发电机碳刷和集电环的故障现象及处理

  ?电刷和集电环是发电机励磁系统的重要组成部分,电刷是用于集电环上作为导入导出电流的滑动接触体,是发电机能量交换的设备。在运行过程中由于电刷质量、选型及维护不到位等原因,将会出现电刷发热、打火等现象,严重危及发电机的安全运行。通过分析一些机组主励磁机电刷和滑环偶尔出现发热、打火的产生及演变发展,结合实践经验,总结出问题处理对策,进一步针对性地提出了出现问题时的维护措施和注意事项。

  01集电环常见故障及原因

  •1、火花:尽管火花可能是过载或者电刷材质和型号不合适引起的,但集电环产生火花则常常是由于下述机械方面的原因:

  •1)电刷压力偏低且不均匀;

  •2)电刷不能上下自由滑动,卡在刷握里;

  •3)集电环真圆度差,即不圆度超标;

  •4)电刷导线太短或太硬;

  •5)震动超标;

  •6)电刷底面与集电环表面接触差。

  •2、沟槽或拉条纹

  •1)电刷质量或型号不合适;

  •2)使用环境中粉尘大;

  •3)电刷压力过低,且不均匀;

  •4)电机长期低负载运行。

  •3、集电环表面扁平

  •1)电流过大,电刷压力偏低;

  •2)电刷电流分配不均匀;

  •3)由于外部原因,发电机发生位移振动;

  •4)发电机较长时间不运转,电刷不提起,在集电环表面蚀出黑斑痕。

  •4、导线烧断

  •1)电刷压力不均匀;

  •2)电刷卡在刷握里,致使其它的电刷过流;

  •3)不同电刷混用于同一集电环上;

  •4)因螺丝松动而引起的接触电阻过大,致使其他的电刷过流;

  •5)气体对导线腐蚀严重或因振动引起的磨损。

  •5、电刷及刷架过热

  •1)集电环表面光洁度不符合要求;

  •2)电刷与电刷柄之间的电阻不均匀而引起的接触电阻生热;

  •3)弹簧压力太高而引起的摩擦生热;

  •4)弹簧压力不均衡,有过大或过小现象,从而引起的摩擦生热和电刷自身电阻发热;

  •5)电刷材质与电机负荷不匹配。

  •6、电刷损耗不平均

  •1)弹簧压力太低或太高;

  •2)集电环表面有油或尘埃;

  •3)电刷与电刷架可能出现卡涩现象;

  •4)电刷位置不正确;

  •5)电刷引线太短或太硬;

  •6)气隙不均匀(轴承可能有磨损)。

  •7、集电环出现锯齿状或凹槽状

  •1)电机振动超标;

  •2)压簧压力没有在标准之内;

  •3)电刷材质与集电环不符合不匹配;

  •4)电刷架与集电环间距过大。

  •8、集电环产生单极性磨损

  •1)压簧压力未在标准之内;

  •2)垂直型电刷架安装成略带反作用角度;

  •3)反向型电刷架装成顺向型;

  •4)集电环表面沾有油污或其他。

  •9、电刷表面有电腐蚀现象

  •1)集电环扁平,不符合标准;

  •2)保持器的间隔不均匀或不正;

  •3)弹簧压力未在标准之内;

  •4)电刷存在打火现象。

  02处理方法及对策

  •1、火花

  •1)调整电刷压力,同时检查电刷能否自由滑动;

  •2)如集电环扁平、真圆度不合格,大修中更换或修理;

  •3)因电机振动引起的火花现象,找出振动原因并消除;

  •4)更换新电刷。

  •2、沟槽或拉条纹

  •1)根据电机特性选择与原机电刷各指标性能匹配的电刷;

  •2)调整电刷压力至合格范围或更换压力不合格的压簧。

  •3、集电环表面扁平

  •1)调整电刷压力;

  •2)解决电机位移振动。

  •4、导线烧断

  •1)调整电刷压力,将各电刷所带电流调整至均衡;

  •2)检查电刷导线是否有磨损现象,并更换新电刷。

  •5、电刷及刷架过热

  •1)调整电刷压力;

  •2)消除电刷与电刷柄之间的接触电阻;

  •3)确定电刷材质与电机负荷是否匹配;

  •4)在集电环表面涂抹少量凡士林,解决因光洁度不符合要求而引起的摩擦生热。

  •6、电刷损耗不平均

  •1)调整弹簧压力。

  •7、集电环出现锯齿状或凹槽状

  •1)解决电机振动招标;

  •2)将压簧压力及刷架距离调整在标准之内。

  •8、集电环产生单极性磨损

  •1)将压簧压力调整至标准之内;

  •2)检查刷架安装是否符合要求。

  •9、电刷表面有电腐蚀现象

  •1)更换或修理集电环;

  •2)调整弹簧压力并解决电刷打火现象。

  03电刷发热常用处理方法

  一、当发热处于初期,发热温度不高,如100℃以内,此时可以采用如下方法:

  1)更换磨损较短的及工作电流很小的电刷;调整或更换部分弹性较小刷握的弹簧;处理电刷卡涩等措施,将电刷电流调整均匀,减少发热量。

  2)适当降低发电机的无功负荷,减少励磁电流,从而降低电刷的工作电流,减轻发热。

  3)清理通风口,保持风道畅通或大功率风扇通风,增加散热量。

  二、发热严重时应急处理,温度升高达到150℃以上

  1)首先要降低发电机的无功负荷,减少励磁电流,从而降低电刷的工作电流。

  2)找出严重过热的电刷,马上更换紧急备件电刷。严重过热的电刷接触面处基本损坏且有掉块现象,此时这类电刷跳震明显,观察电刷小辫抖动明显(紧急备件电刷为:在正常运行已磨好的电刷)。

  3)当发现个别电刷断辫或脱辫,或是刷辩严重变色时,出现环火,则应减小励磁电流,逐块更换发热电刷并进行调整压力,不可强行更换大量新电刷。

  4)当处理完异常电刷后,滑环的氧化膜基本已被破坏,由于摩擦系数较大仍会出现温度高现象并且声音异常,这时可采用涂抹凡士林的方法进行润滑降温。具体方法及理由如下:

  •用木质或竹质筷子前缠绕一块白布后,蘸取少量的普通凡士林,轻轻地涂抹于滑环表面,要做到少量多次均匀,每次间隔1-3分钟。在很多次出现严重发热,整体温度很高时,电刷与滑环温度升到200℃以上,采用这种方法都能很快降温,把整体过热现象可控在正常温度之内,电刷声音及振动也会随之变小,可避免停机事故的发生。

  04电刷打火处理及预防措施

  1)因机械振动引起的跳火,在机组运行时应及时采用提高压簧压力并测量电刷分流及温度情况是否在正常范围之内,先做到温度、火花在可控范围,待有机会停机处理振动大问题,同时也要检查电刷架支撑是否牢固并测量正负极之间绝缘和对地绝缘。

  2) 针对于滑环表面氧化膜在运行中由于各种原因而被损坏,光洁度差而产生的打火现象,一般可选用一只摩擦系数较大的电刷,将弹簧压力调整至最大进行磨合,摩擦系数较大的电刷位置应选择在顺时针尾部,也就是滑出边采用摩擦系数较大的电刷,这样可以使滑环的运行得到改善。同时也要密切关注摩擦系数较大这只电刷的温度、电流是否在允许值范围。

  3) 若电刷压紧弹黄的压力过大或过小,电刷分流不均时,就必须作出对压簧压力进行适当的调整,电刷压簧材质的要求是使电刷受到均匀稳定压力的主要因素,各电刷之间的压力差不应超过其平均值+10%,电刷在运行过程中随着不间断的磨损,电刷弹簧也要随之进行调整,尽量使电刷压力维持基本不变。经常检查电刷的工作状态和活动情况是保证电刷正常工作的有效措施。

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