淺談發(fā)電機(jī)集電環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象及處理意見

1、淺談發(fā)電機(jī)集電環(huán)發(fā)熱現(xiàn)象及處理意見 電刷在集電環(huán)上運(yùn)行時(shí)，在其接觸面上形成一層勻稱、適度、穩(wěn)定的氧化膜，這是電機(jī)運(yùn)行良好的主要標(biāo)志之一。由于這層氧化膜的存在，轉(zhuǎn)變了電刷與集電環(huán)的接觸特性、削減了摩擦、降低磨損、延伸使用壽命。氧化膜是一種復(fù)合薄膜，其組成成分與電刷型號(hào)及集電環(huán)的材料成分有關(guān)。氧化膜的正常厚度在8-100nm的范圍內(nèi)，一般為25nm.用電子顯微鏡觀看發(fā)覺，電刷與集電環(huán)接觸面是由無數(shù)個(gè)點(diǎn)相接觸，一般接觸面惟獨(dú)電刷總面積的千分之幾左右。接觸面積的大小，由電機(jī)的轉(zhuǎn)速、集電環(huán)材質(zhì)的硬度、加工精度、偏擺度、電刷的材質(zhì)、電刷上的壓力大小等因素來確定。 有研究發(fā)覺，外加電壓小時(shí)，氧化膜絕緣，當(dāng)電

2、壓上升到一定值時(shí)，氧化膜被擊穿。當(dāng)擊穿后，不管電流如何增強(qiáng)，因?yàn)閷?dǎo)電點(diǎn)的增強(qiáng)、導(dǎo)電面積的擴(kuò)大，則接觸電壓保持恒定。 氧化膜具有十分好的潤(rùn)滑性能，電刷與集電環(huán)接觸表面起潤(rùn)滑作用的潤(rùn)滑層主要是石墨膜，這層石墨膜，將電刷與集電環(huán)分開，使摩擦在石墨潤(rùn)滑層間舉行，降低了摩擦系數(shù)，削減了摩擦熱的產(chǎn)生，削減了電刷的磨損。電刷的過熱故障，許多狀況是因?yàn)檠趸け黄茐那覠o法重新建立導(dǎo)致的。 一、電刷及集電環(huán)常見故障的緣由及解決主意 電刷在運(yùn)行中最常見的故障為發(fā)熱、產(chǎn)生火花、嚴(yán)峻的燒損電刷刷握及集電環(huán)。從產(chǎn)生過熱故障的緣由看，主要有以下幾個(gè)方面： 1、因?yàn)橥L(fēng)不良導(dǎo)致的發(fā)熱：通風(fēng)不良主要是由于冷卻風(fēng)道阻塞，集電環(huán)表

3、面通風(fēng)溝、通風(fēng)孔阻塞、循環(huán)風(fēng)扇風(fēng)量下降等緣由，尤其是當(dāng)運(yùn)行中集電環(huán)表面溫度過高時(shí)，導(dǎo)致電刷磨損加劇，碳粉積聚增強(qiáng)，有可能會(huì)阻塞上述集電環(huán)表面的散熱通道。因此在大小修時(shí)，應(yīng)對(duì)集電環(huán)表面通風(fēng)溝、孔以及冷卻風(fēng)道濾網(wǎng)舉行清理，保持通暢。對(duì)于經(jīng)過多次車削的集電環(huán)，倘若集電環(huán)表面的通風(fēng)溝高度不到5mm，已經(jīng)車削到徑向限制孔時(shí)，就應(yīng)該根據(jù)說明書按照最小使用外徑舉行更換，以保證集電環(huán)的機(jī)械及散熱牢靠性。 2、因?yàn)榻佑|電阻過大或分布不勻稱而產(chǎn)生的發(fā)熱：集電環(huán)和電刷是通過互相滑動(dòng)接觸導(dǎo)通勵(lì)磁電流的，按照容量及型號(hào)的不同，每個(gè)集電環(huán)上大約分布著數(shù)十只電刷，因?yàn)榻佑|電阻的不同，電流分配的差異，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱不勻稱，有以下

4、幾個(gè)緣由：（1）電刷與滑環(huán)表面接觸電阻、電刷與刷辮接觸電阻、刷辮與刷架引線接觸電阻過大。可通過測(cè)量單個(gè)電刷總壓降、電刷接觸壓降、刷體壓降、聯(lián)結(jié)壓降、刷辮壓降舉行互相間對(duì)照來檢查。同時(shí)檢查回路中各螺絲是否緊固。檢查電刷接觸面的清潔程度，是否存在油污污染。（2）電刷壓力不勻稱或不符合要求，可能有電刷過短、彈簧因?yàn)檫^熱變軟老化失去彈性等緣由。應(yīng)使用彈簧秤檢查電刷壓力。恒壓彈簧應(yīng)完整無機(jī)械損傷，壓力應(yīng)符合其產(chǎn)品的規(guī)定，同一極上的彈簧壓力偏差不宜超過5%；非恒壓的電刷彈簧，有規(guī)定時(shí)壓力應(yīng)符合其產(chǎn)品的規(guī)定，當(dāng)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)到不使電刷冒火的最低壓力，一般為140-250g/cm2，同一刷架上每個(gè)電刷的壓力

5、應(yīng)勻稱。（3）集電環(huán)與轉(zhuǎn)子引線接觸電阻過大，這種狀況應(yīng)對(duì)集電環(huán)與轉(zhuǎn)子引線間的緊固螺絲舉行加固。（4）電刷材質(zhì)不良、導(dǎo)電性能差、使用的型號(hào)不符合要求或者使用了不同型號(hào)的電刷。同一電機(jī)上應(yīng)使用同一型號(hào)、同一制造廠的電刷，對(duì)于外觀檢查有顯然差異的電刷應(yīng)更換。 3、因?yàn)闄C(jī)械及摩擦等緣由造成的過熱：集電環(huán)與電刷過熱故障中，很大一部分是因?yàn)闄C(jī)械及摩擦等緣由導(dǎo)致的過熱，倘若在開機(jī)時(shí)還未加勵(lì)磁，就已經(jīng)發(fā)覺集電環(huán)與電刷溫度高，或者在運(yùn)行中溫度過高，拔出幾只電刷后，溫度反而降低，那就基本可以絕對(duì)是因?yàn)闄C(jī)械及摩擦緣由導(dǎo)致的。機(jī)械及摩擦導(dǎo)致發(fā)熱的狀況很復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)方面：（1）電刷接觸面研磨不良或運(yùn)行中一次更換

6、過多的電刷。運(yùn)行中更換電刷，在同一時(shí)光內(nèi)，每個(gè)刷架上只允許更換1-2個(gè)電刷。換上的新電刷應(yīng)事先在與集電環(huán)直徑相同的模型上研磨好，且新舊牌號(hào)須全都。倘若在大修時(shí)一次更換的電刷許多，應(yīng)該在投運(yùn)前沖轉(zhuǎn)時(shí)，為電刷表面形成氧化膜留夠充沛的時(shí)光。（2）電刷與集電環(huán)接觸面過小，接觸面積一般不應(yīng)小于單個(gè)電刷截面的75%。（3）電刷在刷盒中擺動(dòng)或動(dòng)作卡澀。電刷在刷握內(nèi)應(yīng)能上下自由移動(dòng)，其間隙應(yīng)符合產(chǎn)品的規(guī)定，當(dāng)無規(guī)定時(shí)，其間隙可為0.10-0.20mm.電刷外形要方正，上下端尺寸誤差不得大于0.05mm.（4）刷握與集電環(huán)表面間隙過大。因?yàn)殡娝⒉馁|(zhì)較脆，當(dāng)刷握與集電環(huán)表面間隙過大時(shí)，運(yùn)行中電刷不能整體接觸集電環(huán)

7、，與集電環(huán)呈斜面接觸，簡(jiǎn)單造成電刷崩裂的狀況。刷握與集電環(huán)表面的間隙應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)要求，當(dāng)產(chǎn)品無規(guī)定時(shí)，其間隙可調(diào)節(jié)為2-3mm.調(diào)節(jié)間隙時(shí)，可使用一層2-3mm厚的橡膠墊附在集電環(huán)表面，將刷握抵到橡膠墊上，然后上緊定位螺絲，取出橡膠墊。 二、幾起集電環(huán)、電刷故障的分析及建議 1、加強(qiáng)對(duì)電刷表面氧化膜的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)建其形成和正常工作的條件：近期發(fā)生的幾起故障，主要緣由是由于電刷表面的氧化膜潤(rùn)滑層無法形成，氧化膜的形成需要一些條件，當(dāng)條件不滿意時(shí)，氧化膜無法形成或形成不良，主要有以下幾個(gè)緣由：（1）溫度過高：電刷的氧化膜一般在70左右較易形成，當(dāng)集電環(huán)、電刷消失過熱故障時(shí)，通常溫度都在150以上，此

8、時(shí)即便換上新的電刷，氧化膜也不易形成，無法起到潤(rùn)滑作用，電刷磨損將加劇，導(dǎo)致溫度連續(xù)上升，成為惡性循環(huán)。此時(shí)可實(shí)行外部強(qiáng)迫降溫的方法，譬如涂抹凡士林、大功率風(fēng)扇通風(fēng)等手段，使集電環(huán)溫度降到正常范圍內(nèi)，持續(xù)一段時(shí)光，讓電刷表面氧化膜漸漸形成，使之進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)。（2）冷卻空氣中有污染性雜質(zhì)：空氣中的雜質(zhì)對(duì)電刷表面氧化膜的形成將帶來不利影響，這些雜質(zhì)包括：硫化物或鹵族元素的腐蝕性氣體、空氣中油氣混合物、粉塵、鐵屑、鐵銹粉塵、碳粉等其他雜質(zhì)。電刷磨損時(shí)，本身會(huì)產(chǎn)生碳粉的粉塵雜質(zhì)，可采用在刷架罩冷卻通風(fēng)循環(huán)通道上安裝過濾裝置來改善刷架罩內(nèi)的空氣質(zhì)量。（3）空氣濕度太低或含氧量太低：電刷表面氧化膜的形

9、成需要空氣中有一定的水分含量，即空氣濕度不能太低，但也不能太高。另外，氧化膜的形成主要與空氣中的氧氣發(fā)生氧化作用而產(chǎn)生，當(dāng)含氧量過低時(shí)也不利于氧化膜的形成。 氧化膜無法形成或形成不良除與上述因素有關(guān)外，還有電刷過度研磨、使用溶劑舉行擦拭、集電環(huán)表面光滑度不良以及碳刷材質(zhì)不合格等緣由。 2、電刷及刷架產(chǎn)品在采購(gòu)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量：目前同一品牌的電刷，都是在各個(gè)不同的地方、不同的工廠加工的。這就要求我們?cè)谶M(jìn)貨過程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)生產(chǎn)廠家的工藝和質(zhì)量檢測(cè)手段及程序舉行了解。 3、生產(chǎn)運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)集電環(huán)及電刷的維護(hù)管理：加強(qiáng)電刷、集電環(huán)系統(tǒng)的專職維護(hù)制度，提高專責(zé)人的技術(shù)水平，嚴(yán)格根據(jù)汽輪發(fā)

10、電機(jī)運(yùn)行規(guī)程的要求對(duì)集電環(huán)、電刷舉行檢查和運(yùn)行維護(hù)，一次更換電刷的數(shù)量要嚴(yán)格控制。另外要樂觀運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)舉行集電環(huán)、電刷日常的巡檢檢查以及對(duì)故障部位有疑惑時(shí)作為輔助分析的工具。 另外，本次會(huì)議還就定子絕緣引水管結(jié)垢提出分析建議： 1、當(dāng)發(fā)覺絕緣引水管結(jié)垢很嚴(yán)峻時(shí)，或者已經(jīng)影響到常規(guī)預(yù)試結(jié)果時(shí)，建議所有更換新的絕緣引水管。 2、發(fā)電機(jī)每次大修結(jié)束后，開機(jī)前定子水系統(tǒng)應(yīng)使用除鹽水舉行帶壓力反復(fù)沖洗，直至排水澄澈無顆粒，電導(dǎo)率合格。 3、發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行期間累積運(yùn)行時(shí)光達(dá)到兩個(gè)月遇有停機(jī)機(jī)會(huì)時(shí)，對(duì)定、轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水系統(tǒng)舉行反沖洗。 4、完美發(fā)電機(jī)囫圇冷卻水系統(tǒng)，應(yīng)盡可能使其密閉循環(huán)，運(yùn)行中水質(zhì)含銅量高，絕緣引水管內(nèi)壁臟污結(jié)垢主要成分為銅，是由于水路不密閉，長(zhǎng)期氧化腐蝕銅管導(dǎo)致。 5、加強(qiáng)運(yùn)行中水質(zhì)監(jiān)控