发电机碳刷边缘破损、根部断裂研究

发电机碳刷边缘破损、根部断裂研究

冀鹏

(江苏华电通州热电有限公司226300)

摘要：近几年来，我国社会城市化进程持续推进，电厂的数量以及供电需求量也日益增加，进而促进了电气行业的可持续发展，现代科学技术的改革和创新，使得越来越多的先进技术被应用到各个行业领域当中，电气行业亦是如此。社会和人们对电量的需求有了明显的提升，电气工程的构架和范围逐渐扩大，电厂的多样性与复杂性也日益显现，这也为电厂的安全稳定性提出了更高的要求，在智能化电气系统以及发电机碳刷设备的大范围普及的社会背景下，亦对发电机碳刷设施的安全性能与使用稳定性起到了促进作用，但是在发电机碳刷的日常维护工作中，还存在在发电机碳刷操作维护不当、碳刷质量不一、发电机滑环表面不平等问题的发生，导致发电机碳刷过渡磨损、根部断裂以及发电机碳刷边缘破损等问题的发生，由以上问题可以看出，在发电机碳刷的管理中，不论是安全性的稳定研究还是概率性的评估研究都存在着不足，所以除了要进行改善和保持现有的发电机碳刷管理的研究模式之外，还要从实际的方向出发，探索更加完备的发电机碳刷管理维护体系，旨在合理规避碳刷过热导致滑环环火的问题发生。

关键词：发电机；碳刷；边缘破损；根部断裂；研究

引言

在发电机日常维护过程中的碳刷设备的好与坏，严重影响着发电机整体的负荷，甚至机组的安全稳定运行。因此，这也对发电机碳刷检查和维护工作有了更加深层的要求，在现阶段电厂现场实施过程中的发电机碳刷设备的使用过程中还存在种种不足，从而导致了发电机电刷边缘破损环火机组降出力，甚至导致机组的非停，影响社会用电的需求。因此，必须加强发电机碳刷检查和维护工作技术措施，从而保证机组的安全稳定运行。燃机发电机、汽轮发电机是十分复杂的设备，要使发电机频率稳定并且高负荷就必须让发电机的转速非常快，如果滑环、刷握具有先天上的缺陷或者设计不合理，碳刷将会产生异常的振动。发电机容量的大小所产生的励磁电流会很高，所以刷握、碳刷必须保证能在高速状态下传送高强度电流且具有较好的接触、运行稳定、无打火、防止滑环耐磨、无过热等特点。本文旨在完善和改进火力发电厂碳刷检查和维护工作，减少发电企业因发电机碳刷故障而造成的“非停”事故，提高发电机组安全运行及设备管理水平。各发电企业可以此为参照，结合各电厂自身实际情况，制定合适本单位的具体措施，也为各电厂发电机碳刷维护和管理提供一定的理论基础。

一、发电机碳刷装置的作用

发电机碳刷设备是发电厂运用静态励磁方式过程中不能缺少的装置，主要是用励磁装置整流的静态直流电流，并依次提供给动态的发电机转子励磁绕组，当作励磁电流，构建励磁磁场，采取电磁感应的原理，由汽轮机带动发电机转子运转，达成机械动能向着电能进行转变。

二、发电机碳刷装置的结构

碳刷装置主要是由六个部分组成的，包含了绝缘板、刷握座架、刷架、碳刷、底架、引线，以及刷握座架表面是渡过银的铜类材质，刷握座架是由螺栓固定在渡过银的汇流环部位上，刷握是由刷盒以及恒压弹簧和其他部分构成，刷握上绝缘部分的手柄能够在发电机运转过程中随时拔插碳刷，恒压弹簧可以给刷盒内部的碳刷供给能够使碳刷中心线上的恒定压力。刷架是由金属机构组成的左右分开的组合构架，是由导电环、刷座架以及风罩这三个部位所构成，要和台板地面进行绝对的分离绝缘，用螺栓将其和导风圈、汇流环部组合成为一个整体，紧紧的固定在底座上面，其具备稳固、支撑、导风、汇流以及绝缘等作用。碳刷是由天然的石墨为基本的原材料，再由多类型的添加剂以及贴合剂进行融合，使用效果以及性能较好的碳刷要具备较小的摩擦指数，较大的自主润滑水平以及载流能力，可以适应在最大程度上的转速状况下正常运转，电厂常用的是摩根品牌。

三、发电机碳刷装置常见故障分析

（一）碳刷的过渡磨损

碳刷过度的损耗是在电厂中较为普遍发生的问题，常常因压簧自身的弹力问题，从而误入到刷盒之中，此时的碳刷磨损数值已然达到亦或是超出三分之一到二分之一的状况，过量的损耗会导致碳刷接触电阻增大。运转过程中会造成碳刷过热的问题，还会形成压簧弹力的转变，从而形成碳刷弹跳的问题，形成压簧按压位置出现位移，受力不均衡，造成碳刷损耗增大，接触电阻增加，进而使其出现过热，最终导致滑环环火。

（二）碳刷根部断裂

这类问题的发生常由三个原因导致，第一个方面是碳刷本身的质量存在着问题，碳刷的内部铜线和铜线鼻子加工不稳固造成的，亦或是在维护过程中，未按照正规的操作，从而形成刷瓣的铜线位置断裂。第二个方面是维护人员的技术不过关，没有将碳刷的刷瓣、线鼻子和刷握进行稳固的联接，在使用的过程中因为接触电阻过大，并长时间运转导致断裂。第三个方面是碳刷制造时未统一考虑压簧压力的不均匀，使得运行中各个碳刷的电流分布不均。

（三）碳刷边缘破损

形成碳刷边缘损耗的主要因素是有多个层面的问题。第一，发电机励端振动大。第二，刷握与碳刷配合不良，碳刷在刷握中摆动或者动作卡涩。第三，碳刷质量不良，材质不纯或者硬度偏硬、偏软。第四，碳刷研磨不良或未研磨造成碳刷与滑环的接触面积减少。第五，发电机表面不清洁，滑环靠近发电机侧的轴瓦存在油雾。

四、发电机碳刷装置常见故障的处理方法

从综合的角度出发，不仅要定期开展红外测温，还要加强实际工作中的检查与维护的工作，采用合理科学的预防对策，进而延长碳刷的使用时效性，提升机组运转的稳定性，特别要注意以下几点：第一，加强发电机碳刷的巡回检查工作，每班安排一次巡视，定期测量碳刷及滑环的表面温度。定期测量碳刷电流，发现不均流时及时调整。巡回检查中要用手提刷瓣测试碳刷在刷握当中的松紧程度以及压簧的弹力状况。第二，要严格的把控发电机更换碳刷的数量，一次更换不得超过全部碳刷的三分之一。第三，更换合格的碳刷，确保与运行碳刷的型号一致，同一生产批次。第四，进行发电机碳刷更换时，必须将需要更换的固定电刷刷辫拧紧，检查其余电刷的固定电刷刷辫的松紧状况，如有松动，立即紧固。第五，在更换前，应先测量确认该碳刷电流与相邻均流度一致后方可进行更换，当发现明显偏大时，应设法查找原因使其电流下降至正常后，再进行更换。

结语

综上所述，碳刷是发电机中较为重要也是核心的组成部分，发电机碳刷的维护管理，对发电机励磁系统的安全性与使用的稳定性有着促进的作用，所以要对发电机碳刷设备使用管理的整体有着较为深层次的分析，发电机碳刷的维护管理是电厂发电机维护的重要构成部分，也对电厂整体的安全稳定与经济运行有着良好的促进作用，虽然在实施过程中的发电机碳刷设备的维护运行过程中还存在着种种的不足，这就要求在明确检查维护过程中的发电机碳刷设备工作的必要性的首要前提之上，改善和创新维护过程中的发电机碳刷设备的合理使用，对其进行细致有效的改进，从而推进其科学开展和不断发展，有利于电厂的经营利益与社会利益的合理结合和有效提升，以保障发电机滑环整体品质质量与发电机效率的稳步提升。

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