碳刷打火.doc

1、 汽轮机轴承振动过大，导致发电机或励磁机碳刷在刷框中跳动。火花依振动的大小而不同。* t. W, w0 B, , 7 M# l: C) , a2、滑环表面不清洁，碳刷引起打火。4 y5 V1 E2 k! I( ( |3、更换碳刷时没有将碳刷表面磨出弧形，不能和滑环紧密接触。1 Y& R7 _/ U! 4、碳刷碳质不好，材质过硬。4 & T X, K8 j. e/ S5、碳刷的弹簧压力过小。0 W6 r% X1 a, X1 k7 F6 V; j9 c6、碳刷在刷握内犯卡，碳刷不能自由活动。/ w: q+ YX; C, Q; G, H/ w7、碳刷过短或者过长都会引起碳刷打火。6 J9 ?9 f8 Q8 e4 S4 H$ G f6 N3 U8、碳刷牌号不符合规定,或换用了不同牌号的碳刷。0 d0 o! R+ - a$ I, R+ I3 - 4 j9、刷辫是否完好无断股，引线和接线端子间的连接是否松动。若接触电阻大,也会造成负荷分配不均匀，导致碳刷打火。( q: V9 _ $ A2 P; P10滑环不圆,表面不平,严重磨损或撞动.应进行车磨加工.。& ?, & p2 s- X! O9 g 7 t- z, | g2 l5 |$ _碰到碳刷冒火花，电气运行一般先会观察碳刷冒火花的数量和程度，会不会 b: # a5 j r1 q, I( t5 O有导致弧火短路的可能。接着调整一下冒火碳刷的弹簧压力，碳刷是否有卡涩现象。若调整无效或碳刷过短，就会填写缺陷单和汇报值长减少出力。而个别人的做法是减少有功和无功出力。我觉得不需要减少有功，只需要把无功尽量减少到低位，只要不是长时间进相就成，虽然我们的机组都做过进相试验，但我不清楚本厂的发电机到底能不能长时间进相运行？这里我想讨论一下为什么不需要减少有功，因为碳刷冒火花说到底是励磁回路方面的故障，简单点说属于是无功的范畴。减少无功的目的是为了降低整个励磁回路电流。有些电厂因为根据功率因素来调整无功功率，所以在额定的功率因素下，减少有功也能相应的降低无功功率。其次我们必须加大对冒火碳刷的温度检测和温升监控。一般碳刷温度不得超过100度。因为温度超过100度以后碳刷与整流子表面的接触电阻就会增大，碳刷的压簧也会因为过热而使压力减少，这样接触电阻会更大，发热会更严重，从而造成雪崩效应，很有可能把励磁机烧掉。碳刷温升不得超过55度，关于环境温度设置，我们可以用红外线测温仪测试一下地面温度，以此作为基准来比较温升情况，建议在现场可装设一个环境温度表计，并把此数据抄表，以便出现异常状态时作分析。（一）励磁机电刷故障原因设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu发电机励磁机电刷故障，其主要表现为电刷打火。电刷打火引起的原因众多，相当复杂，但主要有以下几个方面：设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu1电刷与换向器接触不良。电刷与换向器接触不良的主要原因是：设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu(1)电刷表面与换向器工作面之间有油污和杂物。(2)电刷与刷握之间的间隙不合适或刷握内孔粗糙。电刷与刷握之间的间隙过大，运行时电刷在刷握内晃动，影响接触的稳定；间隙过小或刷握内孔粗糙，影响电刷在刷握内的自由滑动，甚至出现卡刷；电刷受力不合理还可能造成电刷与刷握壁产生电流通路，而导致电刷附焊现象。(3)电刷压力调整不当。一是压力大小不当，压力过大时使电刷与换向器之间的摩擦力增大，机械磨损加剧，产生比正常运行时较多的热量不易散发；压力过小时电刷与换向器接触不良，易产生火花。二是各电刷压力不均匀。(4)电刷刷握，电底边与换向器表面的间隙不合适刷的滑入边和滑出边与换向器不平行。间隙距离过小，会碰撞换向器表面，换向器易受损；距离过大，电刷跳动易产生火花。(5)发电机组安装不良，调整不当，使发电机中心水平不理想，运行时机组振动，造成发电机转子轴向窜动超差，使电刷在换向器上的运动轨迹不是一个规则的圆，从而使电刷与换向接触不良，实际接触面积减少。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu2电刷的牌号或尺寸不合适。或牌号虽符合，但电刷质量不好。就会使电刷之间电流分配不均匀，流过电流大的电刷会发热，产生火花。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu3电刷不在中性线上，调整角度不对；励磁机磁场间隙不均。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu4磁场间隙不均一般是励磁机大修后装复造成的，磁场间隙不均会使磁场中心与大轴中心不一致，从而使电刷产生火花。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu5换向器与电刷接触的表面上一层自然形成的氧化亚铜薄膜遭到破坏，本已形成的近似线性电阻的换向不复存在，在接触面重新形成氧化膜的过程中引起换向器火花。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu（二）励磁机电刷故障主要处理方法设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu首先，针对励磁机转子直径变小，碳刷与换向器间的接触压力不足的现象，可以对碳刷的弹簧进行改造，增大弹簧的弹性，使弹簧在被磨损到比较短的时候与换向器间的接触压力仍然能得到保证，不会导致因碳刷接触压力减小而打火。其次，为了保证碳刷质量，应该统一采用同一种质量较好的适合于本厂机组型号的碳刷。这一方面便于管理，另一方面有利于探索调整的方法、总结经验和更好地维护。更重要的是要加强发电机和励磁机的日常检查即巡检和点检，发现异常，及时处理解决，不要使问题扩大，减少机组的起停次数。再次，每次停机检修，如果破坏了换向器表面的氧化亚铜保护薄膜，开机前则必须留出足够的时间使薄膜充分形成。否则，打火的可能性就会增加。最后，加强技术交流，学习更加先进的找碳刷和换向器中性线的方法，排除打火的电磁原因；另一方面，提高技术人员的理论水平，每次励磁机发生异常，都要认真检查、仔细分析，准确判断发生异常的真正原因所在，并针对具体情况，采取科学合理的处理措施，不必要每次都要车励磁机转子；另外，要提高检修质量，每次检修都要将问题处理彻底，避免使励磁机总是带病运行。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu二、电压波动及处理措施设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu直流励磁机在同步转速正常运行时，向发电机提供励磁电流，在不进行励磁调整的情况下，其端电压和负载电流(发电机转子电流)是近似于直线的波形，而且可以通过调整其磁极的励磁电流来调整励磁机端电压，改变发电机的无功负荷，产生励磁回路。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu（一）电压波动故障查找 设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu工作励磁机实质是直流发电机，其励磁方式为自并励励磁方式，其电枢电势决定于转速及励磁电流，即：设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu式中，H为励磁机磁极磁场强度，A/m，与励磁电流Il成正比；k为比例系数；l为励磁机电枢长度，m；v为电枢绕组切割磁场的速度，即电枢绕组的线速度，m/s与转速成正比。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu励磁电流设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu 设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu式中，r为励磁机内阻；Rl为励磁机励磁绕组的直流电阻，Rc为磁场变阻器电阻值，调整其阻值可改变励磁电流以调整励磁机端电压；Rg为回路固定电阻。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu对于工作励磁机，在Rc调整到某一位置时，励磁机端电压达到某值，在不继续调整Rc时，维持平衡关系。根据上述原理，对励磁机端电压波动的原因进行分析和查找，同时考虑到备用励磁机运行时，发电机无功负荷平稳，排除了发电机转子上存在异常的可能性，重点在以下方面查找：设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu检查磁场变阻器触头是否接触良好；励磁机的励磁回路在连接处有无松动；励磁机的励磁绕组有无时断时续的匝间短路；励磁开关短接灭磁电阻Rm的辅助接点有无接触不良；励磁开关短接发电机转子放电电阻Rf的常闭触头运行中有无瞬间导通；有无干扰源等。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu通过查找如果发现都不是由以上原因引起的电压波动，我们就要考虑影响励磁机励磁电流的其他因素，比如励磁机内阻，但对于励磁机内阻在运行中的变化情况，就目前的技术条件来说，没有有效的检查手段，只能对其可能存在的问题进行分析。看是否是存在整流子与电枢间的升高片或整流子片之间因焊接质量问题发生接触不良；整流子接触不良；温度造成的回路直流电阻异常等。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu（二）解决措施设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu励磁机在运行中高速旋转，若对其进行打磨处理将十分危险，只能更换碳刷，如果多次更换新碳刷仍未解决电压波动问题，那就有可能市场采购的碳刷质量在硬度和导电特性上有偏差：在长期运行及进相冲击过程中，整流子表面形成不稳定的氧化膜，而D374B碳刷硬度略低，不足以将其摩擦至均匀，在整流子表面不易形成较大而良好的接触面，影响了接触电阻，为此，可以重新从电机厂家购买D376N碳刷进行了更换。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu（三）励磁机其他组件的检修设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu1转子的检修。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu(1)磁场绕组的检修。磁场绕组端头的焊点易发生断路故障，可用万用表检测。若阻值小于标准值，说明绕组匝间短路，需要修理或更换转子总成。(2)转子轴和滑环的检修。转子轴的径向摆差可用百分表检测。其摆差不得超过0.1mm，否则应校正；滑环的厚度小于1.5mm时应更换。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu2定子的检修。设备管理，设备维修，检测诊断Pjh中国设备管理网 MQu2、 定子的检修主要是定子绕组的检修。有短路、断路和接地（搭铁）等3种故障，可用万用表测试确定。若不通，说明良好；若导通，说明绕组接地，需要检修或更换定子总成。一、励磁机电刷故障及相应对策（一）励磁机电刷故障原因发电机励磁机电刷故障，其主要表现为电刷打火。电刷打火引起的原因众多，相当复杂，但主要有以下几个方面：1电刷与换向器接触不良。电刷与换向器接触不良的主要原因是：(1)电刷表面与换向器工作面之间有油污和杂物。(2)电刷与刷握之间的间隙不合适或刷握内孔粗糙。电刷与刷握之间的间隙过大，运行时电刷在刷握内晃动，影响接触的稳定；间隙过小或刷握内孔粗糙，影响电刷在刷握内的自由滑动，甚至出现卡刷；电刷受力不合理还可能造成电刷与刷握壁产生电流通路，而导致电刷附焊现象。(3)电刷压力调整不当。一是压力大小不当，压力过大时使电刷与换向器之间的摩擦力增大，机械磨损加剧，产生比正常运行时较多的热量不易散发；压力过小时电刷与换向器接触不良，易产生火花。二是各电刷压力不均匀。(4)电刷刷握底边与换向器表面的间隙不合适，电刷的滑入边和滑出边与换向器不平行。间隙距离过小，会碰撞换向器表面，换向器易受损；距离过大，电刷跳动易产生火花。(5)发电机组安装不良，调整不当，使发电机中心水平不理想，运行时机组振动，造成发电机转子轴向窜动超差，使电刷在换向器上的运动轨迹不是一个规则的圆，从而使电刷与换向接触不良，实际接触面积减少。2电刷的牌号或尺寸不合适。或牌号虽符合，但电刷质量不好。就会使电刷之间电流分配不均匀，流过电流大的电刷会发热，产生火花。3电刷不在中性线上，调整角度不对；励磁机磁场间隙不均。4磁场间隙不均一般是励磁机大修后装复造成的，磁场间隙不均会使磁场中心与大轴中心不一致，从而使电刷产生火花。5换向器与电刷接触的表面上一层自然形成的氧化亚铜薄膜遭到破坏，本已形成的近似线性电阻的换向不复存在，在接触面重新形成氧化膜的过程中引起换向器火花。（二）励磁机电刷故障主要处理方法首先，针对励磁机转子直径变小，碳刷与换向器间的接触压力不足的现象，可以对碳刷的弹簧进行改造，增大弹簧的弹性，使弹簧在被磨损到比较短的时候与换向器间的接触压力仍然能得到保证，不会导致因碳刷接触压力减小而打火。其次，为了保证碳刷质量，应该统一采用同一种质量较好的适合于本厂机组型号的碳刷。这一方面便于管理，另一方面有利于探索调整的方法、总结经验和更好地维护。更重要的是要加强发电机和励磁机的日常检查即巡检和点检，发现异常，及时处理解决，不要使问题扩大，减少机组的起停次数。再次，每次停机检修，如果破坏了换向器表面的氧化亚铜保护薄膜，开机前则必须留出足够的时间使薄膜充分形成。否则，打火的可能性就会增加。最后，加强技术交流，学习更加先进的找碳刷和换向器中性线的方法，排除打火的电磁原因；另一方面，提高技术人员的理论水平，每次励磁机发生异常，都要认真检查、仔细分析，准确判断发生异常的真正原因所在，并针对具体情况，采取科学合理的处理措施，不必要每次都要车励磁机转子；另外，要提高检修质量，每次检修都要将问题处理彻底，避免使励磁机总是带病运行。二、电压波动及处理措施直流励磁机在同步转速正常运行时，向发电机提供励磁电流，在不进行励磁调整的情况下，其端电压和负载电流(发电机转子电流)是近似于直线的波形，而且可以通过调整其磁极的励磁电流来调整励磁机端电压，改变发电机的无功负荷，产生励磁回路。（一）电压波动故障查找 工作励磁机实质是直流发电机，其励磁方式为自并励励磁方式，其电枢电势决定于转速及励磁电流，即： 式中，H为励磁机磁极磁场强度，A/m，与励磁电流Il成正比；k为比例系数；l为励磁机电枢长度，m；v为电枢绕组切割磁场的速度，即电枢绕组的线速度，m/s与转速成正比。励磁电流 式中，r为励磁机内阻；Rl为励磁机励磁绕组的直流电阻，Rc为磁场变阻器电阻值，调整其阻值可改变励磁电流以调整励磁机端电压；Rg为回路固定电阻。对于工作励磁机，在Rc调整到某一位置时，励磁机端电压达到某值，在不继续调整Rc时，维持平衡关系。根据上述原理，对励磁机端电压波动的原因进行分析和查找，同时考虑到备用励磁机运行时，发电机无功负荷平稳，排除了发电机转子上存在异常的可能性，重点在以下方面查找：检查磁场变阻器触头是否接触良好；励磁机的励磁回路在连接处有无松动；励磁机的励磁绕组有无时断时续的匝间短路；励磁开关短接灭磁电阻Rm的辅助接点有无接触不良；励磁开关短接发电机转子放电电阻Rf的常闭触头运行中有无瞬间导通；有无干扰源等。通过查找如果发现都不是由以上原因引起的电压波动，我们就要考虑影响励磁机励磁电流的其他因素，比如励磁机内阻，但对于励磁机内阻在运行中的变化情况，就目前的技术条件来说，没有有效的检查手段，只能对其可能存在的问题进行分析。看是否是存在整流子与电枢间的升高片或整流子片之间因焊接质量问题发生接触不良；整流子接触不良；温度造成的回路直流电阻异常等。（二）解决措施励磁机在运行中高速旋转，若对其进行打磨处理将十分危险，只能更换碳刷，如果多次更换新碳刷仍未解决电压波动问题，那就有可能市场采购的碳刷质量在硬度和导电特性上有偏差：在长期运行及进相冲击过程中，整流子表面形成不稳定的氧化膜，而D374B碳刷硬度略低，不足以将其摩擦至均匀，在整流子表面不易形成较大而良好的接触面，影响了接触电阻，为此，可以重新从电机厂家购买D376N碳刷进行了更换。（三）励磁机其他组件的检修1转子的检修。(1)磁场绕组的检修。磁场绕组端头的焊点易发生断路故障，可用万用表检测。若阻值小于标准值，说明绕组匝间短路，需要修理或更换转子总成。(2)转子轴和滑环的检修。转子轴的径向摆差可用百分表检测。其摆差不得超过0.1mm，否则应校正；滑环的厚度小于1.5mm时应更换。3、 （3）采用涂抹凡士林的方法8 T( c3 r# D0 e* m0 D/ 用洁净的软毛刷蘸取少量的干净的凡士林，轻轻地涂于滑环表面；或者取下刷握将凡士林涂于碳刷顶部。涂抹凡士林时切记注意安全，要做到少量多次均匀。在很多次出现严重发热时，碳刷与滑环温度升到300以上，整体温度很高，电流分布很不平衡。碳刷有轻微抖动现象。我们在碳刷和滑环涂抹少量凡士林，经过几分钟后温度由300多度迅速降低到80左右；又过了几分钟降到了60左右，恢复了正常。由此可见，此种方法是卓有成效值得一试的，尤其是振动为引起发热主导因素的机组，可以有效减轻振动效应。通过处理，避免了不必要的停机事故。0 L! ?( 5 V/ D0 F) n& J, Y# z功能分析9 V, |. J% R$ J& ?凡士林为油壮物质，常用作润滑剂。具有良好的粘附性、抗水性、拉丝性、低温性和化学安定性，用于金属零件、机器的防锈和橡胗软化剂。外观为淡褐色至深褐色均质无块软膏，滴熔点为45-80，运动粘度(100)1030mm2/s。闪点（开口）不低于190。由其性能特点可见，涂抹凡士林，使碳刷得到很好润滑，大大降低振动，使接触部位得到良好接触，同时滴熔时也吸收了少量热量；清除了滑环上部分碳粉和灰尘。改善了碳刷的工作条件。所以可以很快降低整体温度。$ H! E* d8 J5 F* j/ n- S0 ?3 O 1 F& D1 a7 正常运行的维护和注意事项- x- y1 |5 b9 8 V/ g3 Z1 g1 P3 ?& P* E% a7 o9 v* L（1）检查集电环上的碳刷有无冒火现象，如出现火花，应设法进行处理。碳刷发生火花的原因和消除方法见表1。! H h) ?% n4 E3 Z0 |( J z A& n% C表1 碳刷发生火花的原因和消除方法) g Q4 E. H) 4 K: s, 5 O( T7 v出现火花可能的原因和性质* 7 a! E0 p+ 5 O* R! Y4 I 消除方法1 o1 d |* v; b4 E% & d; * w: H( Z9 |3 I5 b6 M碳刷研磨不良，其接触面积过少 T% 2 B/ ( U: 7 S9 # 重新研磨碳刷8 C- N+ F. x% q+ G Y9 |: a3 2 U) X. O9 F8 ?* & L碳刷型号不符合规定，或不同型号碳刷用在同一集电环上; - A; g: G C2 C, A4 ; L更换制造厂指定的或经过试验合格的碳刷9 Z+ l2 n; s3 W Q$ w( |/ C D/ y% % J刷架位置不对8 Y% X+ E# K v- T u I 调整刷架位置，使其轴线与集电环的轴线平行 x) # Z4 Ww2 V( i6 R4 H4 * % ?( r8 u/ 9 J2 N+ o刷握与集电环之间的间隙不符合规定* v$ N1 E- B; v) 5 Z z! J调整其间隙使其符合要求（34mm）/ 5 K j1 y6 d# L* f! z- r, O2 s1 R a L$ W4 B7 0 O碳刷和引线，引线和端子间连接松动，发生局部火花) N1 |- f0 R! U 拧紧碳刷和引线: + h6 X6 X( e 1 W6 f5 j3 K. Z L: ?( |. E弹簧发热变软失去弹性，碳刷压力不均) F r3 S ?1 q! Q R9 _4 s 更换弹簧（碳刷在刷握中应能自由活动，碳刷压力应为0.0150.02Mp）1 z/ ! . g8 g! p, X- lg, M2 E5 r/ _) q碳刷磨损后长度过短 C, F1 M 3 ) P3 OZ* M6 1 更换碳刷( U! t! u& C d; I2 S0 7 : m i% $ b/ c1 . 碳刷在刷握内摇摆或积垢不能在刷握内自由活动，火花随负荷增加而增大2 z5 W3 J3 M1 T 检查碳刷在刷握内能否自由活动，更换摇摆和滞涩的碳刷，清理刷握积灰5 , l. H% O / . L; A7 A5 c集电环磨损不均或表面不平，跳动过大及机组振动过大引起碳刷振动，火花随振动而变6 O2 V7 w0 l0 U0 G+ ?查明振动原因并消除，在停机时检查集电环的状态5 h# J4 j% w |. a7 d+ k# g) G) V1 Q) I( s) P5 I1 z6 F9 n N+ J$ I% t) : C（2）经常检查碳刷的活动情况。用提刷的方法检查鉴定碳刷在刷握内上下活动是否自由，有无卡刷和碳刷焊附在刷握壁的现象（碳刷与刷握配合的间隙太小会产生卡刷现象；碳刷受力不合理时，会产生碳刷焊附现象，当碳刷工作时上下微动，碳刷与刷握壁之间的接触电阻逐渐降低达到一定程度时，由于热和电的作用，碳刷就粘附在刷握壁上而失去了上下活动的能力）。当发生有卡刷和碳刷焊附现象时，应立即研磨碳刷和清理刷握内壁，使碳刷恢复上下自由活动能力。2 h$ : t) w9 i% u. Z* z（3）经常检查刷辫是否完好，碳刷是否有脱辫现象，导线是否氧化及是否有烧断股线现象等。接触是否良好，有无过热现象，如出现发黑或烧伤等现象，则应该更换碳刷。9 Y4 j1 T4 c$ |6 V（4）检查有无碳刷颤振的情形。集电环磨损不均，碳刷松弛，机组振动等原因都将会引起碳刷颤振，此时必须将其从刷握中拔出检查是否有损坏情形，查明颤振原因并消除。为有效减小振动，刷握最低点距离滑环34毫米，既保证足够间隙余度，又可以减小振动现象。+ r9 ) F! 0 g2 O; B（5）检查刷握和刷架上有无积垢，定期用刷子扫除或吹风机吹净；每次停机时，应清除集电环通风沟、孔内的碳尘物，以免影响散热及通风效果。2 u! h8 J0 |5 s5 d& r R/ N; a（6）控制碳刷电流分配和温度变化。配备直流钳形电流表和远红外测温仪，定期测量和掌握集电环表面无过热现象，其温度应不高于120；每个碳刷电流