② 采用拔除故障碳刷的方法
a.如果正常运行中,工作电流和环境温度变化不大,而碳刷温度严重升高,部分碳刷出现振动,这种情况主要可能是因为少量碳刷故障引起(如电阻增大、弹簧压力减小、,碳刷卡涩、碳刷断辨等)。此时应准确判断出引起发热的碳刷,将其拔除,消除“害群之马”。使其他运行正常的碳刷重新正常工作,进入正常平衡状态。这种做法的关键是做出准确判断,故障碳刷一般表现为振动较大,电流较大,其温度高于整体温度。如果不能判断或判断不准确,可以用试验的方法每隔一段时间依次取出一把碳刷,直至整体温度出现明显降低。待系统温度恢复正常后,再将所取出碳刷处理良好重新装上。
b.效果分析
碳刷设计上有很大余度,故拔除少量碳刷不影响正常运行,拔除故障碳刷一方面去除了发热严重的碳刷,抵制了温度进一步升高,另一方面消除或降低了产生振动的因素。
③ 采用涂抹凡士林的方法
a.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120℃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120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。
b.功能分析
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℃)10~30mm2/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。
7 正常运行的维护和注意事项
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:
表1 碳刷发生火花的原因和消除方法
出现火花可能的原因和性质 碳刷研磨不良,其接触面积过少 消除方法 重新研磨碳刷 碳刷型号不符合规定,或不同型号碳刷更换制造厂指定的或经过试验合格用在同一集电环上 刷架位置不对 轴线平行 的碳刷 调整刷架位置,使其轴线与集电环的
刷握与集电环之间的间隙不符合规定 碳刷和引线,引线和端子间连接松动,调整其间隙使其符合要求(3~4mm) 拧紧碳刷和引线 发生局部火花 更换弹簧(碳刷在刷握中应能自由活弹簧发热变软失去弹性,碳刷压力不均 动,碳刷压力应为0.015~0.02Mp) 碳刷磨损后长度过短 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 集电环磨损不均或表面不平,跳动过大查明振动原因并消除,在停机时检查及机组振动过大引起碳刷振动,火花随集电环的状态 振动而变 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。
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。
更换碳刷 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
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3—4毫米,既保证足够间隙余度,又可以减小振动现象。
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,应重点清除集电环表面划痕沟槽内的积垢。
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℃;每个碳刷电流控制在10~50A,刷体温度控制在不大于80℃,及时消除电流不平衡、气膜、氧化膜、卡阻等因素,保证碳刷在良好平衡状态工作。
⑦ 检查碳刷的磨损程度。刷块边缘是否存在剥落现象,如果碳刷磨损严重或刷块有剥落现象,就必须更换。正常运行中,一般碳刷磨损掉 1/3,或碳刷在刷握内有摇摆的情形,应及时更换,消除碳刷太短、电阻值变大、卡阻、阶梯形四面体等现象。
8 碳刷更换
当运行中的电刷磨损到其顶部仅高出刷握顶部约3mm时,应更换新的电刷;更换碳刷应在机组启动前进行,如机组在运行中,更换时应视情况适当降低无功;一般情况下,在同一时间内,每个刷架上最多更换1/5的碳刷,且新旧型号必须一致,不同型号的碳刷不能用到同一个集电环上;更换碳刷应由有经验的人员执行。工作人员应站在绝缘垫上,不得接触两极或一手接触碳刷一手接地。碳刷使用前要进行适形研磨(磨弧),然后
才允许投入使用,磨弧专用工具按集电环、碳刷架装置仿制,新更换的碳刷要保证有一定电流,达到良好工作状态。
9 结论
发电机碳刷和滑环发热现象运行中时有发生,严重威胁发电机的安全运行。因此,对集电环和碳刷的监视、维护并及时处理其发生的故障和损伤,是保证发电机长期稳定运行的重要工作之一。运行中观察是否有火花及火花的大小,集电环和碳刷装置的温升及噪声。开机时,应检查构成滑动接触的各个部件的工作是否正常,氧化膜是否过厚或过薄,集电环的表面状态是否良好,碳刷镜面是否光亮,碳刷体在刷握内上下滑动是否灵活,弹簧压力是否均匀。出现发热时,必须采取及时有效措施控制发热、降低发热,因为发热作用时间越长,对碳刷和滑环损坏越严重,恢复正常难度也就越大。当发热严重时,应查明原因,采取必要适当措施,避免事故发生和扩大。本文所提出的两种应急处理方法,是经过实践证实卓有成效的,希望有一定的借鉴作用。避免发热关键还是预防为主,首先选择质量合格的刷握和碳刷,运行中做好维护,配备远红外测温仪经常测量,掌握温度的变化情况,配备直流钳形电流表,定期测量各个碳刷工作电流,尽量调整各个碳刷电流基本平衡;出现发热及时处理,保持碳刷工作状态良好。