發電機組碳（tàn）刷易發故障原因淺析
近年國民經濟持續的快速發展，擴大了（le）本已嚴峻的供電需求缺口，新建機組、各行業的自備電源係統和自備發動機係統的置備（bèi）和安裝應用，如“雨後春筍”隨（suí）處可見。而發（fā）電機（jī）勵磁係統的碳刷運行與（yǔ）維護技術是傳統技術（shù），多（duō）年來工藝和技術水平（píng）無實質性突破。所以（yǐ），各方對發電機勵磁（cí）係統關注（zhù）不（bú）夠，投入有限，進而導致勵磁係（xì）統碳刷事故。近一個時期的多期安全通（tōng）報，連續通報了數起大型發電機組，因碳刷或轉子集電環故障引發的停機事故，給企業造成較大經濟損失。當（dāng）導入導出電（diàn）流的碳刷運行中發生故障時，如何判別故障類型與性質，以便盡快消除故障，保證設備穩定運行（háng），是（shì）大（dà）家需要認（rèn）真思考的。筆者結合多年的工作實踐，談談電機碳刷的應用體（tǐ）會供讀者參考，以期共同避免碳刷事故的發生。
電刷故（gù）障的危（wēi）害
某日，某發電（diàn）廠2台大型發電機組（zǔ）轉子（zǐ）滑環相繼發生碳刷打碎機（jī）組緊急降（jiàng）負荷，更換碳刷，未果。繼而發生滑環環火，機組被迫解列。近日，西北電網某發電廠QFS—125型發電機組勵（lì）磁機換向器碳刷環火緊急停機；江南某發電廠30萬千瓦（wǎ）發（fā）電機組投產後運行僅經過一次大（dà）修。在一次小修（xiū）後運（yùn）行不久，發電機集（jí）電（diàn）環內環（靠發電（diàn）機側）碳刷磨損非常（cháng）嚴重，且（qiě）連（lián）續（xù）多個班次都有批量更換（huàn），同時檢（jiǎn）查發現發電機集電環刷架油汙（wū）嚴（yán）重，經紅（hóng）外測溫儀檢測發現集電環內環表麵與碳刷接觸部（bù）位溫度高達230℃～360℃，靠勵磁機側的集電環外環溫度正常（cháng）的60℃～70℃，機組負荷降到20萬千瓦以後，仍不見集電環溫度有回落跡，被迫解列搶（qiǎng）修。……屢屢發生的碳刷事故給發電廠和電力係統造成巨大經濟損（sǔn）失（shī）。
碳刷即電刷。運行中發（fā）電機組的碳刷如（rú）果維護（hù）和使用不當將造成事故降負荷，甚至停（tíng）機。
導致碳刷故障的因素
電磁因（yīn）素：無功或勵磁電流調整（zhěng）時，碳刷的火花有明顯變化。在勵磁機換向（xiàng）時，碳刷（shuā）與換（huàn）向片接觸（chù）不良，接觸電阻過大；整流子（zǐ）或滑環的氧化（huà）膜薄厚不均勻，引（yǐn）起碳刷電流（liú）分布不平（píng）衡；或者負載突然變化，以及突發的短路導（dǎo）致換向片間的電壓分布異常；機組過載和不平衡；碳刷選（xuǎn）型不合理，碳刷間距不等；碳刷（shuā）質量問題等等。
機械因素：換向（xiàng）器中心不正，轉子不（bú）平衡；機組振動大；換向片間絕緣凸（tū）出或換向片凸出；碳刷（shuā）接觸麵研磨不光滑，或換向器表麵粗糙而造成（chéng）接（jiē）觸不（bú）良；換向器表麵不清潔；各個換向（xiàng）極下氣隙不等；碳刷上彈簧壓力不（bú）均勻或大小不適宜；碳刷在刷握裏太鬆而發生跳動，或（huò）太緊了碳刷在刷握裏卡住了等。機組運轉速度降低或（huò）震動改善，火花將減少。
化學因素：機組（zǔ）運行在有腐蝕性的氣體（tǐ）中，或機組運行空間缺乏氧氣，換向器與碳刷接觸（chù）的表麵上一層自（zì）然形成銅氧化（huà）物薄膜（mó）遭到破（pò）壞，本已形（xíng）成的、近似線性電阻（zǔ）的換向不複存在，在接觸麵重新形成氧化膜的過程中換（huàn）向器火花加劇。換向器（或滑環）被酸性氣體或油脂腐蝕。碳刷及換向器被汙（wū）染（rǎn）等。
碳刷的（de）維護（hù）
A、運行檢查：加強定期與不定期的設（shè）備巡回檢查工作，正常情況下,工作人員每天必（bì）須對發電機碳刷進行（háng）兩次檢查（上午一次，下午一次），用紅外測溫儀測量集電環和碳刷的溫度，夏季高峰負荷期間以及無功和電壓波動較大時應（yīng）縮（suō）短（duǎn）溫度測量間隔，更換的新（xīn）碳刷做重（chóng）點（diǎn）檢查。有條件的單位應（yīng）定期用紅外熱像儀測量集電環和碳刷的溫度。並（bìng）做好巡回檢查設（shè）備運行工況記（jì）錄。
B、檢修（xiū）更換：對新購進的（de）碳刷進行驗收。測定碳刷的固有電阻值，測量碳刷引線接觸電阻，阻值要符合製造廠和國家標準。嚴格把握更換碳刷（shuā）工藝，同一台機（jī）組使用（yòng）的碳刷必須一致，不可摻插使用。在更換碳刷（shuā）前，細心研磨碳刷使其（qí）麵麵光滑，電（diàn）刷在刷（shuā）握內應（yīng）有0.2 0.4毫米的間隙，在刷握內（nèi）上下活動自如。刷握的下邊緣和換向器工作表麵之間的距（jù）離為2-3毫（háo）米，距離過小（xiǎo），會碰撞換向器表麵，易受損、距離過大電刷跳動易產生火（huǒ）花（huā）。爭取實現碳刷接觸麵大於碳刷截麵的80％。勤更換，但多（duō）次（cì）更換碳刷不宜過多，一次更換碳刷的數量不（bú）得超過單極總數的10％，碳刷頂端低於刷握頂端3mm的（de）碳刷應盡快更換，每次更換碳刷時必（bì）須使用同一型號的碳刷，但（dàn）要注意節約和充分利（lì）用碳刷。更換後的碳刷必須（xū）用（yòng）直流卡（kǎ）鉗表測（cè）量（liàng）碳刷分流情況，用（yòng）紅外測溫儀進行溫度測試，防（fáng）止（zhǐ）個別碳刷因過流而過熱。對於滑環或整流子換向片（piàn）凸起與凹陷等明顯設（shè）備問題，要利用機組檢修的機會進行緊固、車磨。加強檢修質量和運行控製，避免由於檢（jiǎn）修質量不良或運行調整不當造（zào）成機（jī）組運行中，汽輪機油外泄，甩到集電（diàn）環上，增大碳刷與集電環（huán）之間的接觸（chù）電阻。刷架和刷握在機（jī）組大、小修時要（yào）慎重調整，回放和安裝刷架時，角度和幾何位置要保證在原狀態，碳刷的滑入邊和滑出邊必須要與換向器（qì）平行。
C、日常維護：勤清掃、吹灰，保持碳刷及整流子（zǐ）滑環光麵清（qīng）潔，若遇大風天氣，或過後必（bì）須（xū）及時清掃。勤調整彈簧壓力，碳刷彈簧的壓力要符合製造廠家的規定，使碳刷承受（shòu）壓力均勻。防止個別（bié）碳刷過熱或產生火花、刷辮燒焦燒（shāo）斷（duàn）現象的發生。碳刷運行中出現問題必須及時消缺，避免惡（è）性循（xún）環，危及機組正常運（yùn）行。同一台機組使用的碳刷必須一致，不可摻插使用。進（jìn）行（háng）維護的工作人員，檢（jiǎn）查維護時要特別小心（xīn），發辮應放在帽內、扣緊袖口，不使衣服及擦拭材料被機器掛住（zhù）。工作時站（zhàn）在絕緣墊上，不得同時接觸兩極或一極與接地部份，也不能兩個人同時進行（háng）工作。在轉動著的電機上調整、清掃碳刷（shuā）及滑環時，須有實踐經驗的同誌進行。
