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1、发电机碳刷冒火原因及解决方法机碳刷冒火原因及解决方法ThecauseofgeneratorbrushbelchingandsolvingmethodThecauseofgeneratorbrushbelchingandsolvingmethod国电集团太原第一热电厂国电集团太原第一热电厂牛继成牛继成关关键词：碳刷冒火：碳刷冒火 原因原因 解决方法解决方法KEYWORDS:generatorbrushbelching,cause,solvingmethod碳刷冒火对发电机运行的影响碳刷冒火对发电机运行的影响 采用他励静止硅整流励磁系统的发电机，采用他励静止硅整流励磁系统的发电机，是通过滑环和碳刷
2、的滑动接触，将励磁电流是通过滑环和碳刷的滑动接触，将励磁电流传到发电机转子绕组中的，由于发电机运行传到发电机转子绕组中的，由于发电机运行中转子高速旋转，使碳刷和滑环的接触成了中转子高速旋转，使碳刷和滑环的接触成了安全运行的薄弱环节，碳刷冒火花现象很常安全运行的薄弱环节，碳刷冒火花现象很常见，为了及时消除，以免对发电机组安全运见，为了及时消除，以免对发电机组安全运行造成直接威胁，故在日常工作中，碳刷和行造成直接威胁，故在日常工作中，碳刷和集电环的维护工作量相对较大。若冒火严重集电环的维护工作量相对较大。若冒火严重可能导致滑环环火，机组被迫停运，不仅造可能导致滑环环火，机组被迫停运，不仅造成系统出
3、力下降，而且对发电机组本身也将成系统出力下降，而且对发电机组本身也将产生危害。产生危害。 碳刷冒火原因分析碳刷冒火原因分析w1 1设备的性能方面。设备的性能方面。w2 2运行维护方面。运行维护方面。D172碳刷的特性参数碳刷的特性参数项目目参数参数规格尺寸（格尺寸（mmmm）25*32*6525*32*65（长）电阻系数（微欧阻系数（微欧. .米）米）10161016摩擦系数摩擦系数0.20.2一一对电刷的接触刷的接触电压降降（V V）2.43.42.43.4额定定电流密度（流密度（A/cmA/cm2 2）1212允允许圆周速度（周速度（m/sm/s）7070设备性能方面设备性能方面w1.1
4、1.1 碳刷的允许速率。碳刷的允许速率。w1.2 1.2 碳刷的载流量。碳刷的载流量。w1.3载流的均衡性。载流的均衡性。w1.4碳刷的接触电阻。碳刷的接触电阻。w1.5 1.5 碳刷的硬度。碳刷的硬度。w1.6 1.6 碳刷运行中振动碳刷运行中振动 。w1.7 1.7 碳刷的通风冷却。碳刷的通风冷却。1.1 1.1 碳刷的允许速率碳刷的允许速率滑滑 环环 直直 径径 为为 420mm420mm， 转转 子子 的的 额额 定定 转转 速速 为为3000r/min3000r/min ，=Dn=3.140.423000/60=65.94 m/s=Dn=3.140.423000/60=65.94 m
5、/s D172D172允许圆周速度：允许圆周速度：70 70 m/sm/s 结论：处在上限区域，裕度较小结论：处在上限区域，裕度较小 1.2 1.2 碳刷的载流量碳刷的载流量D172D172碳刷的额定电流密度碳刷的额定电流密度12A/cm12A/cm2 2，截，截面积为面积为25mm32mm25mm32mm，为，为8cm8cm2 2 全接触时碳刷额定电流：全接触时碳刷额定电流：12A/cm12A/cm2 28cm8cm2 2=96A =96A 发电机额定励磁电流为发电机额定励磁电流为2203A2203A，A A。但不能真实反映碳刷的实际运行情况。但不能真实反映碳刷的实际运行情况。 1.3 1.
6、3 载流的均衡性载流的均衡性是是碳碳刷刷工工作作最最重重要要的的一一项项指指标标，影影响响原原因因很很多，主要因素有：多，主要因素有：压压簧簧压压力力、温温度度、材材质质、接接触触面面积积，连连接接导导线情况等线情况等 电流分布变差系数：电流分布变差系数：每每块块电电刷刷电电流流值值X X的的标标准准差差n n与与电电流流值值的平均值的百分数来表示，的平均值的百分数来表示，标标准准差差n n为为单单只只碳碳刷刷的的电电流流值值与与碳碳刷刷平均电流的差的绝对值。平均电流的差的绝对值。 1.3 1.3 载流的均衡性载流的均衡性变差系数图解非常好好较好不良转子电流转子电流1600A1600A，平均电
7、流，平均电流40A40A 电流分布变差系数应用举例：电流分布变差系数应用举例：电流分布变差电流分布变差系数系数%电流电流A评价评价10080以上以上坏坏1.4碳刷的接触电阻碳刷的接触电阻滑滑环环和和碳碳刷刷的的接接触触电电阻阻，与与氧氧化化膜膜、材质、温度、压力有关。材质、温度、压力有关。更换压簧：更换压簧：2*0.6 kg2*0.6 kg cm cm2 2， 2*0.8 kg 2*0.8 kg cm cm2 2U U ，V V，单簧，单簧1.5碳刷的硬度碳刷的硬度更换研磨困难更换研磨困难运行中不易磨合运行中不易磨合运行容易冒火运行容易冒火易出现高温易出现高温但寿命长但寿命长1.6碳刷的振动碳
8、刷的振动造成滑环、碳刷接触不好，造成滑环、碳刷接触不好，原因：原因：机组振动、轴系偏心，圆度差机组振动、轴系偏心，圆度差1.7滑环的冷却方式滑环的冷却方式吹入式吹入式抽吸式抽吸式吹入式冷却抽吸式冷却运行维护方面运行维护方面w2.1 2.1 碳刷电流、温度的测量碳刷电流、温度的测量。w2.2 2.2 压簧压力的测量。压簧压力的测量。w2.3 2.3 碳刷的研磨。碳刷的研磨。w2.4 2.4 刷握及滑环的清扫。刷握及滑环的清扫。w2.5 2.5 碳刷维护的顺序。碳刷维护的顺序。2.1碳刷电流、温度的测量碳刷电流、温度的测量 利利用用钳钳型型直直流流表表和和红红外外线线测测温温仪仪，定定时时进进行行
9、碳碳刷刷温温度度、电电流流的的测测量量，掌掌握握运运行行工工况况、运运行行状状态态，发现异常现象。发现异常现象。2.2压簧压力的测量压簧压力的测量w压压簧簧由由于于受受热热，卡卡涩涩等等可可能能造造成成压压力力变变化化，所所以以应应定定期期检检查查、更更换换压压簧簧，防防止止个个别别碳碳刷刷过过流流、过过热热或或产产生生火火花花、刷辫烧焦、烧断现象的发生。刷辫烧焦、烧断现象的发生。 2.3 2.3 碳刷的研磨碳刷的研磨w应应在在接接近近滑滑环环半半径径的的弧弧面面上上进进行行，有有条条件件的的可可制制作作和和碳碳刷刷、滑滑环环工工作作状状态态相相符符相相近近的的工工具具，进进行行机机械械研研磨
10、磨，尽尽量量增增大大接接触触面面积积，装装入入刷刷握握前前用用棉棉布布将将表表面面擦擦拭拭干干净净，防止带入砂粒磨损滑环表面。防止带入砂粒磨损滑环表面。 2.4 2.4 碳刷维护清扫碳刷维护清扫w集集电电环环表表面面和和刷刷握握内内有有碳碳粉粉聚聚集集，会会使使散散热热条条件件变变差差，接接触触电电阻阻增增大大，温温度度升升高高，集集电电环环与与电电刷刷磨磨损损过过多多，接接触触不不良良，还还会会使使部部件件的的绝绝缘缘性能下降。性能下降。 2.5 2.5 碳刷维护的顺序碳刷维护的顺序 按按照照电电流流、温温度度由由小小到到大大逐逐个个进进行行处处理理，应应从从温温度度低低、不不冒冒火火、不不
11、卡卡涩涩的的碳碳刷刷开开始始，因因为为这这种种碳碳刷刷没没有有电电流流流流过过或或电电流流较较小小。禁禁止止由由电电流流大大、冒冒火火严严重重的的入入手手，否则电流分布将更将恶化。否则电流分布将更将恶化。 应对措施及解决方法应对措施及解决方法w3.13.1重重新新选选取取合合理理的的电电刷刷和和电电刷压力机构刷压力机构 w3.23.2加强运行维护加强运行维护 w3.33.3停机后的保养停机后的保养 w3.43.4平平衡衡滑滑环环工工作作环环境境，互互换换滑环极性，延长使用寿命滑环极性，延长使用寿命 w根根据据设设备备运运行行条条件件及及相相关关产产品品资资料料，按按电电刷刷的的类类别别、型型号
12、号、电电阻阻率率、硬硬度度、接接触触电电压压降降、磨磨擦擦系系数数、额额定定电电流流密密度度、最最大大圆圆周周速速度度、应应用用范范围围等等方方面面进进行行综综合合考考虑虑，参参考考一一些些电电厂厂的的经经验验，重新进行碳刷及配套选型，重新进行碳刷及配套选型， 碳刷的特性参数对比碳刷的特性参数对比型号型号D172D172NCC634NCC634规格尺寸（格尺寸（mmmm）25*32*6525*32*65（长）电阻系数（微欧阻系数（微欧. .米）米）101610161818摩擦系数摩擦系数0.20.20.20.29一一对电刷的接触刷的接触电压降降（V V）2.43.42.43.42.5额定定电流
13、密度（流密度（A/cmA/cm2 2）12121010允允许圆周速度（周速度（m/sm/s）70708080w要要注注重重日日常常维维护护，定定期期测测温温度度、电电流流和和压压簧簧压压力力，清清除除集集电电环环及及刷刷握握上上的的碳碳粉粉，保保持持碳碳刷刷及及整整流流子子滑滑环环光光面面清清洁洁，保保障障滑滑环环的的通通风风散散热热，防止通风孔阻塞防止通风孔阻塞w检检查查，擦擦拭拭、清清理理通通风风管管路路和和滑滑环环沟沟道道；集集电电环环表表面面抛抛光光，有有计计划划地地进进行行滑滑环环的的防防锈锈和和除除锈锈，对对滑滑环环的的沟沟道道和和刷刷握握、通通风风孔孔进进行行吹吹灰灰和和清清抹抹
14、，但但要要注注意意季季节节气气候候的的变变化化，擦擦拭拭滑滑环环后后液液体体未未完完全全挥挥发发会会导导致致励励磁磁系系统统绝绝缘缘电电阻阻值值下降。下降。 滑环通风孔堵塞情况滑环通风孔堵塞情况滑环光洁度检查滑环光洁度检查3.43.4平衡滑环工作环境，互换滑环平衡滑环工作环境，互换滑环极性，延长使用寿命极性，延长使用寿命 工工作作在在负负极极的的滑滑环环处处于于发发射射电电子子的的状状态态，运运行行时时间间越越长长，释释放放电电子子越越多多，滑滑环环表表面面也也会会不不光光滑滑，实实地地检检查查也也证证明明了了这这一一点点，所所以以，为为了了延延长长负负极极滑滑环环的的寿寿命命，应应该该按按照
15、照发发电电机机运运行行时时间间，平平衡衡正正负负极极滑滑环环的工作环境，互换滑环极性。的工作环境，互换滑环极性。 碳刷改型前后载流情况比较原型号 第一组 新型号碳刷改型前后载流情况比较原型号 第二组 新型号碳刷改型前后载流情况比较原型号 第三组 新型号结论效果结论效果 2003年年5月月，D172型型碳碳刷刷全全部部退退出出运运行行。两两年年多多来来，碳碳刷刷冒冒火火现现象象大大幅幅减减少少，维维护护工工作作量量也也降降低低了了。集集电电环环温温度度始始终终保保持持在在40-75之之间间，单单个个电电刷刷最最高高温温度度不不超超过过70。单单个个电电刷刷电电流流能能保保持持在在20-80A，电电流流分分布布均均匀匀，效果良好。效果良好。 欢迎批评指导！
