发电机碳刷冒火原因及解决方法
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滑环极性，延长使用寿命
3.1重新选取合理的电刷 和电刷压力机构
根据设备运行条件及相关产品资料， 按电刷的类别、型号、电阻率、硬度、 接触电压降、磨擦系数、额定电流密 度、最大圆周速度、应用范围等方面 进行综合考虑，参考一些电厂的经验， 重新进行碳刷及配套选型，
碳刷的特性参数对比
型号
D172
NCC634
80 ~ 100 >100
电流 A
28 ~52 20~28，52 ~60 8~20，60 ~72
0~8，72 ~80 80以上
评价
非常好 好
较好 不良
坏
1.4 碳刷的接触电阻
滑环和碳刷的接触电阻，与氧化膜、 材质、温度、压力有关。
更换压簧： 2*0.6 kg⁄ cm2， 2*0.8 kg⁄ cm2
2.3 碳刷的研磨
应在接近滑环半径的弧面上 进行，有条件的可制作和碳 刷、滑环工作状态相符相近 的工具，进行机械研磨，尽 量增大接触面积，装入刷握 前用棉布将表面擦拭干净， 防止带入砂粒磨损滑环表面。
2.4 碳刷维护清扫
集电环表面和刷握内有碳粉 聚集，会使散热条件变差， 接触电阻增大，温度升高， 集电环与电刷磨损过多，接 触不良，还会使部件的绝缘 性能下降。
2.5 碳刷维护的顺序
按照电流、温度由小到大逐 个进行处理，应从温度低、不冒 火、不卡涩的碳刷开始，因为这 种碳刷没有电流流过或电流较小。 禁止由电流大、冒火严重的入手， 否则电流分布将更将恶化。
应对措施及解决方法
3.1重新选取合理的电刷和电 刷压力机构
3.2加强运行维护 3.3停机后的保养 3.4平衡滑环工作环境，互换
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， 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 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 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 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 成系统出力下降，而且对发电机组本身也将 产生危害。
1.3 载流的均衡性
电流分布变差系数： 每块电刷电流值X的标准差σn与电流值
的平均值的百分数来表示， 标准差σn为单只碳刷的电流值与碳刷
平均电流的差的绝对值。
δn
Xx
100%
100%
x
x
变差系数图解
非常好 好
较好 不良
电流分布变差系数应用举例：
转子电流1600A，平均电流40A
电流分布变差 系数% <30 30 ~ 50 50 ~ 80
U ，V，单簧
1.5 碳刷的硬度
更换研磨困难 运行中不易磨合 运行容易冒火 易出现高温 但寿命长
1.6 碳刷的振动
造成滑环、碳刷接触不好，
原因： 机组振动、轴系偏心，圆度差
1.7 滑环的冷却方式
吹入式 抽吸式
吹入式冷却
抽吸式冷却
运行维护方面
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
较好
不良
11%
3%
39%
好 28%
30-50% >80%
全接触时碳刷额定电流：12A/cm2×8cm2=96A 发电机额定励磁电流为2203A，所以碳刷如
果均匀通过电流则平均每个碳刷通流 2203÷36=61.2A。
但不能真实反映碳刷的实际运行情况。
1.3 载流的均衡性
是碳刷工作最重要的一项指标，影响原因很 多，主要因素有：
压簧压力、温度、材质、接触面积，连接导 线情况等
1.1 碳刷的允许速率
滑 环 直 径 为 420mm ， 转 子 的 额 定 转 速 为
3000r/min ，
υ=πDn=3.14×0.42×3000/60=65.94 m/s
D172允许圆周速度：70 m/s
结论：处在上限区域，裕度较小
1.2 碳刷的载流量
D172碳刷的额定电流密度12A/cm2，截 面积为25mm×32mm，为8cm2
碳刷电流、温度的测量。 压簧压力的测量。 碳刷的研磨。 刷握及滑环的清扫。 碳刷维护的顺序。
2.1 Байду номын сангаас刷电流、温度的测量
利用钳型直流表和红外线测 温仪，定时进行碳刷温度、电流 的测量，掌握运行工况、运行状 态，发现异常现象。
2.2 压簧压力的测量
压簧由于受热，卡涩等可能 造成压力变化，所以应定期 检查、更换压簧，防止个别 碳刷过流、过热或产生火花、 刷辫烧焦、烧断现象的发生。
3.3停机后的保养
检查，擦拭、清理通风管路和滑 环沟道；集电环表面抛光，有计 划地进行滑环的防锈和除锈，对 滑环的沟道和刷握、通风孔进行 吹灰和清抹，但要注意季节气候 的变化，擦拭滑环后液体未完全 挥发会导致励磁系统绝缘电阻值 下降。
滑环通风孔堵塞情况
滑环光洁度检查
3.4平衡滑环工作环境，互换滑环 极性，延长使用寿命
碳刷冒火原因分析
1．设备的性能方面。 2． 运行维护方面。
D172碳刷的特性参数
项目 规格尺寸（mm）
参数 25*32*65（长）
电阻系数（微欧.米） 摩擦系数
一对电刷的接触电压降（V）
10—16 ≤0.2 2.4—3.4
额定电流密度（A/cm2）
12
允许圆周速度（m/s）
70
设备性能方面
1.1 碳刷的允许速率。 1.2 碳刷的载流量。 1. 3 载流的均衡性。 1. 4 碳刷的接触电阻。 1.5 碳刷的硬度。 1.6 碳刷运行中振动 。 1.7 碳刷的通风冷却。
工作在负极的滑环处于发射电 子的状态，运行时间越长，释放电 子越多，滑环表面也会不光滑，实 地检查也证明了这一点，所以，为 了延长负极滑环的寿命，应该按照 发电机运行时间，平衡正负极滑环 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
11% 22%
28%
<30% 50-80%
规格尺寸（mm）
25*32*65（长）
电阻系数（微欧.米） 摩擦系数
一对电刷的接触电压降（V）
10—16 ≤0.2 2.4—3.4
18 0.2—0.29
2.5
额定电流密度（A/cm2）
12
10
允许圆周速度（m/s）
70
80
3.2加强运行维护
要注重日常维护，定期测温 度、电流和压簧压力，清除 集电环及刷握上的碳粉，保 持碳刷及整流子滑环光面清 洁，保障滑环的通风散热， 防止通风孔阻塞
3.1重新选取合理的电刷 和电刷压力机构
根据设备运行条件及相关产品资料， 按电刷的类别、型号、电阻率、硬度、 接触电压降、磨擦系数、额定电流密 度、最大圆周速度、应用范围等方面 进行综合考虑，参考一些电厂的经验， 重新进行碳刷及配套选型，
碳刷的特性参数对比
型号
D172
NCC634
80 ~ 100 >100
电流 A
28 ~52 20~28，52 ~60 8~20，60 ~72
0~8，72 ~80 80以上
评价
非常好 好
较好 不良
坏
1.4 碳刷的接触电阻
滑环和碳刷的接触电阻，与氧化膜、 材质、温度、压力有关。
更换压簧： 2*0.6 kg⁄ cm2， 2*0.8 kg⁄ cm2
2.3 碳刷的研磨
应在接近滑环半径的弧面上 进行，有条件的可制作和碳 刷、滑环工作状态相符相近 的工具，进行机械研磨，尽 量增大接触面积，装入刷握 前用棉布将表面擦拭干净， 防止带入砂粒磨损滑环表面。
2.4 碳刷维护清扫
集电环表面和刷握内有碳粉 聚集，会使散热条件变差， 接触电阻增大，温度升高， 集电环与电刷磨损过多，接 触不良，还会使部件的绝缘 性能下降。
2.5 碳刷维护的顺序
按照电流、温度由小到大逐 个进行处理，应从温度低、不冒 火、不卡涩的碳刷开始，因为这 种碳刷没有电流流过或电流较小。 禁止由电流大、冒火严重的入手， 否则电流分布将更将恶化。
应对措施及解决方法
3.1重新选取合理的电刷和电 刷压力机构
3.2加强运行维护 3.3停机后的保养 3.4平衡滑环工作环境，互换
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， 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 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 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 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 成系统出力下降，而且对发电机组本身也将 产生危害。
1.3 载流的均衡性
电流分布变差系数： 每块电刷电流值X的标准差σn与电流值
的平均值的百分数来表示， 标准差σn为单只碳刷的电流值与碳刷
平均电流的差的绝对值。
δn
Xx
100%
100%
x
x
变差系数图解
非常好 好
较好 不良
电流分布变差系数应用举例：
转子电流1600A，平均电流40A
电流分布变差 系数% <30 30 ~ 50 50 ~ 80
U ，V，单簧
1.5 碳刷的硬度
更换研磨困难 运行中不易磨合 运行容易冒火 易出现高温 但寿命长
1.6 碳刷的振动
造成滑环、碳刷接触不好，
原因： 机组振动、轴系偏心，圆度差
1.7 滑环的冷却方式
吹入式 抽吸式
吹入式冷却
抽吸式冷却
运行维护方面
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
较好
不良
11%
3%
39%
好 28%
30-50% >80%
全接触时碳刷额定电流：12A/cm2×8cm2=96A 发电机额定励磁电流为2203A，所以碳刷如
果均匀通过电流则平均每个碳刷通流 2203÷36=61.2A。
但不能真实反映碳刷的实际运行情况。
1.3 载流的均衡性
是碳刷工作最重要的一项指标，影响原因很 多，主要因素有：
压簧压力、温度、材质、接触面积，连接导 线情况等
1.1 碳刷的允许速率
滑 环 直 径 为 420mm ， 转 子 的 额 定 转 速 为
3000r/min ，
υ=πDn=3.14×0.42×3000/60=65.94 m/s
D172允许圆周速度：70 m/s
结论：处在上限区域，裕度较小
1.2 碳刷的载流量
D172碳刷的额定电流密度12A/cm2，截 面积为25mm×32mm，为8cm2
碳刷电流、温度的测量。 压簧压力的测量。 碳刷的研磨。 刷握及滑环的清扫。 碳刷维护的顺序。
2.1 Байду номын сангаас刷电流、温度的测量
利用钳型直流表和红外线测 温仪，定时进行碳刷温度、电流 的测量，掌握运行工况、运行状 态，发现异常现象。
2.2 压簧压力的测量
压簧由于受热，卡涩等可能 造成压力变化，所以应定期 检查、更换压簧，防止个别 碳刷过流、过热或产生火花、 刷辫烧焦、烧断现象的发生。
3.3停机后的保养
检查，擦拭、清理通风管路和滑 环沟道；集电环表面抛光，有计 划地进行滑环的防锈和除锈，对 滑环的沟道和刷握、通风孔进行 吹灰和清抹，但要注意季节气候 的变化，擦拭滑环后液体未完全 挥发会导致励磁系统绝缘电阻值 下降。
滑环通风孔堵塞情况
滑环光洁度检查
3.4平衡滑环工作环境，互换滑环 极性，延长使用寿命
碳刷冒火原因分析
1．设备的性能方面。 2． 运行维护方面。
D172碳刷的特性参数
项目 规格尺寸（mm）
参数 25*32*65（长）
电阻系数（微欧.米） 摩擦系数
一对电刷的接触电压降（V）
10—16 ≤0.2 2.4—3.4
额定电流密度（A/cm2）
12
允许圆周速度（m/s）
70
设备性能方面
1.1 碳刷的允许速率。 1.2 碳刷的载流量。 1. 3 载流的均衡性。 1. 4 碳刷的接触电阻。 1.5 碳刷的硬度。 1.6 碳刷运行中振动 。 1.7 碳刷的通风冷却。
工作在负极的滑环处于发射电 子的状态，运行时间越长，释放电 子越多，滑环表面也会不光滑，实 地检查也证明了这一点，所以，为 了延长负极滑环的寿命，应该按照 发电机运行时间，平衡正负极滑环 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
11% 22%
28%
<30% 50-80%
规格尺寸（mm）
25*32*65（长）
电阻系数（微欧.米） 摩擦系数
一对电刷的接触电压降（V）
10—16 ≤0.2 2.4—3.4
18 0.2—0.29
2.5
额定电流密度（A/cm2）
12
10
允许圆周速度（m/s）
70
80
3.2加强运行维护
要注重日常维护，定期测温 度、电流和压簧压力，清除 集电环及刷握上的碳粉，保 持碳刷及整流子滑环光面清 洁，保障滑环的通风散热， 防止通风孔阻塞