整流子和滑环上电刷产生火花的原因及消除办法

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1、整流子和滑环上电刷产生火花的原因及消除办法QF-6-2型发电机是我厂非常重要的节能环保装置，年发电量约三千万度，为工厂节约电费近一千五百万元。发电机的安全、稳定运行对我厂利润指标的完成有着非常重要的意义。励磁系统的主要作用供给同步发电机励磁绕组直流电源，它的正常运行对发电机可靠的发供电起着重要的作用，它对同步发电机的作用主要是：（1）调节励磁，可以维持电压恒定。（2）可以使各台机组无功功率合理分配。（3）采用完善的励磁系统及其自动调节装置，可以提高输送功率极限，扩大静态稳定运行的范围。（4）在发生短路时，强行励磁又有利于提高动态稳

2、定能力。（5）在暂态过程中，同步发电机的行为在很大程度上取决于励磁系统的性能。我厂QF-6-2型发电机采用的是ZLG-45型同轴直流励磁机提供直流电源。直流发电机供电的励磁方式，目前在中小型发电机组上仍广泛应用，这种励磁方式有着独立、稳定、励磁响应速度较快的特点，但由于存在换相器（即整流子）和电刷，所以维护工作量较大，可靠性较差。尤其是整流子和滑环上电刷火花的产生，对励磁系统的稳定运行造成非常大的影响，如何消除电刷下的火花，一直是一个老大难问题。在电力生产企业，每年都会出现多起因11整流子或滑环上电刷故障引发的停机事故，给企业造成

3、较大的经济损失。因此对励磁系统进行经常的检查、维护是十分必要的，运行人员应按照运行规程要求的项目，认真进行工作。下面，我结合自己多年的实践工作经验，就整流子和滑环上电刷产生火花的原因和消除办法作一详尽论述。一、对火花的认识整流子和滑环上电刷产生火花的原因很多，归纳起来有电磁性原因、机械性原因、化学性原因等。在正常情况下电刷下有微弱的火花并无危害，这是不可避免的。但如果火花范围大和程度剧烈，将会灼伤整流子、滑环和电刷，甚至会使励磁机、发电机无法正常运行。关于火花强弱程度和是否容许电机继续运行，应根据火花等级来判断（表1）。按照我国技

4、术标准，电刷下火花可分为五级，电机正常运表1火花级别火花程度换向器和电刷的状态1无火花换向器上无黑色痕迹，电刷上无灼痕11/4电刷边缘有微弱的点状火花11/2电刷边缘有轻微的火花换向器上有黑色灼痕，但容易用汽油擦去，电刷上有灼痕2电刷边缘的大部分有较大的火花换向器上有黑色灼痕，但不能用汽油擦去，电刷上有灼痕3电刷的整个边缘有强烈的火花，而且有大火花飞出换向器严重发黑不能用汽油擦去，而且电刷有烧焦和损坏行时，火花不应超过1又1/2级。短时过载，火花不应超过2级，3级火花是“危险的火花”。在发电机正常运行中，11若电刷的滑出边常常出现

5、较小的白色或天蓝色点状火花，且范围较小，这是没有危险的。如在较多的电刷下有浅黄色而又细长的火花时，表示换向不正确。如果火花为绿色，电刷接触面上有铜燃烧微粒，表示电刷跳动，这是由于云母片突出或整流器不圆等原因引起的。当电刷运行良好时，整流器和滑环表面应有光泽的氧化膜（无烧坏的发暗或发黑的斑点）。这层均匀、适度、稳定的氧化膜，改变了电刷与整流器或集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜，其组成成分与电刷型号及集电环的材料成分有关。氧化膜的正常厚度在8－100nm的范围内，一般为25nm.这层氧化膜的存

6、在，可提高铜片的耐磨性，同时对消除火花有着非常重要的作用，是电机运行良好的主要标志之一。二、励磁系统设备及其参数介绍我厂QF-6-2型发电机额定电压6300V，额定电流688A，励磁电压110V，励磁电流235A。ZLG-45型励磁机容量为45KW，额定电流300A，额定电压150V。整流子、滑环上碳刷采用上海摩根碳制品有限公司生产的D172型碳刷其技术参数见（表2）。整流子上碳刷规格为20×32×40，正负级各有6块，共12块。由以上电刷的技术参数、规格我们知道，整流子上每块电刷允许流过的最大电流约为76A，在励磁机额定运行状态

7、下每块电刷流过的电流是50A，由此可见，正常运行下，每块电刷的载流量是足够的。碳刷在整流子上得排列分布见图（1），重合值a约为3—5毫米，这是为了整流子表面磨损均匀，避免整流子表面出现沟槽。整流子上电刷压簧采用丹东恒力弹性元件厂生产的HV2C23—1.5公斤型。11滑环上电刷的规格是25×32×60，正负极各4块。我们由电刷参数、规格同样可知道，滑环上每块电刷允许流过的最大电流是96A，发电机额定运行状态下，每块电刷流过的电流是58.7A。可见，滑环上电刷的载流量也是足够的。滑环上压簧同样是丹东恒力弹性元件厂生产的，型号是HVC1

8、02-1.85公斤。滑环与电刷滑动接触时会产生高热，为了散热良好，两个滑环表面车有螺纹，这样，一方面增加了散热面积，加强冷却。另一方面是为了改善同电刷的接触，而且也容易让电刷的粉末沿螺旋状沟槽排出。靠发电机侧滑环上的螺纹是左旋的，靠励磁机侧滑环上的