張偉

摘? ?要：汽輪發(fā)電機集電環(huán)為發(fā)電機轉子提供勵磁電流，因此，它的安全穩(wěn)定運行對于發(fā)電機的安全具有重要的影響。在實際的運行中，集電環(huán)和碳刷常見的故障有發(fā)熱、環(huán)火等，因此，在維護與檢修過程中需要針對常見故障進行重點的檢查。本文分析汽輪發(fā)電機集電環(huán)和碳刷產(chǎn)生故障的原因，總結發(fā)電機集電環(huán)和碳刷日常維護的注意事項以及檢修項目，對于常見的發(fā)熱、環(huán)火等故障給出處理方式，以供參考。

關鍵詞：汽輪發(fā)電機? 集電環(huán)? 碳刷? 維護? 檢修

中圖分類號：TM311? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0067-02

火力發(fā)電廠擔負著為社會生產(chǎn)提供電力的重任，對于促進社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要的作用。雖然近年來，新型能源的研究利用逐漸推廣，但是我國的電力供應仍然是以火力發(fā)電廠為主，火電廠的設備多，因此，不同設備的穩(wěn)定運行是電廠正常運營的基礎。在電廠的實際運營中，汽輪發(fā)電機的運行狀況穩(wěn)定與否，對于電廠的運行有重要的作用，因此，需要加強對于汽輪發(fā)電機的維護檢修，尤其是集電環(huán)和碳刷的維護。在國內(nèi)的電廠中，多次發(fā)生過不同程度的集電環(huán)環(huán)火故障，造成機組的停運，影響了發(fā)電機的穩(wěn)定運行，甚至會造成重大的經(jīng)濟損失，因此，需要加強對于集電環(huán)和碳刷的維護檢修，保證汽輪發(fā)電機的正常運行。

1? 導致集電環(huán)和碳刷產(chǎn)生故障的因素

第一，碳刷與刷握的間隙不合適，過大或者是過小。碳刷與刷握之間的間隙過大的話，導致碳刷與集電環(huán)的接觸不良，產(chǎn)生“啃邊”現(xiàn)象。如果間隙過小，導致碳刷在實際的運行中可能會產(chǎn)生發(fā)卡的現(xiàn)象。碳刷與刷握之間的間隙過大或者過小都可能會導致集電環(huán)產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。第二，碳刷的壓力調(diào)整過大或過小。如果碳刷的壓力調(diào)整過大，就會增大集電環(huán)與碳刷的摩擦力，讓機械磨損現(xiàn)象嚴重，而且壓力過大海導致集電環(huán)不斷地摩擦產(chǎn)生過熱。如果碳刷的壓力過小，就會導致集電環(huán)與碳刷的接觸不良，容易出現(xiàn)集電環(huán)過熱，甚至會將集電環(huán)燒蝕。第三，集電環(huán)表面不干凈。如果集電環(huán)的表層有油污、粉塵以及碳粉等，就會增加電損耗，導致溫度升高。長時間的運行會讓集電環(huán)的表層產(chǎn)生麻點，這樣的話，碳刷與集電環(huán)的接觸面相應地就變小，電阻變大，導致溫度升高。第四，碳刷的電流值超限。從理論上來講，流經(jīng)碳刷的電流都是均勻分布的，但是實際中，受到外部因素的影響，比如彈簧壓力、碳刷的長短等，工作中的碳刷電流分布不均，有的碳刷存在電流過大或者過小現(xiàn)象。在實際的設備運行中，會產(chǎn)生大量的熱，導致工作環(huán)境溫度升高，有的碳刷會出現(xiàn)超出規(guī)定電流值的情況，促使集電環(huán)的溫度升高。第五，集電環(huán)的通風孔堵塞。因為設備在運行中會產(chǎn)生大量的熱，導致設備溫度過高，影響運行。因此，集電環(huán)的設置有通風孔，以保證在運行中通過空氣對設備進行冷卻。但是如果由于維護不及時，集電環(huán)表面的積灰清理不及時，就會導致通風孔出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，那么集電環(huán)的冷卻效果就會大大降低。

2? 集電環(huán)和碳刷的日常維護內(nèi)容

2.1 每天需要檢查維護的項目

第一，要對碳刷進行直觀的檢查，是否有火花現(xiàn)象出現(xiàn)，如果在運行中一旦產(chǎn)生火花，要進行及時處理。第二，查看碳刷是否存在抖動現(xiàn)象，如果存在抖動現(xiàn)象，就需要進一步的進行檢查，查看碳刷是否有磨損，集電環(huán)表面是否有磨損現(xiàn)象，要及時的消除。第三，測量集電環(huán)的表層溫度。正常工況下，集電環(huán)的表面溫度應該低于120℃，碳刷的溫度應該低于80℃。第四，檢測碳刷的磨損情況。在設備實際的運行中，都存在正常的磨損情況，當碳刷出現(xiàn)剝落現(xiàn)象時，需要及時的更換。對于碳刷進行更換時，為了保證設備的穩(wěn)定運行，每天更換的數(shù)量不超過刷架上碳刷的1/5，同時將碳刷更換的位置以及新更換的碳刷的型號，更換后碳刷的電流值做好記錄。在同一集電環(huán)上的碳刷必須是同廠家、同型號以及批次相同的產(chǎn)品，保證碳刷的性能一致。更換碳刷的注意事項：需要專業(yè)的技術人員進行操作，更換時為了保證技術人員的安全，需要佩戴絕緣手套，在絕緣的膠墊上進行更換。新購買的碳刷用細砂紙進行適當?shù)拇蚰ズ蟛趴梢允褂?，打磨時需要注意防止擦傷碳刷。第五，測量碳刷的電流值，保證碳刷的電流值在20～100A的范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)電流不平衡的現(xiàn)象，要及時的消除，保證碳刷的工作電流在正常范圍內(nèi)。

2.2 每周需要檢查的內(nèi)容

第一，檢查碳刷的活動情況，正常運行條件下，碳刷與刷握之間的間隙應該在0.1～0.3mm之間，這樣可以保證碳刷可以自由地移動，同時也不會和刷握形成摩擦。碳刷的活動情況最簡單的檢查方法就是提碳刷的方法，判斷是否存在發(fā)卡現(xiàn)象，如果出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象或者是焊附現(xiàn)象，需要將碳刷進行打磨，之后將刷握內(nèi)側上的灰塵清理，保證碳刷能夠自由地正常移動而不產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象。第二，檢查集電環(huán)表面以及刷握上是否存在粉塵、油污情況，如果出現(xiàn)粉塵過多，就需要進行清潔處理。此外，需要定期地對集電環(huán)進行清潔處理，尤其是絕緣部件上的粉塵要及時清理，避免出現(xiàn)絕緣電阻降低的情況。第三，要用干燥的壓縮空氣清理隔音罩內(nèi)的積塵，包括隔音罩內(nèi)的軸承的絕緣墊片周圍的灰塵也要及時地清理，檢查發(fā)電機有無漏油現(xiàn)象。此外，碳刷的采購要選資質良好的廠家，對于新購買的碳刷要進行抽檢。碳刷的保存需要注意，保存環(huán)境的溫度以及濕度要達標，防止出現(xiàn)受潮導致碳刷出現(xiàn)損壞。要定期地對碳刷進行檢驗，保證貯存條件良好。

3? 碳刷發(fā)熱或者是環(huán)火的處理方式

第一，在長時間的運行中，由于摩擦或者是電流分布不均的情況導致碳刷出現(xiàn)發(fā)熱、環(huán)火現(xiàn)象。當碳刷出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象時，一般情況下，故障碳刷的電流值比較高，先不做處理，通過調(diào)整其它的碳刷，均勻分配電流，讓故障碳刷的電流下降，同時溫度下降，消除環(huán)火現(xiàn)象。第二，消除故障刷握。刷握和集電環(huán)的距離比較近，由于長期的運行會導致刷握變形，可能會與集電環(huán)產(chǎn)生摩擦，進而出現(xiàn)環(huán)火現(xiàn)象。故障的排除：將刷握逐個地拔下來，觀察環(huán)火現(xiàn)象是否消失，如果仍然存在就逐一地拔出來測試，直到故障消失，將存在故障的刷握進行處理。第三，對集電環(huán)表面的碳塵以及毛刺進行清潔。設備運行時，可以將刷握拔出，用白布蘸上四氯化碳對集電環(huán)進行清理，逐個將刷握拔出，之后，對集電環(huán)表面進行清潔。通過頻閃儀觀察集電環(huán)表面有無毛刺，如果有的話需要進行清除。第四，在碳刷的接觸面涂抹凡士林。將少量的凡士林均勻地涂抹在集電環(huán)表面，增強碳刷與集電環(huán)之間的潤滑性，同時，也可以將部分的灰塵帶走，優(yōu)化碳刷的運行條件，降低碳刷溫度。檢查恒壓彈簧壓力值，在正常工況下，恒壓彈簧的壓力相等，保證了碳刷的穩(wěn)定工作，如果出現(xiàn)壓力差就會導致碳刷磨損不同。要根據(jù)集電環(huán)以及碳刷的磨損情況判斷彈簧的工況，如果恒壓彈簧的壓力不夠就要及時地進行更換。在停機進行檢修時，對彈簧的壓力進行測試，對于不符合工況要求的要及時地更換。

4? 結語

在汽輪發(fā)電機設備運行中，對于集電環(huán)以及碳刷的磨損以及結構變化等要及時的進行維護檢修，根據(jù)實際的運行條件，制定科學的維護方案，定期進行維護檢修。降低集電環(huán)以及碳刷維護不當引起的過熱現(xiàn)象，甚至是環(huán)火事故，保證發(fā)電機的長期穩(wěn)定運行。

參考文獻

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