發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火問(wèn)題是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中最常見(jiàn)頑固性故障，盡管這方面的研究一直沒(méi)有停止，但卻一直沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的突破。該問(wèn)題已經(jīng)成為制約中小容量火力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的重大技術(shù)難題。

中鋁山西分公司熱電分廠老系統(tǒng)投運(yùn)后，發(fā)電機(jī)曾多次出現(xiàn)過(guò)滑環(huán)、碳刷冒火現(xiàn)象，更有甚者出現(xiàn)“團(tuán)火”，被迫停機(jī)處理，對(duì)氧化鋁的汽、電供應(yīng)產(chǎn)生了很大影響。

發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火原因分析

1 發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火形成過(guò)程

正常情況下各碳刷所帶電流基本平衡，溫度相差不大。由于某種原因，有的碳刷導(dǎo)電性變小，致使其他碳刷電流急劇增大，如不及時(shí)處理，將會(huì)導(dǎo)致冒火現(xiàn)象出現(xiàn)。

2 發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火原因分析

發(fā)電碳刷冒火主要分為碳刷、滑環(huán)、其它三方面原因。碳刷方面存在的主要原因是質(zhì)量不良、阻值過(guò)大、選型不對(duì)、接觸面有雜質(zhì)；滑環(huán)方面存在的主要原因是表面灼傷、表面光潔度差；其它方面原因主要包括調(diào)整方法不當(dāng)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差、陽(yáng)極蒸發(fā)、陰極粉化等。

所謂陽(yáng)極蒸發(fā)、陰極粉化主要是指：當(dāng)電流通過(guò)碳刷和滑環(huán)的接觸面時(shí)，直接傳導(dǎo)部位一方面由于滑動(dòng)接觸式旋轉(zhuǎn)而不斷變化，另一方面流過(guò)此處的電流又很大，造成某些局部點(diǎn)出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致兩側(cè)極面局部熔化、脫落，金屬會(huì)變成金屬蒸汽，碳刷則結(jié)構(gòu)松化，受氧化腐蝕而脫落，此即電氣磨損的表現(xiàn)。

但是，極性不同，磨損情況是不一樣的。在電弧作用下，陽(yáng)極（正極）表面局部灼熱而蒸發(fā)出“金屬蒸汽”，使陽(yáng)極表面損蝕，這叫“陽(yáng)極蒸發(fā)”；陰極（負(fù)極）因受正離子撞擊和高溫作用發(fā)射電子，使陰極表面也遭受破壞，這叫“陰極粉化”。

3 發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火的傳統(tǒng)處理工藝及利弊分析

傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火處理手段主要靠手摸和眼觀。手摸即通過(guò)觸摸來(lái)感知碳刷溫度，眼觀即通過(guò)肉眼來(lái)判別碳刷冒火情況、判別冒火等級(jí)。發(fā)現(xiàn)碳刷溫度較高后，采取調(diào)整碳刷壓力、用白棉布沾取酒精擦拭滑環(huán)、將碳刷拆下后接觸面重新打磨以及更換出現(xiàn)破碎燒傷的碳刷等方法來(lái)處理。

如果沒(méi)有找著真正的原因或處理不當(dāng)，剛換好的碳刷可能運(yùn)行半個(gè)小時(shí)左右便會(huì)相繼出現(xiàn)冒火、接觸面變毛糙等現(xiàn)象，更有甚者，主值人員離不了發(fā)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，需要不停地進(jìn)行處理，這種情況愈演愈烈，最終發(fā)電機(jī)被迫停機(jī)。

“兩測(cè)兩磨法”發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)新工藝研究

1 實(shí)際發(fā)現(xiàn)與改進(jìn)

隨著檢測(cè)手段的不斷完善，首先在值班室配備了測(cè)溫儀，對(duì)發(fā)電機(jī)碳刷、滑環(huán)進(jìn)行溫度測(cè)試，設(shè)備運(yùn)行有了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，消除了傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)判斷的隨意性；隨后又配備了交、直流兩用鉗形電流表，通過(guò)對(duì)碳刷電流測(cè)試，用數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，進(jìn)一步配合壓力調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)碳刷調(diào)整質(zhì)的飛躍。

在調(diào)整碳刷過(guò)程中， 暴露出碳刷不帶電流的問(wèn)題。 實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：不帶電流的碳刷往往都存在接觸面有油污或碳刷本身材質(zhì)中存在雜質(zhì)，碳刷接觸面出現(xiàn)燒傷痕跡等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)打磨碳刷接觸面后，發(fā)現(xiàn)碳刷接帶電流能力明顯提高。

當(dāng)碳刷滑環(huán)出現(xiàn)冒火時(shí)，用測(cè)溫測(cè)流法找出溫度高、不帶電流的碳刷，采用磨碳刷方法處理，打火仍不能消除的，則認(rèn)為是滑環(huán)問(wèn)題，需停機(jī)處理。但在運(yùn)行中，我們通過(guò)多次試驗(yàn)，用砂紙打磨滑環(huán)表面，能使滑環(huán)表面溫度降低，并消除打火現(xiàn)象。

2 “兩測(cè)兩磨法”新工藝主要內(nèi)容

“兩測(cè)兩磨法”新工藝核心內(nèi)容：兩測(cè)、兩磨。兩測(cè)：測(cè)溫度、測(cè)電流；兩磨：磨碳刷、磨滑環(huán)。實(shí)際工作中分四個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行，具體如下：

1）測(cè)溫度

每天用測(cè)溫槍對(duì)每臺(tái)機(jī)碳刷、滑環(huán)的溫度逐一進(jìn)行測(cè)量。經(jīng)多次試驗(yàn)、總結(jié)，夏天滑環(huán)溫度不超過(guò)60℃，碳刷溫度不超過(guò)80℃；冬天滑環(huán)溫度不超過(guò)50℃，碳刷溫度不超過(guò)70℃，超過(guò)這個(gè)溫度，就要分析原因，進(jìn)行處理。

在同一極上有一塊碳刷溫度高，首先看這塊碳刷壓力是否過(guò)大，可適當(dāng)放松；如果這塊碳刷放松后又出現(xiàn)打火現(xiàn)象，則需用測(cè)流法調(diào)整。

2）測(cè)電流

運(yùn)行中用交、直流鉗形電流表直流擋逐一測(cè)量各碳刷是否帶有電流，調(diào)整各碳刷所帶電流基本一致。因空氣中雜物、油污等影響，在有些碳刷表面附著，就有可能使某塊碳刷帶不上電流。

3）磨碳刷

用測(cè)流法逐一查出不帶電流的碳刷，拔出后用砂紙打磨碳刷接觸面，放進(jìn)去加一適當(dāng)壓力，將收到良好的效果。

4）磨滑環(huán)

用磨碳刷方法處理后，如果效果不明顯，則有可能是滑環(huán)出現(xiàn)了電腐蝕，這就需要對(duì)滑環(huán)進(jìn)行處理。運(yùn)行中，將白布折成多層，然后，將水砂裹在外面，逆著滑環(huán)旋轉(zhuǎn)方向打磨。墊多層白布的目的是保證接觸滑環(huán)是一個(gè)平面，不會(huì)造成滑環(huán)凹凸不平，打磨一定時(shí)間后，用測(cè)溫槍比較打磨前后的溫度明顯降低，打火現(xiàn)象明顯減少或徹底消除。

實(shí)施效果評(píng)價(jià)

采用“兩測(cè)兩磨法”處理發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火故障，中鋁山西分公司熱電分廠老系統(tǒng)在線運(yùn)行6臺(tái)機(jī)組現(xiàn)冒火現(xiàn)象得到了有效遏制。從2007年3月份至今，未發(fā)生過(guò)一次因發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)冒火導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停機(jī)現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)發(fā)電力率指標(biāo)逐步得到優(yōu)化，為分公司整個(gè)電力穩(wěn)定生產(chǎn)、聯(lián)網(wǎng)力率指標(biāo)任務(wù)完成奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

以上是對(duì)中小容量火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中碳刷滑環(huán)冒火故障的診斷預(yù)處理技術(shù)探討，本文著重強(qiáng)調(diào)了碳刷滑環(huán)冒火故障的發(fā)生機(jī)理和在實(shí)際工作中摸索出來(lái)的有效做法。希望通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)碳刷滑環(huán)新工藝應(yīng)用，達(dá)到增強(qiáng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性、電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“中小容量火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中碳刷滑環(huán)冒火故障診斷與處理”，作者為吳建明。