发电电动机滑环发出响声的原因分析

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1、J电力安全技术第15卷(2013年第8期)发电电动机滑环发出响声的原因分析赵贵前’(北京十三陵蓄能4)-，北京102200)[摘要]介绍了某厂发电电动机及励磁系统的主要参数，描述了滑环响声产生的情况，分析了滑环最初发出响声及处理之后仍发出响声的原因，并提出了相应的处理措施。[关键词]发电电动机；滑环；极性；电气磨损1某厂发电电动机及励磁系统的主要参数沿轴向上下分层平行布置，每个导电环上安装8对杠杆式弹簧刷握，32个碳刷。碳刷最大运行尺寸：1．1发电电动机的主要参数长×宽×高(深)=32×25×40mm，最小运行尺额定容量：发电222MVA／电动218MW。寸：长×宽×高(深)

2、=32×25×20mm。额定功率因数：发电工况为0．9(滞后)，电动工况为1．0。额定转速：500r／min。额定电压：l3．8kV。额定频率：50Hz。调相容量：发电工况最大为154Mvar，电动工况为100Mvar。最大进相容量：发电工况及电动工况为171Mvar。1．2励磁系统主要参数图1螺杆装配式滑环结构示意空载励磁电压：68V。空载励磁电流：1136A。2发电电动机滑环发出响声的原因额定励磁电压：154V。额定励磁电流：2134A。2．1滑环发出响声的情况顶值励磁电压：385V。该厂发电电动机C修后，对励磁电缆进行了顶值励磁电流：4270A。正负极性倒换，运行一段时

3、间后，运行人员巡视时1．3滑环与电刷装置发现发电电动机滑环有响声。检查后发现，上层滑发电电动机采用螺杆装配式滑环，其由上层的环的其中一个刷握盒边缘有过热熔化痕迹，对应滑整圆绝缘板、下层的托板及中间的2层集电滑环组环面有划痕。测量该刷握盒边缘与滑环间隙不到成。如图l所示，滑环外径为1200mm、内径为lmm，而其他刷握盒边缘与滑环间隙都在1．5mm900mm、高为408mm，各滑环均由把合绝缘螺杆左右。用弹簧秤对所有碳刷刷握的压紧力进行检查，及绝缘支撑套管连接。为使电流密度分布均匀、降全部都在1．25～1．5kg之间。对故障刷握盒作磨温、碳刷粉尘散落，两集电环外圆面均有螺旋槽，

4、平处理，并对滑环划痕作打磨光滑处理，同时对故槽宽为3mm、深为12mm、螺距为28mm。各环障刷握盒边缘与滑环间隙，以及其他全部刷握盒边间均设风扇叶，用螺钉固定在集电环上。缘与滑环间隙作检查调整，但投入运行不长时间后与滑环配套的碳刷架为半圆式，正负导电环滑环又出现了响声，而且响声仍然来自上层滑环(在一一第15卷(2013年第8期)电力安全技术J空转不加励磁时无响声，当加励磁电流时出现响新的氧化膜的形成存在困难。声)。在电流的作用下，滑环与碳刷间不仅有机械磨2．2发电电动机滑环响声的起因分析损，还有电气磨损。所谓电气磨损，指的是由于电2．2．1最初的响声起因弧高温和放电等因素的

5、作用，使极面材料受到损坏正负极性倒换后，上层滑环原来的正极性碳的情况。并且由于电气磨损影响极面，所以也会对刷变成了负极性碳刷，相对应的滑环则变成了正极机械磨损的程度产生影响，两者相互“促进”。电性，从而使得大量的金属粒子和机械磨损的碳粉向流通过碳刷和滑环的接触面时，因直接传导的部位碳刷方向聚集。在风扇的吹拂下，一部分粉尘被吹不断变动，且电流密度很大，会造成一些点的温度到了过滤网上，另一部分粉尘则落在相邻的部件上。很高；同时又由于电弧的高温作用，使两侧极面局由于故障刷握盒的边缘与滑环距离太近(间隙不到部熔化、脱落，金属变成金属蒸汽，碳刷结构松化，lmm)，粉尘很容易就会堆积起来

6、，并断续地对滑受氧化腐蚀而脱落，此即电气磨损的表现。但是，环一定部位放电；使滑环这一部位由于电灼伤而变极性不同，磨损的情况也是不一样的。在电弧作用得不平，出现高点，继续与粉尘不断堆积的故障刷下，阳极(正极)表面局部灼热而蒸发出“金属蒸汽”，握盒边缘放电而使刷握边缘熔化，同时伴随有响声。使阳极表面损蚀，这叫“阳极蒸发”；阴极(负极)由于发现及时，没有造成较大的事故。而下层滑环因受正离子撞击和高温作用而发射电子，使阴极表由于是负极性，碳粒、石墨离子迁移到滑环表面，面遭受破坏，这叫“阴极粉化”。对滑环表面的氧化膜有强化作用；大部分多余的粉由于阳极蒸发和阴极粉化的作用，碳刷和滑环末则

7、通过表面的螺旋槽被风扇吹走。经检查，下层由于电流方向不同会出现极性差别。当电流由碳刷滑环运行情况良好，无过热、无响声。流向滑环时，此时碳刷为正极，滑环为负极，则结2．2．2处理后的滑环仍出现响声的原因果是：碳刷面上发生微小程度的阳极蒸发，碳粒、在碳刷架及刷握固定良好，接线无松动断开，石墨离子迁移到滑环表面，碳刷有电气磨损；滑环滑环固定及摆度正常的情况下，引起滑环产生响声表面有轻微的阴极粉化，并附着碳粒、石墨，形成的可能因素有以下几点：润滑、光泽的镜面。此时滑环表面平滑，机械磨损(1)碳刷质量不佳，颗粒粗