電刷冒火

電刷冒火，在國產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機上已發(fā)生多次。據(jù)有關文獻介紹發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障約占發(fā)電機總強迫停機的 32.6%，滑環(huán)、電刷環(huán)火燒損約占勵磁系統(tǒng)事故總數(shù)的 26%。某公司蘇制 210MW 發(fā) 電機電刷冒火自機組投產(chǎn)以來經(jīng)常發(fā)生。因電刷冒火，#3 發(fā)電機燒壞刷架護板及滑環(huán)，造成兩次停 機事故；#4 發(fā)電機 1990 年因電刷冒火，發(fā)電機泄氫，引起氫爆炸著火停機，處理時間共計 506 小 時，少發(fā)電量 9000 萬千瓦時；#6 機因主勵磁機電刷冒火嚴重，引起勵磁系統(tǒng)異常；#1、2 機組也頻繁發(fā)熱冒火，維護處理工作量增大，嚴重制約著安全文明生產(chǎn)和機組穩(wěn)定運行。

電刷冒火成為威脅機組安全運行的一個重要因素，也是長期以來困擾電氣運行和檢修人員的一個難題。為避免事故的 發(fā)生，圍繞電刷冒火這個難題，查出引起電刷冒火的各種因素，提出改進措施，防止因電刷冒火引 起停機甚至火災事故，保證機組的安全運行。因此，消除發(fā)電機電刷冒火對提高機組運行穩(wěn)定性具 有十分重要的意義。

設法減小接觸電阻

1、定期清掃

對電刷、刷握、刷架、滑環(huán)表面與刷握內(nèi)的碳粉，滑環(huán)周圍的粉塵，油污，用壓 縮空氣吹掃，和干凈帆布清擦。使電刷、刷架、滑環(huán)、電刷經(jīng)常保持清潔。規(guī)定每周吹掃不少于二 次，每周至少應取下 4 組進行檢查清理。利用停機機會必須對裝置徹底清洗一次，用干凈的白布， 蘸酒精清掃滑環(huán)表面與刷握內(nèi)的碳粉精或用汽油擦拭滑環(huán)表面，使其保持清潔光滑。

2、滑環(huán)在運行中由于發(fā)熱冒火會使滑環(huán)表面產(chǎn)生麻點，發(fā)現(xiàn)麻點后利用停機機會進行拋光處理； 電刷裝置接觸不良還進行了鍍銀處理。使滑環(huán)及電刷裝置的接觸電阻大大降低。

3、做好防止軸瓦摔油，使大量油污染滑環(huán)和電刷裝置，增大滑環(huán)與電刷接觸電阻的安全運行措 施。

在滑環(huán)表面車螺旋狀溝槽

電刷冒火往往是從發(fā)熱開始引起的，發(fā)電機運行中，當滑環(huán)和電刷滑動接觸時，會產(chǎn)生高熱。 為了增加散熱面積，加強冷卻，讓電刷的粉末容易排出，利用機組檢修機會，在發(fā)電機滑環(huán)表面車上螺旋狀的溝槽后，電刷冒火現(xiàn)象基本消除。

調(diào)整各電刷壓力均勻

1、經(jīng)常及時調(diào)整彈簧壓力，使電刷受力均勻。提拉每個電刷，檢查電刷有無卡澀，及異常的振動。調(diào)整壓力的原則，在確保電刷不冒火的前提下，盡量減少彈簧壓力。當出現(xiàn)電刷火花時，要合 理地進行調(diào)整，不能見哪一塊電刷冒火，就對其施加壓力，而應對不冒火的電刷調(diào)整，直至火花消 除為止。刷握和滑環(huán)間距 5~8mm，電刷和刷握間隙 0.1~0.2mm，刷握間距 1~3mm。

2、用彈簧秤檢查電刷壓力,進行調(diào)整（電刷的壓力應按制造公司規(guī)定, 制造公司無規(guī)定者可調(diào)整 到不發(fā)生火花情況下的最低壓力，一般為 200~300g/cm²），特別注意使各電刷的壓力均勻，其差別不應超過5% 。

電刷裝置在大型汽輪發(fā)電機上，不論是采用交流勵磁機-靜止整流器勵磁方式，還是采用自并勵靜止勵磁方式，都需要借助滑環(huán)與電刷裝置二者組成的滑動接觸導流環(huán)節(jié)向轉(zhuǎn)子繞組提供勵磁電 流。由此可見，滑環(huán)-電刷裝置的正常工作對保證發(fā)電機可靠運行的重要性不言而喻。

對于大型汽 輪發(fā)電機，由于傳導的勵磁電流大、滑環(huán)運行的線速度高、周圍的運行環(huán)境差等原因引起勵磁回路 運行溫度高、滑動接觸損耗大；又由于滑環(huán)鄰近發(fā)電機勵側(cè)軸承，軸承油煙和滲漏的油液易侵入滑 環(huán)隔音罩或小室內(nèi)，與碳粉、灰塵混合，形成威脅滑環(huán)—電刷裝置正常運行的污垢。滑環(huán)與電刷之 間出現(xiàn)火花是兩者在滑動接觸導流過程中失去正常工作條件最直接的表現(xiàn)。這種狀況如不及時改善， 火花將會擴展蔓延，終致釀成環(huán)火，燒損刷握、刷架，甚至損傷滑環(huán)及其絕緣，可能造成一點接地。

1、電刷的牌號或尺寸不符。

2、電刷壓力過大或不足。

3、電刷與滑環(huán)接觸面不夠。

4、滑環(huán)表面不平或不清潔。

5、電刷在刷握內(nèi)卡住。

電刷固定在有刷電機的電刷盒內(nèi)，如圖4所示。為通過大電流，電刷可用低電阻值的銅石墨制成。有刷電機上的電刷有1對或2對，其中1對的較多。電刷有正極和負極之分，正極電刷與控制器驅(qū)動線正極相連，·般為黃色線；負極電刷與控制器驅(qū)動線負極相連，一般為綠色線。電刷在電刷彈簧的作用下貼靠在換向器上。

電刷架在電機上的位置如圖4所示。電刷架上有電刷盒，其外形如圖4所示。其作用是將電刷固定在應有位置上，但又要保證電刷在刷盒中能自由活動，配合間隙既不能太大又不能太小。若配合間隙太大，電機運轉(zhuǎn)時電刷可能在換向器表面產(chǎn)生傾斜和跳動，從而影響換向。若配合間隙太小，當電刷在負載下發(fā)熱膨脹時可能卡死。

電刷彈簧的作用是施予電刷一定的壓力，以保證電刷與換向器在電機運轉(zhuǎn)時始終有良好的接觸。屯刷彈簧在電機上的位置如圖4所示。施予電刷的單位面積壓力增大，電刷與換向器的接觸電阻就減小，則電損耗減小，但摩擦損耗增大?？倱p耗呈馬鞍形變化，而在總損耗最小時的單位壓力下，電刷的磨損率瞧最小。所以，選擇施予電刷的壓力時，應考察電機運轉(zhuǎn)中總損耗和電刷磨損最小時相應的單位壓力，對于金屬石墨電刷，這個壓力一般為1.5～2.5N/cm²。在確定初始壓力時，應考慮電刷在磨損過程中縮短時彈簧因伸長其壓力會減小的因素。施予電刷的單位壓力減小到低于某一極限時，電刷與換向器之間的接觸就開始不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)機械性火花，這時就應該更換電刷了。

(1)在使用過程中，電刷會逐漸磨損，當電刷的長度小于規(guī)定的磨損極限(新電刷長度的2/3)時，應更換電刷。

(2)沿電刷的中心線方向，電刷彈簧對電刷的壓緊力稱為電刷彈簧的彈力。彈力過小會影響電刷與換向器的緊密接觸，彈力過大會加速電刷與換向器的磨損。電刷彈簧的彈力應符合電機制造廠的規(guī)定(一般為5～10N)。

(3)引起電刷彈簧彈力改變的主要因素是電刷彈簧變形、折斷及電刷磨損等。當電刷彈簧變形時，應予以矯正。電刷嚴重磨損，即長度小于規(guī)定的磨損極限時應予以更換。

(4)電刷裝在刷盒中應能自由滑動，無卡滯現(xiàn)象。新研磨的電刷應在電機輕負荷下磨合1h后再轉(zhuǎn)人大負荷工作。

1. 按材質(zhì)的軟硬可分為軟質(zhì)電刷，中硬質(zhì)電刷和硬質(zhì)電刷。

2. 按電刷的使用對象可分為汽輪發(fā)電機用電刷，軋鋼電機用電刷，牽引電機用電刷，汽車拖拉機用電刷，電動工具用電刷，飛機電機用電等。

3. 按電刷的顏色分為黑色電刷(用純碳石墨材料制成)和有 色電刷(用銅等金屬材料和石墨制成 ) 。

4. 按電刷材料的不同，可分為：石墨電刷；電化石墨電刷；金屬石墨電刷。