發電機電刷冒火花的原因與解決

      發電機電刷及勵磁機電刷電阻系數較小、性能比較穩定，但因受其通流的大小、電刷的壓力、周圍的環境溫度、濕度、清潔度、電刷與滑環表面的磨損以及本身制造工藝等因素影響，在長期運行運行中，若沒有在第一時間發現隱患并果斷作出判斷處理，發生電刷冒火花、環火甚至因電刷原因被迫停機的事件是在所難免的。
 
　　發生電刷冒火花的原因很多，相關資料、規程都對其作了詳細的敘述，但在實際生產中真正造成電刷冒火花的原因大概有以下幾種：
 
　　1、電刷電流密度過大。實際運行中，若果一兩個電刷因機械原因卡澀，彈簧壓力不足等原因不出力，為維持正常負荷，通過其他電刷的電流就將增大，在增大通流的電刷中如果有被摩偏的電刷，因跟滑環接觸面積減小，接觸面通流密度增大。根據Q=I*IRT，發熱量跟電流的平方成正比，積聚的熱量無法散發出去時，溫度急劇升高，電刷與滑環接觸面就會產生火花。另外火花的產生后，使電刷工作環境更加惡劣，從而惡性循環，使電刷冒火花更嚴重，幾個都有這種情況嚴重時就會發生環火。
 
　　2、電刷壓力不均勻或不符合要求。電刷出廠時廠家都有相關：電刷壓力調整到不發生火花的最低壓力，經過科學論證和實踐總結，最低壓力一般為200～300ɡ/c㎡，即0.02～0.03MPa,要求各個電刷之間的壓力也要均勻，其差別不超過10。發電機在長期運行中如果某個電刷摩擦過短，或電刷在刷框內滯卡的情況下，壓力將出現不均勻。此外受機械、彈簧本身受熱變軟等因素影響造成壓力達不到電刷不發生火花的最低理論要求。還有我們在壓緊、提拉碳電刷時，有時靠感覺，沒有經驗積累，操作誤差是很大的。
 
　　3、電刷表面不潔。這一點最讓人忽略的，正常運行的發電機電刷密封在密閉的柜子內，兩極電刷中間有套在軸上齒輪狀軸流風扇，靠轉子轉動把磨下的石墨碳粉、電刷的發熱及時抽走，達到清潔冷卻的作用。如果柜門關不嚴，或巡檢時忘記關門，外面的粉塵伴隨著熱空氣吸進電刷，附著在刷柱上，一方面影響電刷散熱。另一方面電刷發生火花時因刷柱表面不潔，刷柱之間絕緣強度不夠很容易環火。此外滑環上車有螺旋狀一道道溝槽，這是為了增加電刷散熱面積，改善同電刷接觸，使電刷更充分冷卻，同時更容易讓碳粉抽走。柜門若關不嚴，風扇抽力不足外面粉塵也很輕易附著在螺旋狀溝里，后果是可想而知的。勵磁機電刷考慮其電壓等級比較低裸露在外面，在此也建議一下檢修定期清潔。前幾天我廠發生過勵磁電刷冒火花被迫停機事件，原因多方面的，往往小事釀成大禍。我們應該引起足夠重視。
 
　　4、軸承振動大。一二期大軸都帶勵磁機，由于軸承長、帶的附加設備多了，振動自然就很難控制到最低，。機組長時間運行，疲勞、老化等等復雜因素引起軸承振動加大，電刷隨著震動，將使刷柱摩擦不均、引線及彈簧松動，發生局部冒火花慢慢進一步影響全局。
 
　　其他如電刷制造工藝差、研磨不良、電刷位置不對、其隙不均勻、接觸電阻過大、負荷高、短路等原因，在實際中可能有，但幾年來的生產實踐看上述4點的原因居多。
 
　　由于電刷冒火花處理在相關資料中有，但規程沒有作詳細規定，最近部里陸續出臺了好多行之有效措施，我覺得非常有必要。在這里靠幾年經驗積累與大家交流一下，不對地方還請大家批評多多指正。
 
　　勵磁機電刷冒火花時，沒見過、沒處理過的同志見到帶電體冒火花，一定非常恐懼，無所適從，其實枉然。勵磁機轉子額定電壓是27V，一般滿負荷都是18-20V左右，遠遠低于人體的安全電壓36V，也就是說人體電阻對于36V以下電壓是絕緣的。這已經是科學實驗、論證得出權威結論，不容置疑的。我幾次因找不到線手套趕時間赤手上陣。盡管是安全的，但有點違背安全規定，領導也不提倡，但我們的絕緣手套又太笨重，大家應有同感，最好找個線手套戴上操作，保護人身安全永遠是對的！另外大家壓電刷時不要太用力，我在前面敘述過電刷壓力有相關規定，壓到不冒火花時的最低壓力，這要靠自己經驗和感覺，當你壓2-3格火花沒有了，稍等下適當松回1-2個格，這樣防止因壓力高第二天電刷會死灰復燃。如果兩到三個電刷同時冒火花已漸成環火，壓不起作用時，就索性松開中間一兩個，弧光電阻增大了，環火的機會減少了，然后把其他壓完后，再把松開的壓回。這里提一下，雖然設計上電刷的容量夠兩倍以上的額定電流，夠勵磁系統調節器高起始響應強勵動作，但我查了相關資料只建議最多拉下單極20的電刷，即發電機電刷10*20=2，勵磁機8*20=1.6(以上說的都是單極)也就要求拉掉單極最多不超過2個，可能怕原來若已有一兩個不出力的再拉掉兩個，相當一半不出力了，防止調節器在手動方式時失磁，自動方式時到達強勵條件時強勵動作，使極少數工作的電刷通流急劇增加，以致于使事件進一步惡化。我在這方面也求證了電機班的同志，他們說可以少量拉掉電刷，他們平時更換時也要拉掉再更換的，但也建議不要同時拉掉多個電刷。
 
　　發電機電刷冒火花時，發電機電刷每組有四個并列刷柱，每個刷柱都有一個刷辮(銅阻絲)連接，我們要戴好絕緣手套，因發電機勵磁電壓額定是365V，正常時也有180-200V，超過人體的安全電壓。反復提拉對應冒火花的刷辮，調整電刷電流分配均勻，讓彈簧壓力最大的釋放，也防止刷柱滯卡、磨偏。另外提拉時不能用力過猛，防止拉斷刷辮。這里順便提一下，發電機電刷冒火花發生的少，有些小同志沒見過也不知道咋處理冒火花的電刷，以為壓電刷的手柄就行了，其實不是這樣，手柄是固定、裝、取電刷用的。你是壓或拉不動的，如果想取下電刷時，手握把柄左轉90度，輕輕一拉整個一組電刷就都下取下了。
 
　　發生電刷冒火花嚴重或已經幾個電刷環火，適當降無功達到降勵磁電流的目的，減小局部不良電刷工作壓力。但要防止發電機勵磁調節器手動方式下失磁，自動方式下強勵。這時通知機爐降有功(無功會跟著下降)是非常必要的。誠然，發電機電刷冒火花嚴重時我們采取的一系列措施無非為檢修贏取時間。