摘 要：发电机碳刷打火是运行中常见的故障之一，如不及时消除，可能会导致发电机集电环出现环火导致紧急停机，如处理不及时甚至会导致集电环及刷架烧毁，同时，大型汽轮发电机组多采用氢冷，如遇氢气泄露，很可能进一步引发毁灭性的事故，本文对发电机组的碳刷打火原因进行深入分析，提出运行中应采取的措施，对防止或消除发电机碳刷打火现象提出相应的对策。 关键词：碳刷、汽轮发电机、集电环、打火。
引言[yyh1]：
大唐国际锡林浩特发电公司发电机为东方电机有限公司生产的QFSN-660-2-22B型隐极式同步汽轮发电机，采用水、氢、氢冷却方式。发电机采用密闭循环通风冷却，机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动。集电环和碳刷空气冷却，两集电环间设有离心式风扇。自两台机组投产以来，1号发电机于投产1个月后出现碳刷打火现象，2号发电机投产3个月后出现碳刷打火现象。在处置的过程中确定两台发电机碳刷打火原因为机械颤振导
人体红外感应器致，采取措施减小集电环表面跳动及刷架本体的颤动为解决打火问题的主要处理方向。发电机碳刷打火现象在采取更换刷架，对集电环表面进行修磨处理，正发电机稳定轴瓦，调整恒压弹簧压力等措施后得到消除。因此，针对发电机碳刷打火的原因的多样性并制定相应的运行及检修措施显得尤为必要。
1、发电机碳刷打火的原因
碳刷质量不过关或与刷握不匹配是发电机碳刷打火的常见原因，部分碳刷打火处理时，发现在换下的碳刷中有部分碳刷表面不平有崩角或有部分刷辫与刷握接触松动。崩角的原因极有可能是碳刷跳动太大或材质不良造成，而刷辫与刷握连接松动会造成二者接触电阻增加，使各碳刷电流分布不均。另外如果碳刷与刷握不匹配，会导致运行中碳刷无法与集电环可靠接触，使实际分担电流大大降低，甚至会为零，这样长久运行必然导致碳刷打火现象的发生。同时，电刷品牌、型号不一致，使用非专用碳刷，同样会造成各碳刷电流分布不均匀，部分碳刷打火的情况。
碳刷刷架在安装过程中未完全实现各部位与集电环圆周的法线方向对准，固定刷架的底座螺栓及刷座把合螺栓在机组运行中因振动及热膨胀等原因出现松动，导致安装与刷架上的
刷握不能完全对准集电环圆周的法线方向或刷握距离集电环的高度不一致，不能平行于集电环圆周可能导致轴系旋转时产生偏心，集电环和碳刷接触不良而损坏集电环，使集电环表面不平造成打火现象的发生。发电机刷握内多采用自卷式恒压弹簧，恒压弹簧压力不够或压力不均，将造成接触不良，分担电流偏小。自卷式恒压弹簧受热后弹簧会拉长，弹性变差，造成碳刷实际接触面积减少。从而造成不同的碳刷分担电流不一样。运行环境较差导致碳刷积垢脏污后，碳刷容易卡涩，不能活动自如，也会发生电流分布不均匀情况，从而导致发热打火现象，这种情况下长时间运行可能发生集电环沟道堵塞，这时应利用机组调停机会及时对集电环沟道进行彻底清理。
挖矿脚本由于机组的振动，也可能使得集电环与静止的刷握产生接触不良而损坏集电环，使集电环表面产生毛刺，导致碳刷与集电环接触不良而造成打火，机组运行环境恶劣会使得沙粒进入集电环表面，就会引起碳刷跳动加剧、摩擦增大、接触不良，并且产生大量的碳粉，碳粉聚集在刷握内会造成碳刷卡涩，影响电流的分配而导致打火的发生。发电机发生碳刷发生打火的初期若调整不及时，处理不当，可能造成打火进一步加剧。在发生碳刷打火时，应加强巡检，及时调整并更换接触不好的碳刷或压力不好的恒压弹簧。调整更换时，应严格按照规程规定进行，如调整不及时或处理不当，将会蔓延至其他的碳刷，造成大面积的
火花，甚至环火。
2、发电机碳刷打火处理及防范措施
在发电机运行过程中，应加强对励磁碳刷进行全面检查及测温工作的重视程度，应注意检查碳刷与集电环接触良好、碳刷无过热，集电环无变、过热现象，表面温度不超过制造厂规定值。应定期检查碳刷的磨耗情况，对超出磨损界限的碳刷应及时联系检修人员更换。值班人员在发现发电机励磁碳刷打火时，应根据运行规程中的方法积极主动的采取措施进行处理。首先检查处理不打火和无过热的碳刷，确保其接触良好，然后再处理打火、过热的碳刷。因为打火或过热的碳刷有可能是接触最好的碳刷，若先处理了这些碳刷，势必会造成这些碳刷过热更严重，甚至造成环火，所以这一点在处理过程中是相当关键的。应重新打磨卡涩或接触不好、接触面不良的碳刷，打磨用的砂纸必须使用规定标号的金相砂纸；更换过短或不同品牌、型号的碳刷，当碳刷磨至极限线时，该碳刷就应予以更换，更换过程中应注意同一排碳刷不能同时更换三块以上，且每一块碳刷与集电环的接触面积不小于70％；更换碳刷前要对碳刷进行仔细的打磨，有利于碳刷与集电环的接触良好，发电机与励磁机应使用同一品牌、型号的碳刷。集电环和碳刷表面不洁，可利用机组调停机
会用白布浸少许酒精多次擦拭集电环，用干净白布多次擦拭碳刷表面，确保集电环及碳刷表面清洁。
碳刷的恒压弹簧的压力必须满足要求并定期抽检，定期更换刚度不足或过热失效的恒压弹簧。对于过热后变形、破碎或引线变、断线的碳刷应立即更换，引线变可能比较容易看到，但对于引线断线则需要仔细察看，因为引线外包有一层绝缘套，断线后不易发觉，如不及时更换，将会造成大量的碳刷由于过载而烧断，最后导致发电机失磁而停机。所以运行中应特别注意检查引线接触情况，最好是通过钳形电流表检测电流分布来判断；或者脚踩绝缘板，手戴绝缘手套轻拉引线，判断引线的好坏。
加强发电机运行中的振动监测，如果发电机振动超过极限规定，应按有关规定打闸停机，在规定范围内机组异常振动时，应该加强对机组励磁碳刷的监视、更换和调整。如个别碳刷严重打火或烧红，原则上不应该降低发电机的励磁电流，但若出现集电环严重过热或局部刷架烧红，应汇报值长降低发电机励磁电流。
3、发电机碳刷打火处置过程中的注意事项
对碳刷进行检查时必须穿绝缘鞋，工作服的衣袖扣子应在手腕处扣好，禁止触碰发电机的转动部分及带电部分，严禁同时接触发电机励磁回路和接地部分或两个不同极的带电部分。检查碳刷时应从各个方向进行检查，着重检查碳刷与集电环接触面处是否打火，并用红外测温仪检查碳刷及刷辫连接等处温度是否正常，如出现过热、打火、卡涩等现象时应通知检修人员进一步检查各碳刷电流分配是否均匀，及时进行调整和更换工作。
发电机碳刷打火期间运行人员应注意监视调整密封油系统运行正常、油氢差压正常；应打开发电机端部励磁小间门进行通风，降低环境温度的同时防止氢气漏泄后积存在密闭空间内。
当发电机碳刷出现振颤时，应联系检修人员查明原因，引起碳刷颤振的任何碳刷部件应从刷架中抽出，检查损坏情况及碳刷的表面情况、碳刷是否能在刷架上自由移动等。
碳刷打火严重经调整无效时，应立即汇报并视情况降低发电机无功功率，无功功率降至最低仍无效时，继续降低机组有功功率，避免形成环火。发现发电机集电环、碳刷有碎块落下时，应及时汇报并视情况申请停机。
洛克沙胂结束语：
因发电机集电环高速旋转，励磁碳刷打火发热是常见异常现象之一，这要求在基建安装期间应保证环境的清洁和碳刷、刷握的安装符合标准，确保集电环及碳刷表面无污垢；运行生产期间应加强对碳刷的定期巡检、测温及维护更换工作，确保发电机的安全稳定运行。
infocenter参考文献
[1][yyh2]孙旭东、王善铭.电机学：清华大学出版社.2006
[2]陈宏波、夏杰、俞国宾.电站汽轮发电机技术问答：中国石化出版社2005
作者简介：
赵启坤，(1988-)，男，工程师 ，学士学位，从事电气运行技术管理工作。：封边机青岛金鼎机械
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