发电机励磁碳刷打火原因分析及处理

励磁机电刷火花的产生原因及解决方法单位：北京东方石油化工有限公司东方化工厂作者：李常英摘要发电机作为东方的重要利润增长点，同时为生产设备的运行起到了重要的保障作用。

励磁机是与同步发电机同轴旋转的直流发电机。

直流发电机发出的电给同步发电机提供励磁。

励磁机在运转时，在电刷和换向器之间很难完全避免火花的产生，产生火花的原因有电磁、机械和化学等因素。

在一定程度内，火花并不影响电机的正常运行工作，若无法消除可允许其存在，如果所发生的火花大于某一程度，尤其是放电性的红色电弧火花，会加速电刷与换向器的磨损，甚至励磁机损坏，必须及时检查纠正。

如果能够减小励磁机转子片间直流电阻，尽量避免励磁机直流电阻增大而引起的电刷火花现象的发生，则能够有效地延长电刷使用周期，减小电网波动，提供稳定，优质的电能。

关键词：励磁机，换向器，火花，转子直流。

励磁机转子换向器片间直流电阻增大引起的电刷火花所谓“励磁机”，是与同步发电机同轴旋转的直流发电机。

直流发电机发出的电供给同步发电机转子励磁电流，这种励磁方式，是同步发电机中最老而现在仍广泛使用的同轴电机励磁方式。

同步发电机在正常运行中或事故状态下，都需要调节励磁电流以达到调节发电机电压与无功功率的目的，并维持与之并联运行发电机的稳定性。

励磁机在运转时，在电刷和换向器之间很难完全避免火花的产生，产生火花的原因有电磁、机械和化学等因素。

在一定程度内，火花并不影响电机的正常运行工作，若无法消除可允许其存在，如果所发生的火花大于某一程度，尤其是放电性的红色电弧火花，会加速电刷与换向器的磨损，甚至励磁机损坏，必须及时检查纠正。

要维护好励磁机电刷的火花并非一件容易的事情，从我厂的发电机组运行情况来看，励磁机电刷的火花一直在困扰着我们，而无法得到有效的解决，究其原因，有以下几个方面：1.从污水处理站发出的硫化氢气体，对铜导体污染腐蚀严重。

2.励磁机生产制造厂家产品工艺技术有缺陷。

3.发电机组与锅炉、煤场距离较近，粉尘大。

发电机碳刷冒火花原因分析与处理一、碳刷压力不均匀或不符合技术要求电气运行规程明确规定集电环碳刷不发生火花的最小压力为200–300g/cm2，且各碳刷压力应均匀[1]。

而引起碳刷压力不均匀的原因很多例如：①混用恒压弹簧；②恒压弹簧受热软化，压力缺乏；③个别碳刷磨擦过短，压力弹簧无法压紧；④碳刷在刷握内的间隙小于0.1毫米，碳刷向下滑动时出现机械卡涩现象。

针对以上四种原因工作人员应使用正规厂家的统一型号的恒压弹簧，调整各彈簧压力应根本一致，更换过短跳动的碳刷〔同一排碳刷不能同时更换三只以上〕，调整碳刷与刷握装配间隙，使碳刷在刷握内的活动间隙满足0.1～0.3毫米的要求并且能上下自由活动，防止运行中碳刷发热膨胀出现轧刹现象。

二、碳刷间负荷分配不均匀假设一小局部碳刷由于以下几种原因：①磨损过短；②弹簧压力缺乏；③刷辫断股；④碳刷与集电环接触面减少等；不能正常分担负荷时，为了维持发电机正常出力，通过其他碳刷电流密度必将增大，而碳刷发热量与电流的平方成正比〔Q=I2Rt〕，致使温度急剧上升，产生火花，这种情况在机组满负荷且碳刷接触面磨偏不规那么时更为严重，逐步恶化形成环火。

碰见这种情况，工作人员应及时做好准备，使用钳形电流表测量各碳刷电流分布情况，更换磨损发热及过短跳动的碳刷，同时更换受热软化的压力弹簧，对负荷过重，过轻的碳刷及时调整，重点是使碳刷压力均匀，位置对准电环圆周的法线方向，使碳刷与集电环充分接触。

每个碳刷对集电环的压力都应根本一致，并符合技术要求达14.5N±20%/只〔用弹簧秤测量〕[2]。

三、碳刷和刷辫，刷辫和刷架间的连接松动四、碳刷接触面不洁正常时发电机集电环碳刷密封在装设有有机玻璃的防护罩内，但长期运行之后防护罩橡皮嵌条容易老化脱出，外面的粉尘伴随着空气通过防护罩不严密处被大轴上风叶刮入，并附着在碳刷和刷柱上，不但影响了碳刷散热，还容易造成刷柱间环火〔因绝缘强度降低引起〕，对于这种情况最普遍的做法是将不洁净的碳刷逐个拉提出来，用干净帆布或电工刀刮去接触面的污垢，并用细号木砂纸研磨其外表及接触面直至平整光滑，同时修复防护罩橡皮嵌条，填堵漏洞。

试点论坛shi dian lun tan316浅谈发电机励磁碳刷打火的原因与应对措施◎李福林摘要：本文针对某PVC循环产业链配套自备电厂4×125MW机组在日常运行期间经常发生发电机励磁端打火现象而找出打火的原因，在发电机碳刷日常维护过程中存在的问题，制定了在今后中注意事项，为发电机励磁碳刷维护提出建议，也供同行们参考，并在此基础上提出了发电机励磁碳刷打火的根本性解决措施，确保发电机能稳定长、满、优运行，为企业带来更多的经济效益。

关键词：发电机；励磁碳刷；打火；原因；应对措施发电机励磁端碳刷是励磁功率单元向同步发电机转子输入励磁电流的主要途径，所以他的运行是否稳定，直接决定着发电机的生产与稳定，因此加强发电机励磁碳刷日常运维管理显得极其关键重要[1]。

电厂发电机励磁端打火是经常发生的问题，打火严重除了会对发电机正常运行造成不利影响之外，还有可能烧坏发电机滑环，造成重大经济损失，因此分析发电机励磁碳刷打火的原因、找寻其解决措施尤为重要。

一、机组励磁系统概况某PVC循环产业链配套自备电厂4×125MW机组出口电压为13.8KV，通过三绕组主变升压至110KV后并入地区电网，主变中压侧接带化工、水泥负荷，发电机励磁方式为静止可控硅励磁，额定励磁电流1393A，额定励磁电压278V，滑环电规格为D172 25×32×100mm，滑环刷握规格为Hz11-25×32×64（12596-4） 压力 0.55kg/cm2，励磁端分正负两极，每极有8个刷握，每个刷握装有4个碳刷。

二、事故经过2014年6月13日，№4发电机有功120MW，无功58Mvar，转子电压254V，转子电流1208A，发现№4发电机励磁端正极有轻微打火现象，30min后№4机励端有亮光，发现励端正极3#碳刷打火严重，№4发电机立即负荷由120MW快速降至24MW，无功由58Mvar降至27Mvar，再次检查№4机励端仍然打火仍然很严重，立即打闸停机，停机后检查为№4机滑环正极7个刷握烧损严重，滑环也有不同程度的烧伤痕迹。

【知识点】发电机碳刷冒火现象的原因及消除方法发电机电刷及励磁机电刷电阻系数较小、性能比较稳定，但因受其通流的大小、电刷的压力、周围的环境温度、湿度、清洁度、电刷与滑环表面的磨损以及本身制造工艺等因素影响，在长期运行运行中，若没有在第一时间发现隐患并果断作出判断处理，发生电刷冒火花、环火甚至因电刷原因被迫停机的事件是在所难免的。

发生电刷冒火花的原因很多，相关资料、规程都对其作了详细的叙述，但在实际生产中真正造成电刷冒火花的原因大概有以下几种：1、电刷电流密度过大。

实际运行中，若果一两个电刷因机械原因卡涩，弹簧压力不足等原因不出力，为维持正常负荷，通过其他电刷的电流就将增大，在增大通流的电刷中如果有被摩偏的电刷，因跟滑环接触面积减小，接触面通流密度增大。

根据Q=I*IRT，发热量跟电流的平方成正比，积聚的热量无法散发出去时，温度急剧升高，电刷与滑环接触面就会产生火花。

另外火花的产生后，使电刷工作环境更加恶劣，从而恶性循环，使电刷冒火花更严重，几个都有这种情况严重时就会发生环火。

2、电刷压力不均匀或不符合要求。

电刷出厂时厂家都有相关：电刷压力调整到不发生火花的最低压力，经过科学论证和实践总结，最低压力一般为200～300ɡ/c㎡，即0.02～0.03MPa,要求各个电刷之间的压力也要均匀，其差别不超过10。

发电机在长期运行中如果某个电刷摩擦过短，或电刷在刷框内滞卡的情况下，压力将出现不均匀。

此外受机械、弹簧本身受热变软等因素影响造成压力达不到电刷不发生火花的最低理论要求。

还有我们在压紧、提拉碳电刷时，有时靠感觉，没有经验积累，操作误差是很大的。

3、电刷表面不洁。

这一点最让人忽略的，正常运行的发电机电刷密封在密闭的柜子内，两极电刷中间有套在轴上齿轮状轴流风扇，靠转子转动把磨下的石墨碳粉、电刷的发热及时抽走，达到清洁冷却的作用。

如果柜门关不严，或巡检时忘记关门，外面的粉尘伴随着热空气吸进电刷，附着在刷柱上，一方面影响电刷散热。

发电机励磁碳刷打火原因分析与处理发布时间：2021-02-19T09:15:06.563Z 来源：《电力设备》2020年第31期作者：戴明建[导读] 摘要：发电机在大负荷期间长期运行，碳刷发生不同程度的发热甚至打火现象，对发电机安全运行造成了一定的隐患。

（大唐观音岩水电开发有限公司云南省昆明市）摘要：发电机在大负荷期间长期运行，碳刷发生不同程度的发热甚至打火现象，对发电机安全运行造成了一定的隐患。

需对发电机集电环和碳刷进行改造消除安全隐患。

增加碳刷，减少单个碳刷的电流密度；改造发电机碳粉吸收装置及排风管道，提高吸尘效果，降低集电环室内温度；打磨由于长期电腐蚀而导致集电环表面产生的凹坑；调节碳刷刷握及卡簧压紧力。

关键词：碳刷发热;原因分析；防范措施；技术改造一、概述某电站五台机组全部投产发电，发电机型号SF600-66/16990,励磁方式：静止可控硅，额定容量666MV A，额定电压20000V，额定励磁电压：460V，额定励磁电流3057A，励磁碳刷采用恒压形式，主励每极36条碳刷，碳刷型号为E468 38*34*64（重庆华能产）。

发电机在大负荷期间长期运行，1～5号发电机部分碳刷均发生过不同程度的发热甚至打火现象，碳刷温度最高达到150℃，并且打火形成环火，对发电机运行造成了极大的安全隐患。

发电机碳刷温度异常影响机组稳定运行，机组停运将造成公司重大经济损失。

因此,通过监测发电机碳刷温度变化趋，分析碳刷发热原因，进而解决发电机碳刷发热的问题是十分必要的。

二、碳刷发热可能造成的危害、风险发电机运行中碳刷打火是常见的故障之一，如不及时消除，可能会导致发电机环火，严重时会烧毁滑环造成失磁而被迫停机。

就大型发电机而言，紧急停机不仅造成系统出力下降，影响系统稳定运行和企业的效益，而且对发电机本身也危害极大。

所以我们有必要对发电机组的碳刷打火原因进行认真的分析，监测设备运行状况，拟定相应的对策来防止或消除发电机碳刷打火现象。

发电机励磁碳刷打火的危害及日常维护发电机运行中碳刷打火是常见的故障之一，如不及时消除，可能会导致发电机滑环出现环火，严重时会烧毁滑环造成失磁而被迫停机。

就大型发电机而言，紧急停机不仅造成系统出力下降，影响系统稳定运行和企业的效益，而且对发电机本身也危害极大。

所以我们有必要对发电机组的碳刷打火原因进行认真的分析，监测设备运行状况，拟定相应的对策来防止或消除发电机碳刷打火现象。

1、发电机励磁碳刷打火的原因：1)碳刷质量不过关或与刷握不匹配。

以往每次碳刷打火处理时，发现在换下的碳刷中有部分碳刷表面不平有崩角或有部分刷辫与刷握接触松动。

崩角的原因极有可能是碳刷跳动太大或材质不良造成，而刷辫与刷握连接松动会造成二者接触电阻增加，使各碳刷电流分布不均。

另外如果碳刷与刷握不匹配，也会导致运行中碳刷无法与滑环可靠接触，使实际分担电流大大降低，甚至会为零，这样长久运行必然导致碳刷打火烧红现象的发生。

2)恒压弹簧压力不够或压力不均，造成接触不良，分担电流偏小。

自卷式恒压弹簧受热后弹簧会拉长，弹性变差，以致会造成碳刷实际接触面积减少。

从换下的弹簧看还没出现弹簧的严重损坏，只是弹性有不同程度的降低，但在以前的碳刷打火处理中，曾经多次发现恒压弹簧断裂或裂纹损坏的情况。

由于恒压弹簧的压力不一样，从而造成不同的碳刷分担电流不一样。

经过对各碳刷电流的卡测发现，更换压簧前分担电流小于20A，但更换压簧后，同一块碳刷分担电流可达80A。

3)电刷品牌、型号不一致，使用非专用碳刷，造成各碳刷电流分布不均匀，部分碳刷打火。

备用碳刷应专人专管、统一配置、定点存放，并要求各机组使用同一品牌、型号的专用碳刷。

4)刷握调整不当，碳刷位置不能对准滑环圆周的法线方向。

经检查，发现部分碳刷刷握距离滑环的高度不一致，有些不能平行于滑环圆周的法线方向。

这样可能在轴系旋转时产生偏心，滑环和刷握接触不良而损坏滑环，使滑环表面不平造成打火现象的发生。

5)碳刷积垢脏污。

600MW发电机励磁碳刷打火原因分析及处理摘要：近年来，随着经济的发展，电厂的规模也不断扩大，发电机励磁碳刷打火在各个电厂的运行生产中是常见的异常现象。

为了解决这个异常现象，维护人员必须要通过对碳刷打火的现象进行分析、判断，找出了励磁碳刷产生打火的可能原因。

继而利用运规和相关知识相结合的方法，提出了一系列处理碳刷打火的方法，最终将碳刷打火现象消除，以促进机组正常运行。

本文首先阐述了600MW发电机励磁碳刷打火产生的危害，其次分析了产生火花的原因，并提出了相应的措施，最终阐述了一些注意事项以供参考。

关键词：600MW发电机；励磁碳刷；打火原因分析；处理措施众所周知，600MW发电机运行中碳刷打火是常见的故障之一。

如果不及时消除，可能会导致600MW发电机环火，严重时会烧毁滑环造成失磁而被迫停机。

这对于大型600MW发电机而言，紧急停机不仅造成系统出力下降，影响系统稳定运行和企业的效益，而且会对600MW发电机本身产生极大的危害。

所以我们有必要对600MW发电机组的碳刷打火原因进行认真的分析，监测设备运行状况，拟定相应的对策来防止或消除600MW发电机碳刷打火现象，保证机组的顺利运行，促进电厂的长远发展。

一、600MW发电机励磁碳刷打火产生的危害600MW发电机运行中碳刷打火是常见的故障之一。

如不及时消除，可能会导致发电机环火，严重时会烧毁滑环造成失磁而被迫停机。

就大型600MW发电机而言，紧急停机不仅造成系统工作能力下降，影响系统稳定运行和企业的效益，而且对600MW发电机本身也危害极大。

所以我们有必要对600MW发电机组的碳刷打火原因进行认真的分析，监测设备运行状况，拟定相应的对策来防止或消除600MW发电机碳刷打火现象。

二、600MW发电机励磁碳刷打火现象发生的原因分析2.1碳刷与换向器间的接触压力小，导致火花的产生近几年，每次处理励磁机碳刷打火都是先车励磁机转子，再扣槽。

而由于检修人员技术不过硬，每次都会使转子直径缩小2mm-3mm。

发电机励磁碳刷打火原因分析及处理在发电机的使用过程中，经常会遇到励磁碳刷打火的问题。

这个问题一旦出现，会导致设备无法正常工作，严重的还可能对设备造成较大的损坏。

因此，及时分析并解决这个问题非常重要。

励磁碳刷打火的原因可以从以下几个方面来分析：1. 轴承磨损导致碳刷贴紧：处于励磁位置的碳刷，通常贴合在旋转轴承的滑环上。

如果轴承磨损过大，轴承内部的位置会发生移动，导致碳刷牢固地贴紧不放，产生摩擦，进而导致碳刷打火。

2. 碳刷磨损：碳刷用久了会磨损，从而减小了碳刷的密合度。

当碳刷和旋转零部件的滑环之间的接触区域变小时，电流密度就会增加，从而导致碳刷打火。

3. 励磁调节不当：发电机的励磁是由励磁电流、励磁电压和励磁转矩等参数来控制的。

如果励磁调节不当，会使励磁电压过高，从而导致碳刷打火。

4. 碳刷质量问题：碳刷的质量问题也是碳刷打火的原因之一。

如果碳刷的材料不好，成分不均衡，或者硬度不够，就容易导致碳刷打火。

了解了励磁碳刷打火的原因之后，我们就可以针对性地对这个问题进行处理。

具体措施如下：1. 检查轴承状态：检查轴承是否磨损，如果发现问题，就需要及时更换。

同时，还需要注意轴承的润滑情况，防止因润滑不良而导致碳刷打火。

2. 定期更换碳刷：定期更换碳刷是保证设备正常运行的关键。

一般来讲，建议每隔一年或更短时间更换碳刷，特别是在设备频繁使用的情况下。

3. 调整励磁电压：励磁时需要控制好电压，避免励磁电压过高或过低。

在发现碳刷打火的情况时，可以通过调整励磁电压的大小来降低碳刷打火的风险。

4. 使用质量较好的碳刷：选择质量好的碳刷对于保证设备的稳定性非常重要。

在选择碳刷时，建议选择一些知名品牌的产品，同时要注意对比碳刷的材料和硬度等参数。

总之，励磁碳刷打火是一个比较常见的问题，但是只要我们适当维护和使用，就可以有效地降低碳刷打火的风险，进而保证设备的正常运行。

原因：1、碳刷质量不过好或与刷握不匹配碳刷表面不平、刷辫与刷握接触松动会造成接触电阻增加，使得碳刷的分流不均。

刷握也与碳刷不匹配也可能导致碳刷不能和滑环良好接触，也会是碳刷的分流出现不均，长时间运行可能导致碳刷打火甚至烧红现象发生。

2、恒压弹簧压力不均弹簧在长时间运行发热，可能会使弹性变差，以致碳刷与滑环之间的压力出现不均，从而使得碳刷电流分布不均，也可能出现打火现象。

3、碳刷牌号不一致导致电流不均牌号不一的碳刷各个参数会有所不同，长期运行可能导致碳刷电流不均，从而出现打火现象，这个一般比较少出现。

4、刷握与滑环的位置调整不当滑环与刷握位置调整不当可以使碳刷与滑环之间压力出现不均，甚至有可能会损坏滑环，使滑环表面不平造成打火现象。

5、碳刷脏污长时间运行，碳刷磨下的粉末或者空气中的粉尘可能会使碳刷接触结垢，影响碳刷与滑环的接触。

结垢可能使碳刷出现卡涩，不能自由滑动，从而是电流分布不均，出现打火。

6、机组振动大机组振动大而又达不到机组保护值是，也可以使得碳刷压力不均，甚至滑环被刷握刮坏，引起电流分布不均，出现打火现象。

7、运行调整不及时，处理不当，出现恶心循环在碳刷出现打火时，应及时调整更换碳刷或者恒压弹簧。

如果处理不当或者不及时，将有可能会蔓延到其他碳刷，造成大面积火花，甚至环火。

处理：当发现发电机励磁碳刷打火时，应及时主动进行处理。

处理如下：1、应该首先处理不打火和无过热的碳刷，检查是否接触良好。

因为打火的可能是接触最好的碳刷。

如果先处理了这些接触良好的碳刷，势必造成打火的碳刷打火更严重，甚至造成环火。

2、对出问题碳刷进行处理：更换过短或者不同型号的碳刷；重新打磨卡涩或者接触不良的碳刷；更换刚度不住或者过热失效的恒压弹簧。

3、更换过热变形或者引线变色断线的碳刷。

在问题碳刷处理后，出现打火的碳刷应该检查是否出现变形或者引线烧坏，及时更换。

4、出现滑环表面不平整时，可用金刚砂纸进行研磨。

5、如果是因为机组振动打而又没到打闸停机值时，应该加强对机组励磁碳刷的监视、调整和更换。