郭藝丹

【摘 要】本文對發(fā)電機轉子碳刷打火的原因進行了充分的分析，并制定了詳細實用的處理措施，對有刷發(fā)電機的安穩(wěn)運行起到了較大的作用。

【關鍵詞】碳刷；打火；原因分析；預防措施

發(fā)電機轉子及勵磁機的碳刷在運行過程中極易出現打火現象。輕者造成碳刷發(fā)熱，嚴重時造成刷握燒毀、刷辨燒斷，甚至灼傷轉子表面，轉子表面被灼傷后又使碳刷打火加劇，形成惡性循環(huán)。某公司熱電廠開工后，2#有刷發(fā)電機曾發(fā)生過勵磁機嚴重打火被迫停機的事故。經檢查發(fā)現：刷架及刷握被燒熔、變形，只得重新加工更換。

發(fā)電機勵磁碳刷頻繁出現打火在各個電廠的運行生產中是常見的現象，也是令人頭疼的老問題，嚴重干擾了發(fā)電機正常運行。因此，找出引起碳刷打火的主要原因，并采取相應的措施，是維護發(fā)電機安穩(wěn)長優(yōu)運行的有力保障。

1 碳刷的結構及工作原理

碳刷呈長方體，一端帶有銅絲制成的刷辨。發(fā)電機運行時，碳刷安裝在刷架的刷握內，可上下移動，碳刷上部用彈簧壓緊，底部緊貼轉子的滑環(huán)表面，刷辨用螺絲與刷架連接。每個刷架安裝兩組碳刷，每組兩個。每極安裝兩個刷架，固定在機殼上，通過電纜接受勵磁電流。

碳刷的主要成分是石墨，石墨有很良好的導電、導熱及潤滑性能，發(fā)電機組在運行時，轉子是旋轉的，碳刷在壓簧的作用下始終與滑環(huán)緊密接觸。勵磁電流通過碳刷與滑環(huán)的接觸導入發(fā)電機轉子線圈，為發(fā)電機提供勵磁，因此稱有刷勵磁。

2 碳刷打火的原因分析

發(fā)電機在運行時，碳刷內有很大電流通過，若碳刷與轉動的滑環(huán)表面接觸不良，就會產生電阻，引起打火。

某公司熱電廠2#發(fā)電機開始運行時，碳刷工作情況良好。由于正常磨損，碳刷被陸續(xù)更換，開始出現打火現象，將碳刷反復更換后仍無法消除。2#機停機后，對碳刷和滑環(huán)進行了認真的檢查。發(fā)現滑環(huán)表面出現凹槽并有灼傷痕跡，碳刷有損傷，個別壓簧彈性減弱，碳刷型號與開始使用的不同，硬度和尺寸偏大。為了找出打火的原因消除打火現象，對滑環(huán)表面進行了處理，并向廠家定購了一批型號適和的碳刷更換。開機后打火現象明顯減少。通過對不同型號碳刷的試驗和現象的分析，認為造成碳刷與滑環(huán)接觸不良主要有以下原因：

2.1 碳刷型號選擇不當

不同型號的碳刷，其大小、材質、硬度不盡相同。過硬的碳刷會損傷滑環(huán)，與滑環(huán)接觸時易產生跳動，從而引起接觸不良造成打火；碳刷太軟，磨損過快，增加耗損。碳刷過大，在刷握內不能自由移動，產生阻滯，不能與滑環(huán)良好接觸，過小，碳刷在刷握內晃動，引起接觸不良。

2.2 碳刷研磨質量差

碳刷在使用之前，應進行研磨，使碳刷底部磨出弧度，碳刷的寬窄、厚度也應與刷握相匹配。當碳刷的研磨質量不好，就會使碳刷在刷握內形成卡澀現象，影響碳刷的自由移動，造成碳刷與滑環(huán)接觸不良，從而產生打火。

2.3 刷架與刷握調整不當

刷架應與滑環(huán)表面平行，刷握與滑環(huán)垂直且距離保持4mm。刷握應無變形，內壁應光滑，碳刷在刷握內無阻礙。若調整不好，會造成碳刷與滑環(huán)之間接觸不良，引起打火。

2.4 壓簧調整不當

調整壓簧壓力，不能過于松動或過緊。過松碳刷與滑環(huán)接觸不好，過緊則影響碳刷在刷握內的自由移動，增加了與滑環(huán)的摩擦，引起過熱，使滑環(huán)表面氧化，電阻增大，引起打火，打火進一步增高溫度，加快了氧化速度，形成惡性循環(huán)。嚴重時甚至將刷辨燒斷、刷握燒熔。另外，壓力過大，碳刷沒有緩沖，極易振碎。

2.5 機組振動過大

發(fā)電機轉子滑環(huán)表面振動直接影響碳刷與滑環(huán)接觸，使滑環(huán)表面產生毛刺。振動會使滑環(huán)與碳刷接觸不良而發(fā)生打火現象，振動也會造成碳刷和壓簧損壞。以2#機為例，3瓦明顯比4瓦振動大，位于3瓦上的碳刷打火現象頻繁產生，而4瓦上的碳刷則基本沒有打火現象，由此可見，振動是產生打火現象的主要原因之一。

2.6 運行維護不當

發(fā)現碳刷輕微打火時，應加強巡檢，及時調整或更換過短和接觸不好的碳刷。調整更換時，應嚴格按照操作規(guī)程進行，如果處理不當，將會造成大面積的火花，甚至環(huán)火。

2.7 各種因素組合影響

從以上可以得出：碳刷打火現象是由多種因素造成的，個個因素之間彼此影響，共同作用，從而造成打火現象。

3 預防措施

在有刷勵磁發(fā)電機組中，碳刷打火現象非常普遍，給發(fā)電機維護保養(yǎng)帶來了很大的困難，也嚴重影響著安全生產，通過以上原因分析，為預防碳刷產生打火現象，應采取以下具體措施：

3.1 嚴格選擇與發(fā)電機匹配的碳刷

根據發(fā)電機及碳刷的技術資料，嚴格選用適當規(guī)格的碳刷，確保碳刷的材料、質地、規(guī)格與發(fā)電機相匹配。

3.2 把好碳刷研磨關

碳刷安裝使用前，要精心研磨，務必做到每個面都仔細研磨，使碳刷在刷握內能自由移動，無卡澀現象，尤其是與滑環(huán)的接觸面要磨出相應的弧度。

3.3 認真調整刷架與刷握的間距

每次開機前，對2#發(fā)電機的刷架及刷握進行認真的檢查和調整，確保刷握內壁光滑，碳刷在刷握內無阻礙，刷握與滑環(huán)垂直并且保持間距為4mm，針對變形刷握應及時更換。

3.4 檢測電流和溫度

定期用鉗型電流表測量各碳刷的電流分擔是否均勻，每塊碳刷工作電流為20A～100A。用紅外線測溫儀測量碳刷有無過熱現象，碳刷正常運行溫度一般為50～80℃，如有異常應及時更換。

3.5 精心維護

發(fā)電機在運行過程中，要精心維護，排除振動現象，掌握碳刷的磨損情況，調整壓簧的壓力要均勻，及時更換廢舊碳刷；發(fā)現碳刷打火現象及時處理，避免事態(tài)進一步發(fā)展，造成發(fā)電機停運。

4 結論

發(fā)電機勵磁碳刷打火問題，是檢修和維護過程中的薄弱環(huán)節(jié)，必須采取措施防止或消除發(fā)電機碳刷打火現象。通過采取以上措施，經過一段時間的觀察和試驗，基本消除了2#發(fā)電機運行過程中的打火現象，為發(fā)電機的正常運行提供了有利的保證。

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[責任編輯：楊玉潔]