发电机碳刷打火原因和预防措施

次更换的电刷很多，应当在投运前冲转时，为电刷表面形成氧化膜留够充足的时间。（2）
电刷与集电环接触面过小，接触面积一般不应小于单个电刷截面的75％。（3）电刷在刷盒
中摇摆或动作卡阻。碳刷通过电流后发热，刷体膨胀，易卡在刷握，这时拉动刷辫感觉很
紧；部分碳剧由于振动、刷握不垂直等原因，会在刷握一侧的上沿和另一侧下沿产生明显
4制作工艺：金属石墨类：该类碳刷的主要材料是电解铜 和石墨。
天然石墨类 ：天然石墨是该类碳刷的主要原 材料黏结剂采用沥青或树脂，经过烘焙或1000度烧结而 成。这类电机有良好的润滑性能和集流性能。多数用于 运行平稳的中小型直流电机和高速汽轮发电机集电环。
电化石墨类 ：要成分是碳黑、焦碳和石墨等 各种碳素粉末材料组成，经2500度高温处理，使转化为 微晶型人造石墨。这类碳刷具有优异的换向性和自润滑 性能。
发电机碳刷打火原 因和预防措施
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一.碳刷的作用：
1.将外部电流(励磁电流)通过碳刷而加到转动的转子上.
发电的原理，是磁 场切割导线后，在 导线产生电流。 发电机是采用让磁 场旋转的方法切割 导线的。旋转磁场 是转子，被切割的 导线是定子。 为 了让转子产生磁场， 必须向转子的线圈 输入励磁电流。碳 刷就是用来将励磁 发电机产生的励磁 电流送入转子线圈 的。
卡阻，为防止此类现象发生，在安装时一要保证刷握垂直，另外碳刷与刷握之间的间隙应
符合产品的规定，当无规定时，其间隙可为0.10－0.20mm。电刷外形要方正，上下端尺寸
误差不得大于0.05mm。（4）刷握与集电环表面间隙过大。由于电刷材质较脆，当刷握与集
电环表面间隙过大时，运行中电刷不能整体接触集电环，与集电环呈斜面接触，容易造成
3碳刷打火的原因
3.2 由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热
有以下几个原因：（1）电刷与集电环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电 阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。同时检查回路中各螺丝是否紧固。检 查电刷接触面的清洁程度，是否存在油污污染。
（2）电刷压力不均匀或不符合要求。一般非恒压弹簧 碳刷新换上和压紧弹簧，碳刷与滑环接触面的接触紧力较大，即接触压降 小，所有32条碳刷工况相近，每条碳刷的电流接近相等，刷体的平均温度 较低，碳刷间电流相对稳定平衡（称作强平衡）。运行一段时间后，碳刷 的磨损量相近，但出现了氧化膜、气膜、卡阻等因素，碳刷磨短了或弹簧 压力降低了，碳刷接触面的接触紧力减小，碳刷间电流二次再分配，每条 碳刷的电流差别增大，处于不稳定平衡（称作弱平衡）。这个阶段时间长， 逐渐变化，不容易引起警觉。当环境温度升高或励磁电流增加时，随时可 造成弱平衡破坏。另外，非恒压碳刷随着碳刷的磨损，弹簧压力也会明显 减小，压力小到一定程度，接触不稳定，接触压降增大，发热增加。对以 上情况，可使用弹簧秤检查电刷压力，非恒压的电刷弹簧，有规定时压力 应符合其产品的规定，当无规定时，应调整到不使电刷冒火的最低压力， 一般为140－250g/cm2，同一刷架上每个电刷的压力应均匀。
碳刷适用于各种电动机、发电机、轮轴机。具有较好的换向性能，使用 寿命长。碳刷是用于电机的换向器或滑环上，作为导出导入电流的滑动接触 体，它的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火 花的本能。几乎所有的电机都使用碳刷，它是电机的重要组成部件。广泛适 用于各种交直流发电机，同步电动机，电瓶直流电动机，吊车电机集电环， 各型电焊机等等。 随着科学技术的发展，电机的种类和使用的工况条件越 来越多样化，因而需要有各种不同品级的电刷来满足这些要求，故电刷的种 类也随着电机工业的发展而越来越多。
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3碳刷打火的原因
氧化膜具有非常好的润滑性
能，电刷与集电环接触表面 起润滑作用的润滑层主要是 石墨膜，这层石墨膜，将电 刷与集电环分开，使摩擦在 石墨润滑层间进行，降低了 摩擦系数，减少了摩擦热的 产生，减少了电刷的磨损。 电刷的过热故障，很多情况 是由于氧化膜被破坏且无法 重新建立导致的。
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3碳刷打火的原因
3.3 由于机械及摩擦等原因造成的过热
集电环与电刷过热故障中，很大一部分是由于机械及摩擦等原因导致的过热，在某公司
#1#2发电机起机时而未加励磁的情况下（一般定速以后投入励磁系统），曾经发现集电环
与电刷温度高，或者在运行中温度过高，一般电刷温度超过100℃时，拔出几只电刷后，温
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一.碳刷的作用：
3.将大轴(地)引至保护装置供转子接地保护及测量转子正负对地电压.
4.改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)
除了感应式交流异步电动机没有外。其他的电机都有，只要转子有换向 环的都有。 碳刷它的作用主要是对金属磨擦的同时导电；它不象金属对金属磨擦导电 时一样；金属对金属磨擦导电时；磨擦力可能会增大；同时交接的地方可能 会烧结在一起；而碳刷则不会；因为碳和金属是两种不同的元素；它的用途 多半都用在电动机上；型状是多种多样的；有方的有圆的等等……
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3碳刷打火的原因
集电环-碳刷装置的火花故障不是一种频发性 故障，也不是一种很难分析判断的故障， 但根据 最近的事故统计资料表明，近年来由于环火造成 发电机滑环烧毁恶性事故却逐渐增多，下面通过 系统内发电机碳刷运行状况，分析由碳刷、集电 环造成发电机滑环火花故障的原因，介绍了防止 碳刷及集电环事故的预防措施。
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一.碳刷的作用：
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2 碳刷的分类
碳刷分类方法有：
1. 按材质的软硬可分为软质碳刷，中硬质碳刷和硬质碳 刷。
2. 按碳刷的使用对象可分为汽轮发电机用碳刷，轧钢电 机有用碳刷，牵引电机用碳刷，汽车拖拉机用碳刷，电 动工具用碳刷，飞机电机用电等。
3. 按碳刷的颜色分为黑色碳刷 (用纯碳石墨材料制成)和 有色碳刷 (用铜等金属材料和石墨制成)。
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3碳刷打火的原因
某公司1号发电机曾因励磁碳刷环火造成1次事故。当时 机组容量为 200 MW，发电机的励磁形式为他励，额定励磁 电流 1765 A，励磁碳刷采用非恒压形式，主励每极32条碳 刷，碳刷型号为D172HT（国产哈尔滨产）。事故发生后检 查发现滑环侧损坏非常严重，南北两个刷架上的刷握大部分 烧熔或部分烧熔，弹簧烧熔及断裂情况普遍，造成部分碳刷 脱出。固定刷握的铜支架也大多烧熔或部分烧熔。碳刷刷辫 大多烧断，部分碳刷烧熔。两侧刷架各有几个电弧烧伤点。 经申请中调同意转入小修。
度反而降低，那就基本可以肯定是由于机械及摩擦原因导致的。机械及摩擦导致发热的情
况很复杂，主要有以下几个方面：（1）电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷。
运行中更换电刷，在同一时间内，每个刷架上最多只允许更换电刷总数的1/4左右。换上的
新电刷应事先在与集电环直径相同的模型上研磨好，且新旧牌号须一致。如果在大修时一
电刷崩裂的情况。刷握与集电环表面的间隙应符合产品技术要求，当产品无规定时，其间
隙可调整为2－3mm。调整间隙时，可使用一层2－3mm厚的橡胶垫附在集电环表面，将刷
握抵到橡胶垫上，然后上紧定位螺丝，取出橡胶垫。（5）碳刷接触面形成气膜。D172碳刷
最大圆周速度为70 m/s，发电机励磁滑环直径为445 mm，折算后滑环表面圆周速度为69.9
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一.碳刷的作用： 200MW机组整流柜
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一.碳刷的作用： 300MW励磁机消音罩（旋转整流励磁、无刷）
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一.碳刷的作用： 300MW励磁机小间
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一.碳刷的作用： 300MW发电机消音罩、滑环刷架
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一.碳刷的作用： 2.将大轴上的静电荷经过碳刷引入大地(接地碳刷)
m/s，碳刷在允许最大速度下运行，很容易在碳刷接触面产生气膜和跳动，流过碳刷的电流
不稳定。
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3碳刷打火的原因
3.4 由于碳刷在运行过程中产生跳振
滑环由于长时间磨损，碳刷压力不均匀以及刷盒安装角度不与 滑环垂直，造成圆度和锥度超标，造成碳刷在运行过程中产生跳 振现象，某公司一期两台励磁机副励滑环都出现过此类现象。
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3碳刷打火的原因
电刷在集电环上运行时，会在其接触面上形成一 层均匀、适度、稳定的氧化膜，这是电机运行良好 的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在，改变了 电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、 延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜，其组成成 分与电刷型号及集电环的材料成分有关。氧化膜的 正常厚度在8－100nm的范围内，一般为25nm。一 般接触面只有电刷总面积的千分之几左右。接触面 积的大小，由电机的转速、集电环材质的硬度、加 工精度、偏摆度、电刷的材质、电刷上的压力大小 等因素来决定。
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3碳刷打火的原因
（3）集电环与转子引线接触电阻过大，这种情 况应对集电环与转子引线间的紧固螺丝进行加固。
（4）电刷材质不良、导电性能差、使用的型号 不符合要求或者使用了不同型号的电刷。同一电 机上应使用同一型号、同一制造厂的电刷，对于 外观检查有明显差异的电刷应更换。
（5）碳刷使用过程中电阻值逐渐增大。将购买 的新碳刷用电桥法测量：上海摩根碳刷其直阻值 为 0.018 ～ 0.020 Ω ， 法 国 罗 兰 碳 刷 其 直 阻 值 为 0.0017～0.0019Ω，电阻分散性不大（不同牌号的 碳刷其阻值相差很大，所以严禁不同牌号的碳刷 混用）；另外测量在机组使用一段时间后更换下 来 的 碳 刷 ， 测 得 上 海 摩 根 碳 刷 直 阻 值 为 0.018 ～ 0.02Ω，法国罗兰碳刷其直阻值为0.002～0.009Ω， 电阻分散性不大即部分碳刷的电阻增大了；将曾 经严重过热的碳刷拆下测得电阻值为0.02～0.3Ω， 电阻分散性很大，电阻也大了许多，电阻值的增 大使碳刷的电阻发热增加，同时也造成了电刷电 流分配的不均匀。
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3碳刷打火的原因
通风不良
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3碳刷打火的原因
3.2 由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热
集电环和电刷是通 过相互滑动接触导 通励磁电流的，根 据容量及型号的不 同，每个集电环上 大约分布着32只电 刷，由于接触电阻 的不同，电流分配 的差异，会导致发 热不均匀
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3碳刷打火的原因
电刷在运行中最常见的故障为发热、 产生火花，严重的烧损电刷刷握及 集电环。从产生过热故障的原因发 热看，主要有以下几个方面：
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3碳刷打火的原因
3.1 由于通风不良导致的
通风不良主要是因为冷却风道堵塞，集电环表面通风沟、 通风孔堵塞、循环风扇风量下降等原因，尤其是当运行中 集电环表面温度过高时，导致电刷磨损加剧，碳粉积聚增 加，有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。因此在大 小修时，应对集电环表面通风沟、孔以及冷却风道滤网进 Tsm 行清理，保持通畅。对于经过多次车削的集电环，如果集 电环表面的通风沟高度不到5mm，已经车削到径向限制孔 时，就应当按照说明书根据最小使用外径进行更换，以保 证集电环的机械及散热可靠性。（上面某公司#1发电机主 励碳刷长期发热的原因在上次增容改造过程中发现主励风 扇挡板装反，造成冷却风量不足，导致集电环过热，重新 安装以后冷却效果明显）
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4碳刷打火的预防措施
4碳刷打火的预防措施
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4碳刷打火的预防措施
氧化膜的形成需要一些条件，当条件不满足时，氧化膜无法形成或形成不良， 主要有以下几个原因：（1）温度过高：电刷的氧化膜一般在70℃左右较易形成， 当集电环、电刷出现过热故障时，通常温度都在150℃以上，在05年夏季#1发电 机碳刷严重打火期间，最高曾测得225℃，此时即便换上新的电刷，氧化膜也不 易形成，无法起到润滑作用，电刷磨损将加剧，导致温度继续升高，成为恶性 循环。此时可采取外部强迫降温的方法，譬如涂抹凡士林、大功率风扇通风等 手段，使集电环温度降到正常范围内，持续一段时间，让电刷表面氧化膜逐渐 形成，使之进入良性循环状态。（2）冷却空气中有污染性杂质：空气中的杂质 对电刷表面氧化膜的形成将带来不利影响，这些杂质包括：硫化物或卤族元素 的腐蚀性气体、空气中油气混合物、粉尘、铁屑、铁锈粉尘、碳粉等其他杂质。 某公司1号、2号、5号、6号发电机曾经由于消音罩轴封或轴瓦密封轴封间隙调 整不合适和漏油，致使滑环和碳刷上附着油污和粉尘，另外电刷磨损时，本身 会产生碳粉的粉尘杂质，可采用在刷架罩冷却通风循环通道上安装过滤装置来 改善刷架罩内的空气质量。（3）空气湿度太低或含氧量太低：电刷表面氧化膜 的形成需要空气中有一定的水分含量，即空气湿度不能太低，但也不能太高。 另外，氧化膜的形成主要与空气中的氧气发生氧化作用而产生，当含氧量过低 时也不利于氧化膜的形成。