简析发电机运行中滑环冒火的原因及对策

摘要：发电机运行中滑环冒火是常见的故障之一，若不及时消除，可导致发电机滑环冒火，对发电机组安全运行造成直接威协，严重时被迫停机。就大型发电机而言，紧急停机不仅造成系统出力下降，影响系统稳定运行，而且对发电机组本身也将产生危害。通过认真分析、研究产生环火的原因，监测设备运行情况，拟订相应对策等方法是可以有效地防止发生此类故障的。

关键词：发电机；滑环运行；故障；措施

Abstract: During operation of generator slip ring of fire is one of the most common fault, if not promptly removed, can cause the generator slip ring of fire, causing a direct threat to the safe operation of generating units, serious when forced to stop. On the large generator, emergency shutdown resulted in not only the system output drop, affect the stable operation of the system, but also to the generator itself will cause harm. By analyzing the causes of fire, ring the research, monitoring the operation status of equipment, formulate corresponding measures method can effectively prevent the occurrence of such failure.

Key words: generator slip ring operation; fault; measures;

中图分类号：TB857+.3

1、前言

同步交流发电机是一种运用旋转的电磁电枢产生电流和电压的设备。它包括一个转子（旋转电磁场）和一个定子，用来提供三相电压。对于现代大型发电机组，由于容量限制，转子已不可能采用永磁铁，一般为电磁铁。采用此种方法需要将直流电流通过碳刷与滑环相接触，再由滑环将励磁电流导入发电机转子。

大型发电机碳刷和滑环正常情况下，运行比较稳定，维护工作量也较小。但碳刷和滑环是发电机中动静接触和交换能量的设备，因受其通流的大小、碳刷的压力、周围的环境温度、湿度、清洁度、碳刷与滑环表面的磨损以及本身制造工艺等因素影响，在长期运行中，容易在碳刷和滑环之间发生冒火，若没有及时发现隐患进行处理，将有可能形成恶性循环，造成刷辫烧断、滑环打毛、压簧震断、碳刷震裂等，严重时将形成环火造成滑环烧毁、被迫停机的事故。紧急停机不仅造成系统输出力矩下降，影响系统稳定运行，而且对发电机组本身也将产生危害。通过认真分析、研究产生冒火的原因，发现制定相应防范措施等方法，是可以有效地防止发生此类故障的。

2、发电机运行中的常见缺陷及处理方法

2.1发电机运行中碳刷磨损严重。发电机在运行的情况下，发电机滑环接触面采用螺旋状接触面，表面接触面积不足，而发电机转子在运行中，还存在轴向传动现象。碳刷在刷窝中存在轴向受力现象，增加碳刷磨损量。同时， 碳刷碳粉脱落时碳刷与滑环表面存在电压差现象。使碳刷和转子滑环表面产生火星。影响转子滑环表面氧化膜形成和表面光滑情况。加大日常维护工作量。给机组安全经济运行带来不便。需经常巡视更换调整碳刷。

2.2发电机转子滑环刷窝压簧采用老式不恒压压簧。发电机在运行的情况下， 发电机转速3000 rpm。平时机组运行时， 运行巡视人员只是看看而以不敢进行调整弹簧压力。长期运行造成机组碳刷压力降低。碳刷接触表面减少产生火花使部分碳刷温度上高，部分碳刷辫子烧断脱落，影响发电机安全运行。这种缺陷需要检修维护人员处理难度和工艺要求都很高，需要及时更换和调整碳刷。

2.3发电机转子滑环刷架压簧调整不可靠。发电机转子滑环刷架碳刷压力调整不稳定，这是因为滑环碳刷压簧档位刻痕深度不规范。而压簧端部固定板变形有弧形弯度不便于限制卡牢。当发电机运行中，碳刷接触面产生振动。造成碳刷压簧档位脱离，碳刷接触面压力失去，使其他碳刷分得电流增大碳刷发热增高。

，影响发电机安全运行发电。

2.4发电机转子滑环表面电弧灼伤，发电机转子滑环氧化膜不易形成。因滑环碳刷压力不平衡，影响发电机转子滑环接触面接触不良，碳刷下产生火花。灼伤发电机转子滑环表面氧化膜，加重碳刷表面冒火和磨损现象发生。

3、发电机转子滑环运行中的严重火花及处理方法

3.1发电机转子滑环碳刷温度过高。发电机转子滑环碳刷温度过高时，首先调整碳刷压力是否均匀，检查碳刷在刷窝内活动是否灵活，检查碳刷辫子固定是否牢固，碳刷辫子是否存在脱离现象。必要时，可用凡士林涂抹在发电机转子滑环表面改善碳刷接触情况。同时，运行人员应每1~2 h用红外线测温仪检查各碳刷温度情况。用交直流钳形电流表测量各碳刷电流分别是否均匀。将导电电流小的碳刷更换掉，确保励磁电流均匀分布到各碳刷上。若温度无法降低时， 应增加临时冷却风机确保发电机安全运行。

3.2发电机转子滑环火花严重。发电机转子滑环火花严重时，首先考虑碳刷质量是否存在问题。将更换下的碳刷进行检查，看碳刷接触面磨损情况。若碳刷存在缺陷应及时更换碳刷生产厂家，确保机组安全经济运行。

3.3发电机转子滑环表面磨损严重。发电机转子滑环表面磨损严重时，首先考虑碳刷质量和碳刷压力调整是否均匀。当停机检查时，发现发电机滑环表面磨损有深度不同的痕迹时，应考虑更换碳刷厂家或碳刷型号。若磨损超出规定时应对转子滑环表面进行机床加工。

3.4电机转子滑环表面氧化膜损坏严重。发电机转子滑环表面氧化膜不光滑时，应在发电机冲转1000 rpm时，用800号金相砂纸对发电机滑环表面进行打磨。确定发电机转子表面光滑。

4、发电机转子滑环预防措施

4.1运行人员每天对发电机转子碳刷压簧压力进行调整。

4.2运行人员必要时，应对发电机碳刷进行更换确保碳刷有足够的磨损长度。

4.3运行人员和维护人员定期对发电机滑环碳刷进行红外线测温。及时发现碳刷存在问题。

4.4运行人员和维护人员定期用交直流钳形电流表进行测量发电机转子滑环碳刷电流分布是否均匀，及时发现存在问题。

4.5发电机停机检修时，应及时检查发电机转子滑环表面氧化膜情况是否光滑。若存在问题应及时处理，避免运行中存在火花严重现象发生。

4.6发电机停机检修时，应及时清理发电机转子滑环表面灰尘和发电机转子滑环通风孔进行清理保证通畅。并用压缩空气清理干净。

5、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。