发电机励磁碳刷打火的原因分析及解决措施

[摘 要]近年来，随着我国经济社会的不断发展，人们的生活水平也随之得到了不同程度的提升，加之各种新型电器的出现与应用，对于电力资源的需求量也呈现出逐年增长的趋势，因此国家及地区都加大了电力设施的建设力度。电力资源供给量的多少，直接影响着该地经济社会的发展速度，这是由于电力资源已经成为人们生产、生活以及娱乐等环节必不可少的重要元素。在发电机实际运行作业中，常常出现励磁碳刷打火的情况，除了会对发电机正常运行造成不利影响之外，还可能会造成意外安全事故，因此分析发电机励磁碳刷打火的原因、找寻其解决措施已经成为大势所趋。本文主要分析了发电机励磁碳刷打火的原因，并在此基础上提出了发电机励磁碳刷打火的根本性解决措施，以期能为业内外相关人士带来参考建议，确保发电机能够充分发挥其功效，为企业带来更多的经济效益。

[关键词]发电机；励磁碳刷；打火；原因；解决措施

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0077-02

1. 前言

发电机作为发电厂中极其关键的构成要素，其运作质量的优劣，决定着该发电厂的总发电量以及发电质量，因此加强发电机运维管理显得极其重要。然而，在发电机实际运行过程当中，打火问题十分常见，而且已经成为发电机励磁碳刷实际运行过程中的常见故障类型。当打火问题出现之后，若不将其及时消除，就可能会引起环火现象的发生。因此研究发电机励磁碳刷打火的原因及解决措施显得日趋重要。

2. 发电机励磁碳刷打火的原因分析

2.1 励磁碳刷内电流分布不均匀

造成发电机励磁碳刷打火的原因非常多，励磁碳刷内电流分布不均匀就是其中较为重要的原因之一。一般情况下，如果发电厂所用的发电机励磁碳刷并非同一品牌和相同的配置，就可能会出现打火的问题。这是由于不同品牌的励磁碳刷无法有效兼容，以至于电流分布无法达到均匀的标准。而如果电流分布存在异常，就会影响发电机的正常运行，其励磁碳刷也潜存着打火的危险[1]。

2.2 励磁碳刷质量存在着问题

根据本人多年实践经验发现，当发电机励磁碳刷打火之后，必须进行及时处理，将碳刷从发电机中取出之后，通常会发现碳刷的表面凹凸不平，一部分还存在着崩角的情况，甚至刷辨和刷握之间已经完全松动。一般说来，出现崩角是因为碳刷材质存在着问题，或者是由于碳刷的跳动幅度过大而造成。尽管碳刷能够在刷握中进行自由的上下活动，而如果将恒压弹簧卡上之后，其活动就会受到限制，碳刷和滑环之间也无法进行有效连接，导致其分担的电流大幅降低，逐渐趋于零。久而久之，就会引发励磁碳刷打火的发生。

2.3 恒压弹簧的压力分布不均或不足

恒压弹簧在受热之后，就会被逐渐拉长，其弹性也会因此变差，导致碳刷接触面积大幅减少。加之恒压弹簧实际压力存在着差异，因此不同类型的碳刷往往会分担不一样的电流，打火问题出现的可能性也随之变得更大。

2.4 未对励磁刷握进行定期调整

采取目测的方式可以发现，一些碳刷刷握和滑环之间的高度参差不齐，部分刷握无法与滑环圆周法线的方向保持平衡。在此背景之下，当轴系处于旋转状态时，会产生偏心情况，刷握与滑环充分接触之后，导致滑环受损，其表面也凹凸不平，进而出现打火问题。

2.5 机组震动时滑环的表面缺乏平整性

机组始终处于震动状态中，当期震动剧烈时，会使静止状态下的刷握与滑环发生接触和碰撞，以至于滑环因此而被损坏，导致滑环的表面出现大量毛刺。除此之外，震动还可能会造成滑环和碳刷之间的接触不良，这也是引起打火问题的重要因素之一。

2.6 碳刷的整体清洁度较低

假如风道过滤网受堵，会影响滑环沟道，当期长期运行之后，同样会发生堵塞，以至于碳刷粉因此出现结垢现象。当碳刷集结大量污垢之后，会使碳刷出现卡涩情况，无法正常的、灵活的、自如的活动，这可能会导致电流处于不均匀分布状态，滑环表面的温度也会骤增，进而导致打火问题的出现[2]。

2.7 未对碳刷进行及时调整或更换

当刷辫已被烧断，或者是碳刷已经发生打火问题时，必须对恒压弹簧或者是碳刷进行及时的调整，必要的时候还应将其更换。而出现了火花之后，必须加强巡检，将接触条件差的碳刷、恒压弹簧换掉[3]。必须强调的是，调整与更换操作过程中，若未按照相关规定进行，出现处理不当或者是处理不及时的问题，就会促使打火大肆蔓延，形成大面积的打火问题发生，甚至会出现坏火问题。

3.发电机励磁碳刷打火的根本性解决措施

3.1 加强发电机励磁碳刷的日常运维力度

当发电机励磁碳刷打火已经形成之后，相关工作人员必须立刻做出反应，采取积极的应对措施，寻找发电机励磁碳刷打火的原因，并采取针对性的解决措施。其中，加强发电机励磁碳刷的日常运维力度是非常关键的一个环节[4]。而为了实现这一目标，必须从以下几个方面进行：

第一，严格检查无过热现象、未出现打火情况的碳刷，查看其接触是否处于正常状态。在碳刷接触良好的情况下，同样会出现碳刷过热以及碳刷打火的情况，而如果直接将接触相对较好的励磁碳刷进行处理，而忽视了找寻打火碳刷，就可能会导致其打火现象愈发严重，更甚者出现环火现象，进而导致发电机被迫停机。鉴于此，相关工作人员在处理打火问题时，必须严格遵循常规处理原则，按照既定程序，有条不紊的进行。

第二，立即更换型号不同、商标不同的励磁碳刷。电机励磁碳刷的运行规程明确要求，当碳刷的上沿和刷握处于平行状态之后，必须立刻更换碳刷。处于同一个排面的碳刷，应控制其更换数量，同时更换量不能大于百分之七十五，并且严格控制碳刷和滑环之间的实际接触面积，必须大于等于三分之二，或者是百分之七十。同时，在正式更换碳刷之前，需对其进行严格打磨，确保碳刷和滑环之间的接触面处于相对粗糙的环境中，以此方式提升两者之间的接触状态。此外，就励磁和发电机的品牌和型号而言，必须选择同一个生产商和同一个型号。

第三，对于接触面较差、接触环境差、或者是卡塞的碳刷，必须予以重新打磨。在打磨过程中，其所用砂纸必须为金相砂纸，而且其型号必须符合相关规定。同时，如果部分恒压弹簧的刚度不足，或者是已经过热失效，同样需要将其立即更换，并严格控制恒定弹簧实际压力，应当始终维持在1.1kg至1.2kg之间[5]。

第四，针对引线已经变色断线、破碎或者是过热变形的碳刷，应将其及时更换。一般情况下，引线变色之后容易被发现，但是由于引线外附有一层厚厚的绝缘套，当其被烧断之后，绝缘套不会发生改变，因此其断裂往往需要仔细检查之后才能发现。而如果未及时更换碳刷，就会加重正常碳刷的工作负担，导致其承受巨大的荷载量，以至于被烧断，从而导致该发电机因失磁而出现停机的问题。鉴于此，在发电机实际运行环节，应加强其常规检查，以钳形的电流表卡作为主要器材，测量其实际电流量，以此方式判断碳刷状态。

第五，如果电刷与滑环的表面附着大量的灰尘，可选择以酒精棉布拭擦其表面，通过数次拭擦与打磨之后，确保碳刷能够重新恢复正常状态。同时，假使机组的震动频率已经超过了规定的极限值，必须将打闸关停，并对发电机励磁碳刷进行实时监视与调整。此外，如果碳刷已出现烧红或者是打火情况之后，严禁降低其励磁电流，而是应当按照既定要求进行处理[6]。

第六，若滑环已明显过热，或者其刷架局部已经被烧红，则应当控制发电机的实际励磁电流量，并立即通知技术人员前来解决问题。

3.2 定期检测发电机励磁碳刷基本电流量

首先，每一个班都应该配置一块专业的钳形式电流表以及红外线式测温仪，并对碳刷的实时温度以及实际电流进行不定期测量。其次，当碳刷已发生打火问题之后，必须进行严密监测，进而掌握所有碳刷的实际电流分担情况与温度的具体变化情况。一般情况下，假使碳刷电流量处于12A-80A之间，表明其处于正常运行状态，而如果碳刷电流量为0A，或者是超过200A，则表明其处于异常运行状态中，而且超过200A之后，碳刷往往会在短时间内将引线烧断。再次，结合发电机励磁实际电流量，计算出平均每一块碳刷所承担的电流量。一旦发现碳刷电流量过大或者是过小，都应对其进行及时的调整，必要的情况下必须将其更换，确保每一块碳刷所承担的实际电流量相对均衡。

3.3 严格控制发电机励磁碳刷质量

在进货环节，严格控制发电机励磁碳刷质量，严禁假冒伪劣产品进入发电厂。而在更换碳刷之前，除了对碳刷外观进行仔细检查之外，还应查看刷辫和碳刷之间的密切度，确保其处于良好的运行状态。除此之外，还需要定期测定碳刷的实际直流电阻，以此方式选择最佳碳刷。一旦发现碳刷未达到质量标准，则需进行及时更换。

4.结束语

造成发电机励磁碳刷打火的原因非常多，包括主客观因素两个方面。但是，主观因素在其中占有重要地位。由于许多发电厂都忽略了发电机励磁碳刷日常运维的重要性，这无疑会成为发电机励磁碳刷打火的引发因素。鉴于此，要求相关部门与机构加强发电机励磁碳刷的日常运维力度、定期检测发电机励磁碳刷基本电流量，以及严格控制发电机励磁碳刷质量，从根本上防止打火问题的发生，降低事故发生率的同时，确保发电机励磁碳刷可以充分体现其价值。

参考文献

[1] 王先政.大渡河沙湾水电站碳刷装置运行温度偏高原因分析及技术改造[J].四川水力发电，2012，29（02）：279-281.

[2] 于建军，于守仁，吴满.对影响发电机励磁调节器安全运行的原因分析及改进[J].水电厂自动化，2012，33（03）：133-138.

[3] 姜振强，杜鹏.350MW 发电机组滑环碳刷打火的原因及处理[J].内蒙古石油化工，2011，18（18）：163-164.

[4] 王昌伟.一起发电机转子集电环烧损事故的分析及处理[J].华北电力技术，2013，06（06）：152-156.

[5] 叶志刚，刘婕.发电机励磁碳刷打火原因分析及处理[J].机械与电子，2012，32（32）：129-130.

[6] 冯上青.发电机励磁碳刷过热原因分析及预防[J].电力安全技术，2011，13（05）：125-128.