水轮发电机滑环碳刷打火、过热原因研究及对策及维护浅议

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1、水轮发电机滑环碳刷打火、过热原因研究及对策及维护浅议摘要：本文通过对水轮发电机组滑环碳刷打火、发热事件原因的细致分析，从发电机碳刷技术特性、滑环碳刷打火、过热原因及运行中需重点关注的内容展开分析，对防止发电机滑环碳刷打火、过热保证发电机安全运行提出了具体的应对措滋。关键词：滑环碳刷励磁电流碳刷打火碳刷过热一、定义及简介（总则）碳刷是电动机、发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，碳刷的样子有点像擦铅笔的橡皮条那样，顶上有导线引出，体积有大有小。碳刷作为一种滑动接触件，在许多

2、电气设备中得到广泛的应用。发电机转子碳刷是励磁回路动静接触及能量传递的重要部件。碳刷一般由石墨制成，石墨是非金属导电材料，其电阻系数是铜的400倍，运行过程中产生的高热量及持续滑动摩擦带来的热量及机械损耗使碳刷成为发电机中最容易损坏和维护工作量最大的零件。二、事件及分析1、事件洪一水利发电厂40MW机组，在发电运行过程中常常发生碳刷打火及过热现象，运行检修人员通过对转子滑环上涂抹凡士林后打火及过热现象会短时间得到缓解，但机组运行一段时间后依然会出现碳刷打火、过热现象。2、碳刷打火、过热原因分析针对事件的发生，我厂运行检修人员停机对该机组转子滑环、碳刷、刷架以及刷握进行了彻底检查，检查

3、发现了以下一些主要问题：(1)碳刷磨损程度相差太大；(2)碳刷压簧没有采用统一型号；(3)刷握和集电环间距离不符合规范要求；(4)集电环环表面光滑度较差；(5)集电环不同心。通过对以上问题的发现分析出以下一些主要原因：(1)在机组运行中，虽然使用的是同一型号的碳刷，但由于其压力不同，造成碳刷与滑环间的接触电阻不一，致使同极滑环上不同碳刷间电流不均，部分碳刷电流过大；(2)(V型)压簧对碳刷压紧程度不够使得碳刷不能和集电环充分接触;(3)碳刷型号虽然均为D172,但由于其存在阻值上的差异,同样使同极上碳刷间电流分配不均；(4)集电环不光滑、不同心在与碳刷摩擦时出现摩擦不均匀三、技改处理

4、对策为有效防止类似事故的发生，拟采取下述相应的对策:(1)更换(U)型压簧刷握调整刷握的刷盒与集电环表面距离为3mm；(2)将发电机滑环上的所有压簧全部更换为“U，型压簧；(1)运行中发电机滑环碳刷长度不小于新碳刷的2/3,如发现长度不足，必须立即更换。(2)压簧使用前应检查其压力均匀，卡口卡入刷握内应牢固，无弹出现象，压簧无断裂现象。(3)领用新碳刷时应首先行碳刷阻值测量，并将阻值相同的碳刷分别编号存放。更换碳刷时，必须在同一极滑环上使用同一阻值的碳刷。严禁不同阻值的碳刷在同一极滑环上使用。(4)新碳刷使用前必须配磨，以保证碳刷与滑环表面接触达70%,同时，新碳刷长度应与运行中的碳

5、刷长度基本一致。(5)新碳刷在刷握内应有间隙，且碳刷上下灵活串动无卡涩现象。(6)运行中更换压簧时，应检查压簧接触点牢固，弹片、弹簧正常受压，在压力消失后能完全恢复，压簧卡口应有足够余度，不能太浅。通过采取上述措施，有效地控制了发电机滑环过热、弹簧弹出、压簧断裂等情况的发生，对发电机长期安全稳定运行起到了长期安全稳定运行起到了较好的保障作用。四、基本维护1、安装碳刷时应意的问题实践表明，不论碳刷的质量多么好，如果碳刷安装得不正确，照样不能获得满意的运行效果。从理论上讲，碳刷的弧面应尽可能与滑环的滑动接触面吻合，但大部分成品碳刷所需要的弧形接触面是由运行人员自行研磨的，因此就存在有如何

6、磨弧才能满足需要的问题，碳刷压簧压力的大小是否均匀等一系列问题。下面分别进行讨论:(1)碳刷与刷握间应有一定的间隙。若间隙过小，由于受热膨胀可能导致碳刷在刷握中卡死。碳刷在刷握中卡死或上下浮动不灵活，都会影响碳刷与滑环的接触。但间隙也不能过大，否则碳刷在刷握中容易跳动；(2)碳刷弧面的研磨。碳刷磨损达到一定程度，应及时更换。规程规定更换有效长度小于1/3或有损伤的碳刷。否则可能造成刷辨触磨滑环，造成事故。正常维护中，同一厂家且同一型号的新碳刷可对比。取出的需更换的碳刷进行研磨。此碳刷端部经磨损具有一定的弧度，可在新碳刷上比较此弧面，用砂纸沿弧面进行打磨。打磨成的碳刷放进刷握中，让其与

7、滑环表面滑动打磨一会，取出再用砂纸打磨，直至碳刷弧面与滑环接触面达到约75%即可；(3)碳刷压簧的压力调整。实践表明，碳刷的弹簧压力的大小，对于维护发电机的正常运行是相当重要的。当施加于碳刷上的压力过低时，该力就不能保证使碳刷与滑环始终保持良好接触。这时会因电气损耗的增加而引起碳刷过热和因火花增大而引起烧伤，进而使磨损增大。如果施于碳刷上的压力过高时，机械磨损所产生的热量将会增加，使碳刷的温度升高，引起碳刷的迅速磨损。加在碳刷上的压力应力求均匀，否则将导致