溫度恢復(fù)正常后，再將所取出碳刷處理良好重新裝上。效果分析碳刷設(shè)計上有很大余度，故拔除少量碳刷不影響正常運行，拔除故障碳刷一方面去除了發(fā)熱嚴(yán)重的碳刷，抵制了溫度進(jìn)一步升高，另一方面消除或降低了產(chǎn)生振動的因素。（3）采用涂抹凡士林的方法用潔凈的軟毛刷蘸取少量的干凈的凡士林，輕輕地涂于滑環(huán)表面；或者取下刷握將凡士林涂于碳刷頂部。涂抹凡士林時切記注意安全，要做到少量多次均勻。在很多次出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱時，碳刷與滑環(huán)溫度升到300°C以上，整體溫度很高，電流分布很不平衡。碳刷有輕微抖動現(xiàn)象。我們在碳刷和滑環(huán)涂抹少量凡士林，經(jīng)過幾分鐘后溫度由300多度迅速降低到80C左右；又過了幾分鐘降到了60C左右，恢復(fù)了正常。由此可見，此種方法是卓有成效值得一試的，尤其是振動為引起發(fā)熱主導(dǎo)因素的機(jī)組，可以有效減輕振動效應(yīng)。通過處理，避免了不必要的停機(jī)事故。功能分析凡士林為油壯物質(zhì)，常用作潤滑劑。具有良好的粘附性、抗水性、拉絲性、低溫性和化學(xué)安定性，用于金屬零件、機(jī)器的防銹和橡胗軟化劑。外觀為淡褐色至深褐色均質(zhì)無塊軟膏，滴熔點為45C-80C，運動粘度（100C）10?30mm2/s。閃點（開口）不低于190C。由其性能特點可見，涂抹凡士林，使碳刷得到很好潤滑，大大降低振動，使接觸部位得到良好接觸，同時滴熔時也吸收了少量熱量；清除了滑環(huán)上部分碳粉和灰塵。改善了碳刷的工作條件。所以可以很快降低整體溫度。正常運行的維護(hù)和注意事項（1）檢查集電環(huán)上的碳刷有無冒火現(xiàn)象，如出現(xiàn)火花，應(yīng)設(shè)法進(jìn)行處理。碳刷發(fā)生火花的原因和消除方法見表1。表1碳刷發(fā)生火花的原因和消除方法出現(xiàn)火花可能的原因和性質(zhì)消除方法碳刷研磨不良，其接觸面積過少重新研磨碳刷碳刷型號不符合規(guī)定，或不同型號碳刷用在同一集電環(huán)上更換制造廠指定的或經(jīng)過試驗合格的碳刷刷架位置不對調(diào)整刷架位置，使其軸線與集電環(huán)的軸線平行刷握與集電環(huán)之間的間隙不符合規(guī)定調(diào)整其間隙使其符合要求（3?4mm）碳刷和引線，引線和端子間連接松動，發(fā)生局部火花擰緊碳刷和引線彈簧發(fā)熱變軟失去彈性，碳刷壓力不均更換彈簧（碳刷在刷握中應(yīng)能自由活動，碳刷壓力應(yīng)為0.015?0.02Mp）碳刷磨損后長度過短更換碳刷碳刷在刷握內(nèi)搖擺或積垢不能在刷握內(nèi)自由活動，火花隨負(fù)荷增加而增大檢查碳刷在刷握內(nèi)能否自由活動，更換搖擺和滯澀的碳刷，清理刷握積灰集電環(huán)磨損不均或表面不平，跳動過大及機(jī)組振動過大引起碳刷振動，火花隨振動而變查明振動原因并消除，在停機(jī)時檢查集電環(huán)的狀態(tài)（2）經(jīng)常檢查碳刷的活動情況。用提刷的方法檢查鑒定碳刷在刷握內(nèi)上下活動是否自由，有無卡刷和碳刷焊附在刷握壁的現(xiàn)象（碳刷與刷握配合的間隙太小會產(chǎn)生卡刷現(xiàn)象；碳刷受力不合理時，會產(chǎn)生碳刷焊附現(xiàn)象，當(dāng)碳刷工作時上下微動，碳刷與刷握壁之間的接觸電阻逐漸降低達(dá)到一定程度時，由于熱和電的作用，碳刷就粘附在刷握壁上而失去了上下活動的能力）。當(dāng)發(fā)生有卡刷和碳刷焊附現(xiàn)象時，應(yīng)立即研磨碳刷和清理刷握內(nèi)壁，使碳刷恢復(fù)上下自由活動能力。（3）經(jīng)常檢查刷辮是否完好，碳刷是否有脫辮現(xiàn)象，導(dǎo)線是否氧化及是否有燒斷股線現(xiàn)象等。接觸是否良好，有無過熱現(xiàn)象，如出現(xiàn)發(fā)黑或燒傷等現(xiàn)象，則應(yīng)該更換碳刷。（4）檢查有無碳刷顫振的情形。集電環(huán)磨損不均，碳刷松弛，機(jī)組振動等原因都將會引起碳刷顫振，此時必須將其從刷握中拔出檢查是否有損壞情形，查明顫振原因并消除。為有效減小振動，刷握最低點距離滑環(huán)3?4毫米，既保證足夠間隙余度，又可以減小振動現(xiàn)象。（5）檢查刷握和刷架上有無積垢，定期用刷子掃除或吹風(fēng)機(jī)吹凈；每次停機(jī)時，應(yīng)清除集電環(huán)通風(fēng)溝、孔內(nèi)的碳塵物，以免影響散熱及通風(fēng)效果。（6）控制碳刷電流分配和溫度變化。配備直流鉗形電流表和遠(yuǎn)紅外測溫儀，定期測量和掌握集電環(huán)表面無過熱現(xiàn)象，其溫度應(yīng)不高于120°C；每個碳刷電流控制在20~100A，刷體溫度控制在不大于80C，及時消除電流不平衡、氣膜、氧化膜、卡阻等因素，保證碳刷在良好平衡狀態(tài)工作。（7）檢查碳刷的磨損程度。刷塊邊緣是否存在剝落現(xiàn)象，如果碳刷磨損嚴(yán)重或刷塊有剝落現(xiàn)象，就必須更換。正常運行中，一般碳刷磨損掉1／3，或碳刷在刷握內(nèi)有搖擺的情形，應(yīng)及時更換，消除碳刷太短、電阻值變大、卡阻、階梯形四面體等現(xiàn)象。碳刷更換當(dāng)運行中的電刷磨損到其頂部僅高出刷握頂部約3mm時，應(yīng)更換新的電刷；更換碳刷應(yīng)在機(jī)組啟動前進(jìn)行，如機(jī)組在運行中，更換時應(yīng)視情況適當(dāng)降低無功；一般情況下，在同一時間內(nèi)，每個刷架上最多更換1/5的碳刷，且新舊型號必須一致，不同型號的碳刷不能用到同一個集電環(huán)上；更換碳刷應(yīng)由有經(jīng)驗的人員執(zhí)行。工作人員應(yīng)站在絕緣墊上，不得接觸兩極或一手接觸碳刷一手接地。碳刷使用前要進(jìn)行適形研磨（磨?。?，然后才允許投入使用，磨弧專用工具按集電環(huán)、碳刷架裝置仿制。新更換的碳刷要保證有一定電流，達(dá)到良好工作狀態(tài)。9結(jié)論發(fā)電機(jī)勵磁碳刷滑環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象運行中時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)的安全運行。因此，對集電環(huán)和碳刷的監(jiān)視、維護(hù)并及時處理其發(fā)生的故障和損傷，是保證發(fā)電機(jī)長期穩(wěn)定運行的重要工作之一。運行中觀察是否有火花及火花的大小，集電環(huán)和碳刷裝置的溫升及噪聲。開機(jī)時，應(yīng)檢查構(gòu)成滑動接觸的各個部件的工作是否正常，氧化膜是否過厚或過薄，集電環(huán)的表面狀態(tài)是否良好，通風(fēng)溝是否堵塞，碳刷鏡面是否光亮，碳刷體在刷握內(nèi)上下滑動是否靈活，彈簧壓力是否均勻。出現(xiàn)發(fā)熱時，必須采取及時有效措施，控制發(fā)熱、降低發(fā)熱。因為發(fā)熱作用時間越長，對碳刷和滑環(huán)損壞越嚴(yán)重，恢復(fù)正常難度也就越大。當(dāng)發(fā)熱嚴(yán)重時，應(yīng)查明原因，采取必要適當(dāng)措施，避免事故發(fā)生和擴(kuò)大。本文所提出的兩種應(yīng)急處理方法，是經(jīng)過實踐證實卓有成效的，希望有一定的借鑒作用。避免發(fā)熱關(guān)鍵還是預(yù)防為主，首先選擇質(zhì)量合格的刷握和碳刷，運行中做好維護(hù)，配備遠(yuǎn)紅外測溫儀經(jīng)常測量，掌握溫度的變化情況，配備直流鉗形電流表，定期測量各個碳刷工作電流，盡量調(diào)整各個碳刷電流基本平衡；出現(xiàn)發(fā)熱及時處理。保持碳刷工作狀態(tài)良好。發(fā)電機(jī)勵磁碳刷事故分析和對策（摘要〕分析了沙角A電廠200MW汽輪發(fā)電機(jī)碳刷燒損事故的原因，介紹了改進(jìn)碳刷維護(hù)管理的措施?！碴P(guān)鍵詞〕碳刷事故；發(fā)熱；電流平衡；措施沙角A電廠1，2號機(jī)曾因勵磁碳刷環(huán)火造成2次停機(jī)事故。機(jī)組容量200MW，發(fā)電機(jī)的勵磁形式為它勵，額定勵磁電流1765A，勵磁碳刷采用非恒壓形式，主勵每極32條碳刷，碳刷型號為D172HT-25x32x65,2000年6月2號機(jī)組大修增容改造時，勵磁碳刷改為恒壓形式，每極30條碳刷，碳刷形號為D172HT-25x32x100。D172碳刷主要參數(shù)見表1。1事故經(jīng)過（1）2001-06-29T08:00交接班檢查1號機(jī)組碳刷無火花機(jī)，14:45檢查發(fā)現(xiàn)主勵磁機(jī)負(fù)極滑環(huán)碳刷環(huán)火，減負(fù)荷和減勵磁電流、調(diào)整處理無效，碳刷刷辮相繼發(fā)紅燒斷，并伴有弧光，14:55，值長令解列停機(jī)，事故過程約lOmin,結(jié)果造成20個碳刷刷辮燒斷,4個刷握孔熔化。當(dāng)時機(jī)房內(nèi)溫度35?40°C,有功負(fù)荷200MW,無功負(fù)荷90Mvar，勵磁電流165OA。⑵2001-09-18，機(jī)房內(nèi)溫度35?40C,2號機(jī)組有功負(fù)荷210MW，無功負(fù)荷87Mvar，勵磁電流1550A,班中檢查發(fā)現(xiàn)勵磁負(fù)極的其中一條碳刷斷辮,滑環(huán)碳刷火花大,取出該組（3條）碳刷更換,滑環(huán)環(huán)火,并發(fā)現(xiàn)其它碳刷相繼發(fā)紅斷辮，減勵磁電流，有功減至140MW調(diào)整處理無效，解列停機(jī)。整個過程約15min,結(jié)果造成10只碳刷刷辮燒斷，部分采集電環(huán)及銷釘固定孔燒化，“V”架部分銷釘燒斷。2引起碳刷發(fā)熱的因素碳刷發(fā)熱由3部分組成：碳刷自身電阻發(fā)熱，碳刷接觸壓降發(fā)熱和磨擦發(fā)熱。碳刷自身電阻發(fā)熱功率：W1=I2R 碳刷接觸壓降發(fā)熱功率：W2=IAE 磨擦發(fā)熱功率：W3=Fv其中：I—流過碳刷的電流； R-碳刷電阻； 接觸壓降； F-碳刷壓緊力； v-碳刷與滑環(huán)的相對運動速度。3碳刷發(fā)熱的原因3.1碳刷使用過程中電阻值逐漸增大 將購買的500條D172HT-25x32x100碳刷，用電橋法測量其電阻值為0.0012?0.0020劍□繾璺稚（12）圓淮螅灰徊糠痔妓（16）?號機(jī)組使用一段時間后更換下來，測得電阻值為0.0012?0.01劍□床糠痔妓5?牡繾柙齟罅耍?號機(jī)碳刷事故停機(jī)后，拆下的碳刷測得電阻值為0.0012?0.3劍口繾璺稚2院艽?？诶`枰泊罅誦磯?！趵`柚檔腦齟笫固妓5?牡繾璺⑷仍黽??？3.2碳刷卡阻碳刷通過電流后發(fā)熱，刷體膨脹，易卡在刷握，這時拉動刷辮感覺很緊；部分碳刷由于振動、刷握不垂直等原因，會在刷握一側(cè)的上沿和另一側(cè)下沿產(chǎn)生明顯卡阻，這幾種形式卡阻，用鉗表仍可測得電流，容易被誤導(dǎo)（刷辮處磁場較強(qiáng)，測量方法不同，鉗表測得數(shù)值誤差大，測量值只作定性分析），碳刷卻已經(jīng)失效，致使其它碳刷分配的電流增加，電阻發(fā)熱增加。3.3碳刷壓力減小非恒壓碳刷，壓緊彈簧后碳刷接觸壓降小，發(fā)熱少，在碳刷磨短后，彈簧壓力明顯減少，壓力小到一定程度，接觸不穩(wěn)定，接觸壓降增大，接觸壓降發(fā)熱明顯增加。3.4碳刷接觸面形成氣膜D172碳刷最大圓周速度為70m/s,發(fā)電機(jī)勵磁滑環(huán)直徑為445mm,折算后滑環(huán)表面園周速度為69.9m/s,碳刷在允許最大速度下運行，很容易在碳刷接觸面產(chǎn)生氣膜和跳動，流過碳刷的電流不穩(wěn)定。在滑環(huán)表面開凹槽和磨花碳刷接觸面可破壞氣膜。但開凹槽使碳刷實際的接觸面積減小。3.5滑環(huán)氧化膜的形成滑環(huán)氧化膜太厚，使碳刷接觸電阻大大增加，勵磁電流分流到其它回路電阻小的碳刷上。3.6電流平衡的破壞一般情況下，非恒壓彈簧碳刷新?lián)Q上和壓緊彈簧，碳刷與滑環(huán)接觸面的接觸緊力較大，即接觸壓降小，所有32條碳刷工況相近，每條碳刷的電流接近相等，刷體的平均溫度較低，碳刷間電流相對穩(wěn)定平衡（稱作強(qiáng)平衡）。運行一段時間后，碳刷的磨損量相近，但出現(xiàn)了氧化膜、氣膜、卡阻等因素，碳刷磨短了或彈簧壓力降低了，碳刷接觸面的接觸緊力減小，碳刷間電流二次再分配，每條碳刷的電流差別增大，處于不穩(wěn)定平衡（稱作弱平衡）。這個階段時間長，逐漸變化，不容易引起警覺。當(dāng)環(huán)境溫度升高或勵磁電流增加時，隨時可造成弱平衡破壞。碳刷事故原因滑環(huán)表面形成了一定厚度的氧化膜，增大了碳刷的接觸壓降，加上個別碳刷卡阻失效，碳刷處于弱平衡狀態(tài)，事故時室內(nèi)氣溫高，機(jī)組負(fù)荷加滿，勵磁電流增加，碳刷間弱平衡破壞，個別碳刷電流迅速增大，嚴(yán)重過熱，刷體發(fā)紅膨脹卡死，大電流轉(zhuǎn)移到其它碳刷，并相繼出現(xiàn)膨脹卡死，滑環(huán)環(huán)火惡性發(fā)展，使得短時間內(nèi)大量碳刷刷辮燒斷。關(guān)于2號恒壓勵磁碳刷事故2000年6月，2號機(jī)組大修時將刷架改為恒壓勵磁刷架，主勵磁機(jī)每極碳刷由10組“V”架組成，每個“V”架裝3條碳刷，“V”架與集電環(huán)靠一根銷釘轉(zhuǎn)動90?？ń樱癡”架兩側(cè)面與集電環(huán)面接觸通過電流。5.1“V”架銷釘磨蝕 “V”架銷釘磨蝕有2種，一種是電流流經(jīng)銷釘產(chǎn)生腐蝕，另一種是銷釘與“V”套徑向線接觸，“V”架與“V”套接觸緊力使銷釘產(chǎn)生應(yīng)力磨損。5.2“V”架與集電環(huán)接觸不好 “V”架與集電環(huán)“V”套配合差，雖然裝配要求接觸面大于80,實際上達(dá)不到要求，“V”架裝上后前后左右可晃動，造成“V”架兩側(cè)面很多燒傷弧坑。5.3彈簧壓力不足恒壓彈簧壓力不足，用手拉動勵磁彈簧，可明顯感覺不同彈簧的壓力差異，且彈力比其它機(jī)組非恒壓彈簧小很多，由于彈簧壓力不足，刷握和碳刷加長增加了碳刷側(cè)面磨擦阻力，碳刷被阻在握內(nèi)。上述缺陷增加了2號機(jī)碳刷事故的幾率，而2號機(jī)事故當(dāng)時取出1組碳刷更換則加劇了碳刷弱平衡的破壞。改進(jìn)維護(hù)處理措施將消除碳刷火花的被動管理形式改為控制碳刷電流分配和溫度的主動管理形式。在生產(chǎn)現(xiàn)場配備直流鉗表和測溫表，每班測量和掌握每個碳刷電流和溫度，碳刷電流控制在10?90A，刷體溫度控制在不大于80°C，及時消除電流不平衡、氣膜、氧化膜、卡阻等因素，保證碳刷在強(qiáng)平衡狀態(tài)工作。有條件時，專人負(fù)責(zé)碳刷的維護(hù)更換工作跟蹤，效果會更好。出現(xiàn)個別碳刷斷辮，可先減小勵磁電流；出現(xiàn)環(huán)火，則大量減小勵磁電流，調(diào)整碳刷電流平衡后再換碳刷。規(guī)定碳刷磨損掉1/3，必須更換，每月更換碳刷不少于20條，月更換量達(dá)到30，消除碳刷太短、電阻值變大、卡阻、階梯形四面體等現(xiàn)象。(4)在“V”架導(dǎo)電兩側(cè)面涂導(dǎo)電脂，消除緊力不足引起的導(dǎo)電不良。定期檢查“V”架銷釘和緊力，定期檢查彈簧壓力。7結(jié)論采取上述措施以后，3臺機(jī)組勵磁碳刷實現(xiàn)了無火花、刷辮無變色、無斷辮運行，先后及時消除了個別碳刷小電流(卡阻)以及3號主勵磁碳刷正極一周8只碳刷無電流(機(jī)端蓋滲油引起)問題。從一段時間的運行情況看，不論是變壓彈簧還是恒壓彈簧，碳刷維護(hù)管理從控制碳刷無火花改為碳刷狀態(tài)平衡控制，較好地實現(xiàn)了強(qiáng)平衡狀態(tài)運行目的，避免了人為因素的影響。2號機(jī)由于設(shè)備先天不足，雖然個別碳刷小電流現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，電流平衡問題仍得到較好控制。淺析發(fā)電機(jī)碳刷運動中存在的問題及維護(hù)文章內(nèi)容：淺析發(fā)電機(jī)碳刷運行中存在的問題及維護(hù)-射陽港發(fā)電廠(射陽224346)史松梅--'-?發(fā)電機(jī)碳刷是發(fā)電機(jī)勵磁回路的重要組成部分,運行中一旦發(fā)生異常,將嚴(yán)重威及發(fā)電機(jī)的安全運行.發(fā)電廠因碳刷維護(hù)方法不當(dāng)或維護(hù)不到位造成失磁,從而導(dǎo)致被迫停機(jī)的現(xiàn)象也時有發(fā)生,因此發(fā)電機(jī)碳刷維護(hù)工作顯得尤其重要.1我廠發(fā)電機(jī)碳刷運行中暴露的問題()發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷多次出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱,部分碳刷銅辮子因嚴(yán)重發(fā)熱甚至【起斷裂;(2)運行人員因維護(hù)發(fā)電機(jī)主勵轉(zhuǎn)子碳刷不當(dāng)而引起發(fā)電機(jī)失磁;(3)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子部分碳刷出現(xiàn)振動,跳躍現(xiàn)象.2問題的分析及處理21碳刷嚴(yán)重發(fā)熱用直流鉗形電流表現(xiàn)場測量,發(fā)現(xiàn)碳刷電流分布很不均勻,每臺機(jī)均有/3左右的碳刷電流為零,1/3左右的碳刷電流較低,/3左右的碳刷負(fù)荷電流較高,最高的碳刷電流近30.經(jīng)分析原因為:碳刷發(fā)熱膨脹后在刷框內(nèi)有受卡現(xiàn)象,造成碳刷與滑環(huán)接觸不良;混用了不同型號的碳刷及不同牌號的卡簧.對發(fā)電機(jī)進(jìn)出風(fēng)風(fēng)道進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)進(jìn)出風(fēng)風(fēng)道風(fēng)溫幾乎相同,檢查進(jìn)風(fēng)口風(fēng)溫正常,判斷原因為:出風(fēng)濾網(wǎng)堵塞引起碳刷發(fā)熱.針對以上問題采取以下措施進(jìn)行處理:(1)每班接班后,利用直流鉗形電流表對碳刷電流進(jìn)行檢查,調(diào)整.125發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定電流為1635,每極共40只碳刷,額定負(fù)荷下每只碳刷平均承擔(dān)負(fù)荷電流應(yīng)為41左右，要求維護(hù)時將每只碳刷的電流調(diào)整為2?8之問;(2)維護(hù)碳刷時應(yīng)根據(jù)刷框的大小對碳刷進(jìn)行通當(dāng)?shù)难心?以碳刷在刷框內(nèi)能上下自由活動為宜-0,].)(3)運行人員維護(hù)碳刷時:對火花較大的碳刷，應(yīng)視為其承擔(dān)勵磁電流較大;對碳刷銅辮子外面護(hù)套手摸感覺徽熱的碳刷，應(yīng)視為其分布勵磁電流接近平均值;對碳刷銅辮子外面護(hù)套手摸幾乎沒有溫度的碳刷，應(yīng)視為其與滑環(huán)接觸不良，發(fā)電機(jī)碳刷維護(hù)時應(yīng)優(yōu)先維護(hù);(4)將碳刷，卡簧更換為同一型號的碳刷，卡簧;(5)采取碳刷維護(hù)承包制度(每日早班對碳刷進(jìn)行調(diào)整，清灰工作，承包班組主要針對短碳刷進(jìn)行維護(hù)，班組之間每月輪換一次.每月日交接);(6)利用發(fā)電機(jī)調(diào)停，對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷出風(fēng)濾網(wǎng)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，由于網(wǎng)眼過細(xì)，出風(fēng)濾網(wǎng)幾乎被完全堵塞，因此將出風(fēng)濾網(wǎng)由細(xì)網(wǎng)改為粗網(wǎng).經(jīng)以上處理以后，運行正常.2.2發(fā)電機(jī)失磁某年某月，運行人員維護(hù)號發(fā)電機(jī)主勵轉(zhuǎn)子碳刷時發(fā)生失磁現(xiàn)象.根據(jù)運行人員反映，換碳刷前1號機(jī)主勵轉(zhuǎn)于碳刷東側(cè)中間1只碳刷火花較大，其它兩只無火花(主勵轉(zhuǎn)于東西兩側(cè)各3只碳刷)，更換中問1只碳刷時，上面1只碳刷火花突然變大，下面只碳刷仍然無火花.用直流鉗形電流表對主勵轉(zhuǎn)子?xùn)|側(cè)3只碳刷進(jìn)行測量，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)1號機(jī)主勵轉(zhuǎn)子?xùn)|側(cè)上面1只碳刷在刷框內(nèi)有受卡現(xiàn)象，下面只碳刷未見異常但無電流.初步判斷為號機(jī)主勵轉(zhuǎn)子?xùn)|側(cè)