发电机碳刷及滑环温度高原因分析及解决措施

发电机碳刷及滑环温度高原因分析及解决措施发电机的碳刷和滑环温度高可能由多种原因造成，下面将针对这个问题进行分析，并提出相应的解决措施。

首先，碳刷和滑环温度过高的原因主要有以下几点：1.拖动力过大：如果电机受阻或负载过重，会导致电机产生过大的拖动力，进而导致摩擦和热量的增加。

解决措施：调整电机的负载和阻力，确保在额定负载范围内正常运行。

2.碳刷磨损：长时间使用会导致碳刷的磨损，磨损的碳刷表面不光滑，导致与滑环之间的接触产生较大的摩擦，进而导致温度升高。

解决措施：定期更换碳刷，确保其与滑环之间有良好的接触。

在更换碳刷时，要确保新碳刷与滑环的配合度好，避免产生过大的摩擦。

3.碳刷材质不合适：碳刷的材质和质量对于降低温度起到重要的作用，如果选择的碳刷质量较差或者材质不合适，会导致摩擦和温度升高。

解决措施：选择质量合格的碳刷，并根据实际工作条件选择合适的碳刷材质。

一般来说，碳刷的硬度、密度、导电性能等都应与滑环相匹配。

4.滑环接触不良：如果滑环接触不良，会导致电流传递不畅，产生较大的电阻，进而产生过多的热量。

解决措施：定期清洁滑环和碳刷，确保其表面光洁、无油污和氧化层。

同时，检查滑环和碳刷之间的间隙，确保其正常接触。

在安装碳刷时，要确保其压力适中，既不过紧也不过松。

5.电机散热不良：如果电机的散热不良，无法将产生的热量及时散出，就会导致温度升高。

解决措施：确保电机周围的散热风扇或冷却器工作正常，保持良好的散热通道。

另外，可以在温度较高的地方增加散热片或散热风扇，提高散热效果。

在解决碳刷和滑环温度高的问题时，需要综合考虑以上因素，并从根本上解决问题。

通过正确选择材质和质量良好的碳刷、定期保养和清洁电机、调整负载和阻力、优化散热系统等措施，可以有效地降低碳刷和滑环的温度，确保发电机的正常运行。

关键词：碳刷；滑环；发热；原因；处理
0 引言
碳刷是发电机将直流励磁电流引入转子的重要设备，但 是在运行中，碳刷和滑环的运行温度会逐渐上升，如果不能及 时处理或采取不正确的方式进行处理，将会使发热情况加剧， 最终导致滑环烧毁或发电机停机事故。
1 机组概况
绍 兴 滨 海 热 电 公 司 #2 发 电 机 为 哈 尔 滨 电 机 厂 于 2011 年 1月制造生产，采用自励式静止励磁方式，型号为QFSN-300-2， 有功功率300 MW，功率因数0.85，额定励磁电流2 500 A。 碳刷 为D172型，碳刷恒压弹簧压力值为12～15 N。
检查发现装在转子上的离心式风扇的斜的通风孔内部有 严重积垢，几乎所有通风孔一半以上被污垢堵塞，如图3所示。
图3 离心式风扇图
3 主要原因分析
电流流过碳刷和滑环的接触面， 由于在运行中传导部位
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ86
Shebei Guanli yu Gaizao◆设备管理与改造
会不断变化，有的接触部位电流密度相对较大，会导致局部温 度升高；同时由于电弧的作用，接触面局部位置会脱落、熔化， 致使碳刷结构松化、氧化腐蚀而造成边缘脱落。 滑环表面金属 由于高温会产生金属蒸汽，且极性不同，会造成正极表面因灼 热而蒸发出“金属蒸汽”发生损蚀，称为“阳极蒸发”；负极表面 则会在正离子撞击和高温作用下发射电子，使滑环表面受到 破坏，称为“阴极粉化”。 在阳极蒸发和阴极粉化的作用下，碳 刷和滑环在运行中均会发生不同程度的磨损和发热。
设备管理与改造◆Shebei Guanli yu Gaizao
发电机碳刷、滑环发热原因分析及处理
孟建伟 （浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江 绍兴 312073）
摘 要：绍兴滨海热电公司#2机组碳刷和滑环运行中一直温度偏高，在检修过程中，经过现场查看和分析，找到了碳刷、滑环发热原 因，通过滑环表面车削、刷架调整以及冷却风道清理解决了问题，保证了机组的安全运行。

正常运行状态下，当负荷增加电流增 大或个别碳刷工况变差时，温度会有 短时少量增加或者不增加，系统能够 维持平衡或达到新的平衡状态。但是 如果碳刷变短、接触电阻和附加电阻 变大、刷握弹簧压力变小、碳刷运行 工况变差，当工作电流增加，温度变 化时系统的平衡能力降低，部分碳刷 温度将升高，从而整个系统温度升高。 有时甚至达到无法控制状态。
②效果分析
接触电阻和散流电阻发热：Q4=I2·r (其中: I流过碳刷的电流, r-接触电阻和散流电阻等 效值)
碳刷总体发热量为:Q＝Q1+Q2+Q3+Q4 这四部分在碳刷发热总量中所占比例大小,随着ຫໍສະໝຸດ 刷运行阶段及状况的改变而不断变 化。
（2）滑环的发热由3部分组成：滑环自身 电阻发热Q11 ,碳刷接触压降发热Q 22 , 碳刷热 传导热量Q 33
4、碳刷接触面形成气膜
碳刷在允许最大速度下运行，很容易在碳 刷接触面产生气膜和跳动，使流过碳刷的 电流不稳定。在滑环表面开凹槽和磨花碳 刷接触面虽然可以破坏气膜。但却使碳刷 实际的接触面积减小。
5、电流平衡的破坏
一般情况下，碳刷与滑环接触面的接触紧力较 大，即接触压降小，所有碳刷工况相近，每条 碳刷的电流大小接近，刷体的平均温度较低， 碳刷间电流相对稳定平衡。运行一段时间后， 碳刷的磨损量相近，但出现了氧化膜（氧化膜 应均匀并有光泽）、气膜、卡阻等因素，碳刷 磨短或弹簧压力降低，碳刷接触面的接触紧力 减小，碳刷间电流重新分配，每条碳刷的电流 差别增大。这个阶段时间长，且逐渐变化，不 容易引起警觉。当环境温度升高或励磁电流增 加时，随时可引起发热，造成平衡破坏。
与碳刷接触电阻和散流电阻）逐渐增大；滑环 氧化膜太厚，使碳刷接触电阻大大增加，一方 面使碳刷本身发热；另一方面使励磁电流分流 到其它回路电阻小的碳刷上。同时使其他碳刷 的电阻发热增加。

发电机滑环电刷过热处理方案摘要：碳刷和滑环是发电机动静接触和交换能量的设备，是发电机励磁系统的重要组成部分。

在我厂机组安装试运过程中，空载工况下发电机滑环电刷出现过热情况，现严重危及发电机的安全运行。

本文结合几年来的实践经验,有针对性的处理发电机碳刷发热。

对其同类事件有借鉴意义。

关键词：碳刷、滑环发热冷却风道混风1.引言随着国产汽轮发电机组容量不断升高，发电机励磁电压和电流也由制造技术的升级和革新不断提高。

无刷静态励磁方式以在600MW火电机组中普及，但在300MW供热机组中静止励磁系统仍为主要励磁方式，发电机碳刷就成为励磁电流的主要传递原件，发电机碳刷过热也成为各发电厂普遍存在的现象。

2.****1号发电机空载试运后拖动侧滑环碳刷过热事件2.1事件情况：2009年8月3日****1号发电机空载试运，发电机型号：QFSN-300-2，励磁方式：静态励磁。

21：33分电科院作励磁系统试验，（具体实验项目和方法见实验报告）。

4日上午发电机盘车状态下，设备部在检查滑环和碳刷时，发现拖动侧滑环刷握内靠近风扇侧三排碳刷都有不同程度的损坏情况（共30块每个刷握装4个碳刷），靠近冷却风道进风侧一排的碳刷完好无损（图一）。

当即取下全部刷握检查滑环情况，发现拖动侧滑环表面有过热现象（图二），非拖动侧滑环碳刷未发现问题，滑环表面正常。

图一图二2.2原因分析1、由于设计安装等原因，发电机滑环风路安装不合理，出风口与滑环冷却风道进风口距离较近，冷、热风未能做到有效隔绝。

使冷却风进风温度偏高，不利于对滑环和碳刷进行冷却。

2、发电机励磁台板两侧进风口靠近非拖动侧滑环进风口，且台板内设计未能有效隔开两侧滑环冷却风的风路，冷却进风大部分从非拖动侧进风口进入，拖动侧进风量受到影响，使拖动侧的冷却风进风量减少，导致滑环与碳刷不能充分冷却，使温度逐渐升高。

拖动侧冷却风量小，是拖动侧滑环过热及碳刷损坏的主要原因。

（图三：箭头方向为风路方向）图三3、在1号机试运期间，当发电机转速3000转时，隔音罩两侧大门打开非常费劲，说明隔音罩内负压很大，冷却进风量偏小。

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机后就自动开启电动机加热器，加热器的功率 很 小 ， 电 流 1A 左 右 ， 即 使 长 时 间 的 开 启 也 不 会 对大功率的电动机产生任何影响。（ 7 ）电动 机冷却风道的清理。由于部分电动机没有做专 用的防雨棚，雨季来临时，经常会有雨水飘进 滑环室和风机内部。现场为了防雨，在电动机 后做了较小的防雨棚，但这样就影响了冷却风 机的空气循环，不利于散热。必须给冷却风机 更大的吸收空气空间，不仅要制作大的防雨 棚，也要定期对滑环室、冷却风道的灰尘进行 清理，使电动机有良好的冷却效果。 （ 8 ）定期观察碳刷磨损情况。连续运行一个 月 磨 损 不 应 超 过 1.5mm ， 如 果 消 耗 过 快 就 得 寻 找 原因，在每次清理过滤器海绵碳粉的时候也得 注意，如果过滤器海绵上面的碳粉太多，说明 这段时间内碳刷磨损较快，须密切观察碳刷温 度情况和电动机负载电流情况。 （ 9 ）滑环的清理和保养。滑环的滑动表面应 该保持平滑和洁净，停机检修时可以慢慢转动 电动机转子，用细砂纸均匀打磨滑环。碳刷的
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磨损会产生碳尘，并很容易在绝缘体的表面形 成导电桥。滑环之间可能会出现放电，并有可 能出现闪弧，从而引起设备停机。滑环的接触 表面和碳刷会形成棕纹或外皮，棕纹可被视为 一种正常的有色表面，无须清除。如果设备要 停较长的时间，则应该将电刷抬起。长时间未 使用的滑环表面可能会失去光泽或被灰尘覆盖 等，需要清洁。 （ 10 ） 在 车 间 值 班 室 建 立 电 动 机 档 案 ， 记 录 滑 环碳粉清理时间，更换碳刷时间，便于分析运 行情况。 4 结束语 总之，对于碳刷的维护，不仅要多观察、勤清 理、规范和完善运行维护管理工作、及时发现 问题，采取有效的措施，避免同样的问题再次 发生；也要多分析、多总结，找出碳刷问题的 原因，从根本上解决问题。通过一系列的处理 措施后，两年来该电动机的运行情况明显改 善，满足了产量增加的运行要求。

２ ．碳 尉滑 环发 热 的处理 （ １ ）发 热初期 处理 （ 发 热温 度不 高 于 １ ０ ０ ＂ （ ２ 时）
可减小振动。集电环磨损不均 、 碳刷松弛、机组振动等原因也将会引起碳刷
颤振 ，此 时必 须将碳 刷拔 出检 查原 因并 消除 。 （ ６） 检 查刷 握 和刷架 上有无 积垢 ，定 期 清扫 。 （ ７） 检 查集 电环 表面 有无 过热 现象 ，其 温度应 不高 于 １ ０ ０ ￣ Ｃ 。 （ ８）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 每 个 碳 刷 的 电流 和 温 度 。 碳 刷 电 流 应 控 制 在 ２ ０ — １ ０ ０ Ａ， 刷 体温 度控 制在 ８ ０ ￣ Ｃ以下 ， 及 时消 除 电流不平 衡 、 气膜、 氧 化膜 、
造成 平衡 破坏 。
或烧伤等现象 ， 则应更换碳刷 ；运行期间 ，由于发热或振动使刷握 、 刷辫的
螺钉 松动 时 ，应立 即紧 固。
（ ４） 检查碳刷的磨损程度 ，刷块边缘是否有剥落现象 ，如果碳刷磨损 严重或刷块有剥落时必须更换碳刷。
（ ５） 检查 有无 颤振 。刷握 最低 点距 离滑 环 ４ － ５ ｍ ｍ，既保证 足够 间 隙又
如不 能准确 判 断 ， 可 用试 验 的方法 ， 每 隔一段 时 间依次 取 出一把 刷握 ， 直 至
整体温度出现明显降低。 待系统温度恢复正常后， 再将处理好的碳刷重新装
上。
（ ２ ）碳刷卡涩，碳刷通 电后，刷体膨胀 ，易卡在刷握 ；部分碳刷由于
振动、 刷 握不 垂直 等原 因 ， 会 在刷 握一 侧 的上沿 和另 一侧 下沿 产生 明显 卡 涩 ， 这几 种 形式 卡涩 ， 用 钳表 仍可 测得 电流 ，易被 误导 。此 时碳 刷 已失效 ， 致 使 其 它碳 刷分 配的 电流增 加 ，发 热增 加。 （ ３ ）碳刷 压力 减 小 ，为恒 压刷握 ，但各 个弹 簧压 力存 在差 异 。压力 小

发电机励磁碳刷集电环磨损发热的原因分析及维护要求发电机励磁碳刷集电环是发电机励磁系统的重要组成部分，用于传递电流到转子的励磁线圈，实现励磁电流的输入。

由于长时间使用和高温、潮湿等外界环境因素的影响，励磁碳刷集电环会出现磨损和发热等问题。

下面将从原因分析和维护要求两个方面进行论述。

原因分析：
1.励磁电流过大：励磁电流过大会导致碳刷与集电环之间的接触面增大，摩擦加剧，进而导致碳刷和集电环的磨损加剧。

2.集电环表面不光滑：集电环表面如果存在凹坑、烧蚀等情况，会增加碳刷与集电环之间的摩擦，进而导致碳刷和集电环的磨损加剧。

3.励磁系统故障：如励磁电源异常、电压失调等问题，会导致励磁电流波动，增加碳刷和集电环的磨损。

4.温度过高：高温环境下，碳刷和集电环之间的摩擦增大，容易导致磨损和发热。

维护要求：
1.定期检查和清洁：定期检查碳刷和集电环的磨损情况，及时清洁集电环表面的灰尘和杂物。

2.碳刷及时更换：当碳刷的长度接近极限时，应及时更换碳刷，以免碳刷磨损过度，影响发电机的正常运行。

3.维护励磁系统：定期检查和维护励磁系统，确保励磁电流的稳定和均匀输出，避免电流波动引起的磨损加剧。

4.控制温度：在高温环境下，应加强冷却措施，如增加散热风扇、提供良好的通风条件等，控制碳刷和集电环的温度在合理范围内，减少磨损和发热。

5.定期润滑：在碳刷和集电环之间适量涂抹润滑脂，减少摩擦，延长碳刷和集电环的使用寿命。

总之，发电机励磁碳刷集电环的磨损和发热问题对于发电机的正常运行和寿命有着重要的影响。

因此，定期检查和维护励磁碳刷集电环是确保发电机性能稳定和延长使用寿命的关键。

度， 是否存 在油污 污染 。 ②碳刷 压力不 均匀 或不 符 合要求 ， 可能 有碳刷 过短 、 弹簧 由于过热 变软 老化
留够充足的时间。 ②碳刷与滑环接触 面过小 。 接触 面积一般不应小于单个碳刷截面的 ７ ％。 ５ ③碳刷 在刷盒中摇摆或动作卡涩。碳刷在刷窝内应能上 下 自由移动， 其间隙应符合产品的规定， 当无规定 时 ， 间隙可为 ０１ —０２ ｍ。 刷外形要 方正 ， 其 ．０ ． ｍ 碳 ０ 上下端尺寸误差不得大于 ０ ５ ｍ ． 。④刷窝与滑 ０ｍ
立导致 的 。
失去弹性等原因。 应使用弹簧秤检查碳刷压力。 恒 压 弹簧应 完整 无机械 损伤 ，压力应 符合 其产 品的
规定， 同～极 上 的弹簧 压力 偏差 不 宜超 过 ５ ； ％ 非
恒压的碳刷弹簧 ，有规定时压力应符合其产品的 规定 ， 当无规定时， 应调整到不使碳刷冒火 的最低 压力 ， 一般为 １０ ２０ｇ ｍ ， ４ —５ ｅ 同一刷架上 每个碳 刷 的压力应 均匀 。③滑 环与转 子引线 接触 电阻过
环表 面 ，将刷 窝抵 到橡胶 垫上 ，然后 上 紧定位 螺
恶性循环 ， 产生的高温烧灼了滑环表面 ， 烧断了碳 刷、 融化 了部分刷窝刷架。 鉴 于发 电机碳 刷 、 滑环 造成 的事 故 ， 强 了运 加
行 巡视 ，０ ９年 ８月发 现 １ 发 电机碳 刷 有跳 动 ２０ 号
［ 摘
０ 引 言
碳刷在滑环上运行时，在其接触面上形成一
层 均匀 、 度 、 适 稳定 的氧化 膜 ， 是 电机运 行 良好 这 的主要标 志之一 。 氧化 膜具有 非常好 的润 滑性能 ， 碳刷 与滑环接 触表 面起润 滑作用 的润滑 层 主要 是 石 墨膜 ， 这层 石 墨膜 ， 碳刷 与滑 环分 开 ， 将 使摩 擦 在石 墨润滑层 问进行 ， 降低 了摩擦 系数 ， 减少 了摩 擦热 的产生 ，减少 了碳 刷 的磨 损 。碳刷 的过热 故 障 ，很 多情况 是 由于氧化膜 被破坏 且无 法重新 建

电工电气 (20 9 No.8)碳刷温度异常偏高分析及临时处理办法黄世超，李超(雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 615000)发电机碳刷是发电机励磁回路的重要组成部分，起到将励磁电流从固定元件输送至转动部件的连接作用。

为保证发电机碳刷与滑环的安全、稳定运行，避免设备的过热损坏，一般将碳刷温度控制在90℃以下。

碳刷温度异常偏高分为两种情况，一种为个别碳刷温度异常偏高，大部分碳刷温度正常，造成此现象的原因一般为励磁电流分布不均衡，个别碳刷流过的励磁电流偏大导致；另一种为碳刷温度整体偏高，造成此现象的原因一般是碳刷个数偏少，导致每个碳刷正常流过的励磁电流偏大。

由于不同异常现象的原因不同，需要采用不同的方法处理。

1 异常现象某电厂发电机组自投运以来，多年运行时发现在汛期满负荷运行工况下，发电机碳刷整体温度在110℃左右，高于设备稳定运行要求，结合设备现有条件，采取单极加装3个碳刷实现分流降温的措施，取得一定效果，碳刷温度下降至108℃且保持稳定。

某年汛期机组满负荷期间，#3机组出现碳刷温度分布不均现象，部分碳刷温度由108℃下降至90℃，另一部分碳刷温度则上升至125℃，个别碳刷温度甚至高达180℃并伴有间歇性打火现象。

2 检查及分析2.1 碳刷温度测量及记录使用红外测温仪对机组碳刷逐个开展全方位温度测量，并将温度数据按标记的顺序记录在表格内，对于各碳刷的最高温度位置进行注释，同时在表格内记录存在间歇性打火现象的碳刷编号。

测量发现，碳刷的温度最高点普遍集中于刷辫处，而存在打火现象的碳刷温度最高点则是打火点处。

根据数据记录及现场碳刷分布，发现处于励磁回路负极的碳刷温度整体高于正极碳刷，出现打火现象的碳刷分布于同一水平高度的位置。

2.2 碳刷检查依据记录表、按照每次只拆除一个碳刷的要求逐个拆除存在打火现象的碳刷并移送至滑环室外。

将碳刷与刷握解体后分别进行检查，检查发现此类碳刷表面凹凸不平，已失去平整度。

浅析水轮发电机碳刷打火温度异常升高原因及措施水轮发电机碳刷打火和温度异常升高是水轮发电机运行中常见的问题，可能会导致设备损坏和安全事故的发生。

为了保证水轮发电机的正常运行和延长设备寿命，必须及时发现并解决这些问题。

水轮发电机碳刷打火的原因主要有以下几点：1.碳刷磨损：碳刷是水轮发电机与旋转子之间的电触点，负责传递电流，当碳刷磨损严重时，会导致电汤珠并电弧，产生火花，最终引发碳刷打火的情况。

2.错位调整：水轮发电机的电枢轴和磁轭之间的间隙如果调整不当，会造成碳刷与旋转子之间的接触不良，导致碳刷电弧放电、打火。

3.湿度过高：水轮发电机所处的环境湿度过高会使碳刷表面积聚水分，水分导电性较高，容易导致碳刷打火。

针对碳刷打火的问题，可采取以下措施：1.定期检查：定期检查水轮发电机碳刷的磨损情况，一旦发现磨损严重，需要及时更换新的碳刷。

同时检查碳刷与旋转子之间的接触情况，确保接触良好，避免碳刷错位。

2.控制湿度：在水轮发电机周围安装合适的湿度控制设备，控制环境湿度在一定范围内，避免湿度过高导致碳刷打火。

3.清洁维护：定期清洁和维护碳刷，避免灰尘积累。

积累的灰尘会增加碳刷与旋转子之间的间隙，影响接触质量，导致碳刷打火。

水轮发电机温度异常升高的原因主要有以下几点：1.负荷过大：当水轮发电机的负荷超过额定负荷，会导致电流过大，产生大量的热量，使水轮发电机的温度升高。

2.冷却系统故障：水轮发电机的冷却系统如果出现故障，冷却效果会受到影响，无法有效带走热量，导致温度异常升高。

3.绝缘损坏：水轮发电机的绝缘材料如果受到损坏，会导致发电机内部的电气设备直接暴露在外，发电机运行时会产生大量热量，使温度升高。

针对温度异常升高的问题，可采取以下措施：1.控制负荷：合理控制水轮发电机的负荷，确保在额定负荷范围内工作，避免过载情况发生。

2.定期检查冷却系统：定期检查水轮发电机的冷却系统，确保冷却效果良好。

如果发现冷却系统有问题，及时修复。

（1）碳刷发热量由4部分组成：碳刷自身电阻 发热Q1，碳刷接触压降发热Q 2，磨擦发热Q3， 刷辫与碳刷接触电阻和散流电阻发热Q4。
碳刷自身电阻发热：Q1＝I2·R （其中：I-流过碳 刷的电流，R-碳刷电阻）
碳刷接触压降发热：Q2＝I·△U（其中：△U-接 触压降）
磨擦发热：Q3＝F·v （其中：F-碳刷压紧力，v碳刷与滑环的相对运动速度）
四、发热的处理
（1）当发热处于初期，发热温度不高，如 100℃以内，此时可以采用调整部分工作不良 的碳刷的方法。
如更换磨损较短的以及工作电流很小的碳刷； 调整或更换部分弹性较小刷握的弹簧；处理碳 刷卡涩等措施，优化电流分配，减少发热量。
（2）适当降低发电机的无功负荷，减少励磁 电流，从而降低碳刷的工作电流，减轻发热。
八、结论
发电机励磁碳刷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，通风沟是否堵塞，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。
与碳刷接触电阻和散流电阻）逐渐增大；滑环 氧化膜太厚，使碳刷接触电阻大大增加，一方 面使碳刷本身发热；另一方面使励磁电流分流 到其它回路电阻小的碳刷上。同时使其他碳刷 的电阻发热增加。
2、 碳刷卡阻
碳刷通过电流后发热，刷体膨胀，易卡在 刷握，这时拉动刷辫感觉很紧；部分碳刷 由于振动、刷握不垂直等原因，会在刷握 一侧的上沿和另一侧下沿产生明显卡阻， 这几种形式卡阻，用钳表仍可测得电流， 容易被误导，但碳刷却已经失效，致使其 它碳刷分配的电流增加，发热增加。

发电机滑环碳刷发热原因分析及处理摘要：发电机碳刷和滑环在运行中由于多种原因，时常出现发热现象，严重时甚至危及发电机的安全运行。

本文通过某厂滑环碳刷过热处理过程，分析了滑环碳刷发热的原因，总结出严重发热时的两种应急处理方法，在实用中取得了显著成效。

关键词：滑环；碳刷；发热；振动；处理0 引言山西漳电蒲洲热电有限公司一期安装2台哈尔滨电机有限责任公司制造的QFSN-300-2型静止励磁系统的汽轮发电机。

集电环材料为高硬度锻钢，外圆周表面开有螺旋沟，沿集电环圆周均布斜30°的通风孔，以改善与电刷的接触并强化冷却。

集电环通过绝缘套筒热套于轴上。

两环间装有离心式风扇，此风扇直接热套于轴上，加强集电环部位的通风冷却。

刷架与导电环合二为一，每个导电环由两瓣拼成，其材料为纯铜板,承担着导电作用,整个导电环经绝缘板固定到基础上。

刷盒自成一体，可在运行中即插即拔，每个刷盒并排安装4个电刷，由恒压弹簧保持适当的压力，每极碳刷共40块。

刷架与集电环有独立的通风系统，冷空气由两个集电环的外侧进入，中间排出，由装在转轴上的离心式风扇驱动。

在刷架集电环部位加装隔音罩，兼有密闭通风和隔音功能，进风由正负极母线封母开口加装滤网引入，出风由管道引至厂房6.3米层。

发电机转子额定励磁电压365V，额定励磁电流2642A。

2017年4月，该厂运行中的两台机组相继发生滑环及碳刷发热严重的异常事件，碳刷及滑环表面温度最高点达到了300℃左右，经紧急处理后相继恢复正常。

鉴于碳刷发热的常见性，以及碳刷严重发热时可能造成的滑环烧毁、甚至停机等恶性后果，将处理过程进行总结，对碳刷发热原因进行分析，并总结了两种有效的处理方法。

1 碳刷及滑环发热原因分析1.1 碳刷及滑环发热的发展过程正常情况下，碳刷运行温度一般在50℃～80℃（温升40℃左右），碳刷电流分布整体平衡，每块碳刷工作电流在20A～100A。

碳刷在刷握内活动自如且无振动卡涩现象。

经 验 交 流
雾 ｌ ， 荔ｌ １
汽 轮发 电机 组励磁 碳刷滑 环 发热起 因分析 与对 策
杜 晚 建
（ 州 发 电厂 ， 东 连 州 ５ ３ ０ ） 连 Ｉ 广 １ ４ ０
摘
要： 连州发 电厂＃ 、２ ＃ 发 电机 组 自投产 以来先后 出现励磁碳刷 滑环 发热冒火花现 象。 ｌ｝ 、 ３ ｝ 通过认真 分析研 究， 出 找
弹簧压力变小 、 碳刷运行工况变差 、 工作电流增加 、 温
度变 化 ， 系统 的平 衡 能 力就 会 降 低 ， 分 碳 刷 温度 将 升 部 高， 而 导 致整 个 系 统 温度 升 高 ， 时甚 至 达 到 无法 控 从 有
３ 碳刷运行 中发热的起因分析
３ １碳刷 电阻值增大 ．
碳 刷 使 用 过程 中 电 阻 值 （ 括 自身 电 阻 、 辫 与 包 刷 碳 刷 接 触 电 阻 和 散 流 电 阻 ） 渐 增 大 ； 环 氧 化 膜 太 逐 滑 厚 ， 碳 刷接 触 电 阻大 大增 加 ， 方 面 使碳 刷 本 身发 热， 使 一
了滑环 发热 冒火的原因 ， 并采取 了相应对 策， 有效防止 了此 类故障再 次发生。 关键 词： ２ ＭＷ 发电机 ； １５ 碳刷 滑环 ； 发热 ； 处理 方法
Ｃａ ｓ ａｙ ｉ ｎ ｒ ａｍｅ ｔ ｆ ｕｂ ｎ ｒｔ ｒ ｘ ｉ ｔ ｎ Ｃａ ｂ ｎＢ ｕ ｈ ｕ ｅＡｎ ｌ ｓａ ｄＴ ｅ ｔ ｎ ｒｏ Ｇｅ ｅ ａｏ ｃｔ ｉ ｒｏ ｒ ｓ ｓ ｏＴ Ｅ ａｏ Ｓ ｉ— ｎ ａ ｉｇ ｌ Ｒｉ Ｈｅ ｔ ｐ ｇ ｎ
Ｋ ｙ ｒ ｓ １ ５ Ｗ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｃ ｒ ｏ ｒ ｓ ； ｅ ｔ ｇ ｔ ａ ｎ ｅ ｗｏ ｄ ： ２ Ｍ ｅ ｅａｏ ； ａｂ ｎｂ ｕ ｈ ｈ ｉ ；ｒ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｍｅ

发电机励磁碳刷滑环发热的分析资料发电机励磁系统是发电机重要的组成部分，它通过励磁碳刷和滑环传递电能，将直流电能转化为旋转磁场激励转子产生电能。

然而，在操作过程中，励磁碳刷和滑环容易发生发热现象，影响发电机的工作效率和寿命。

因此，对励磁碳刷和滑环发热进行分析和研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

首先，发电机励磁碳刷发热产生的原因主要包括以下几个方面：1.电流过大：发电机励磁系统中的电流过大会引起碳刷和滑环的发热。

电流过大可能是由于电路故障或者励磁系统设计不合理导致。

2.电刷磨损：随着碳刷的使用，表面温度升高，碳刷磨损加重，摩擦热量增加，导致发热。

3.碳刷接触不良：碳刷与滑环接触不良会引起局部电弧，产生发热现象。

4.碳刷品质问题：碳刷本身的质量问题也会导致发热，如碳刷材料不合理、工艺不当等。

其次，励磁滑环发热的原因主要包括以下几个方面：1.滑环接触不良：滑环与碳刷接触不良会导致电流不稳定，产生发热。

2.滑环表面不平整：滑环表面不平整会加大滑环与碳刷之间的接触阻力，产生发热。

3.滑环材料问题：滑环材料的选择和使用不当也会导致发热问题，如滑环材料不耐高温、导电性差等。

针对励磁碳刷和滑环发热问题，可以采取以下的解决措施：1.优化励磁系统设计：合理确定励磁电流，避免电流过大导致发热问题。

2.选择优质碳刷和滑环：选择质量好、导电性能好的碳刷和滑环材料，并注意其表面的平整度。

3.加强维护保养：定期检查励磁碳刷和滑环的磨损情况，及时更换磨损严重的碳刷和滑环。

4.加强润滑保护：在励磁碳刷和滑环之间加入适当的润滑剂，减少摩擦产生的热量。

5.提高工作环境温度：将发电机励磁系统放置在适当的温度环境下，避免高温环境下励磁碳刷和滑环发热。

综上所述，发电机励磁碳刷和滑环发热问题对于发电机的工作效率和寿命具有一定的影响，需要引起重视。

通过合理的励磁系统设计、选择优质的碳刷和滑环材料、加强维护保养等措施，可以有效减少碳刷和滑环的发热问题，提高发电机的运行效率和寿命。

关于我厂发电机滑环温度长期过高的几点想法及应对措施发表时间：2018-12-19T16:36:34.813Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：张克澜[导读] 摘要：碳刷过热和冒火是发电机运行中常见的多发的异常现象，运行维护工作量大而效果不佳，给机组的安全运行带来不小的影响，严重时不仅会导致被迫停机，影响系统稳定运行，甚至会烧毁设备，带来巨大的经济损失。

(大唐甘肃发电有限公司八〇三热电厂甘肃省 732850)摘要：碳刷过热和冒火是发电机运行中常见的多发的异常现象，运行维护工作量大而效果不佳，给机组的安全运行带来不小的影响，严重时不仅会导致被迫停机，影响系统稳定运行，甚至会烧毁设备，带来巨大的经济损失。

本文根据我厂实际情况，吸取了一些其他电厂的运行经验，认真分析查找造成碳刷过热和冒火的原因，拟定出相应对策、方法，提高发电机运行的安全性、稳定性。

关键词:碳刷过热冒火措施[前言]：采用静止硅整流励磁系统的发电机，是通过滑环和碳刷的滑动接触，将励磁电流传到发电机转子绕组中的，因此必须分析接触特性。

碳刷的接触特性主要表现为瞬变的接触压降和摩擦系数，而接触压降和摩擦系数又和滑环表面的线速度、接触电阻、碳刷的电流密度以及加于碳刷上的压力等等因素有关，并主要反映在接触面的稳定和各碳刷的均流问题上。

由于发电机运行中转子高速旋转，使碳刷和滑环的接触成了安全运行的薄弱环节，碳刷过热及冒火现象很常见，为了及时消除，以免对发电机组安全运行造成直接威胁，故在日常工作中，碳刷和集电环的维护工作量相对较大。

若冒火严重可能导致滑环环火，机组被迫停运，不仅造成系统出力下降，而且对发电机组本身也将产生危害。

导致碳刷过热及冒火的原因很多，一般归结为流过的电流过大和碳刷与滑环断续接触，由于碳刷和滑环在传递励磁电流方式时不同于其他静止的部件，所以运行维护也十分重要，下面就从设备的技术特性和人员维护方面进行分析。

针对我厂使用的哈尔滨电机厂生产的QF-50-2型发电机组出现的情况，进行认真分析、研究，监测设备运行状况，拟定出相应对策、处理方法，以期和大家共同探讨，有效地防止发电机碳刷过热及冒火故障的发生。

发电机滑环发热原因分析及对策摘要：发电机滑环发热不仅影响发电机安全运行及带负荷能力，还会因为外加通风设施对装置运行的现场环境造成很大影响。

我厂3号发电机型号为QF-60-2型，采用静止可控硅励磁，于1996年年底投产发电；该发电机额定励磁电流为1643A，滑环每极32只碳刷，其型号为D172-25*32*100，自投产以来，一直存在滑环表面温度偏高情况，温度在100度左右，但近几年温度持续升高，平均升至120度，为了确保安全运行，只有增加临时风机降温，但给后来的运行维护带来极大的不便。

关键词：发电机滑环发热简介：碳刷和滑环是发电机动静接触和交换能量的设备，是发电机励磁系统的重要组成部分。

但在运行中由于诸多原因，时常出现发热现象，严重危及发电机的安全运行。

通过分析滑环发热的产生发展,引起滑环发热的因素,结合实践经验,总结出发热的处理及应急处理方法。

1999年发电机重新安装完毕后，滑环温度一直很高，最高达到130度；碳刷最高温度在195度；刷握外壳最高温度220度；刷辫最高温度120度；碳刷与刷辫连接处最高温度150度；每次检修时更换碳刷，发现大部分碳刷接触面均有不同程度的破碎；运行中多次出现刷辫发热烧红甚至烧断；运行中负极刷架靠滑环侧刷握底部烧熔，造成少两组刷架运行；运行中刷架压簧经常折断；发电机滑环室温度高，强制增加通风设备；运行中更换碳刷后，由于带压簧插入刷握，因此操作很不方便；碳刷更换频繁，而且一但开始更换，一般要持续一到二周，反复更换、调整方可稳定下来，给运行维护增加了很大的工作量；原因分析：2.1滑环冷却风进风口滤网堵塞，使进风量减少，影响冷却效果；2.2碳刷间电流不均匀，部分碳刷电流过大而发热严重，从而引起滑环发热；2.3上海摩根的D172碳刷允许最大圆周速度为70m/s，而发电机滑环表面圆周速度为70.65m/s（0.45*3.14*50=70.65），碳刷在超过允许最高速度下运行，很容易在碳刷接触面产生气膜和跳动，使流过碳刷的电流不稳定；虽然在滑环表面开凹槽和使用磨花碳刷可破坏接触面的气膜，但开凹槽会使碳刷实际的接触面积减少；2.4滑环表面产生氧化膜，使碳刷接触电阻大大增加；2.5碳刷和滑环表面脏污。

关键词：措施；电厂；电气；运行；故障
一、处理前的运行工况 该厂在２０１ ２年发生发电机碳刷发生 环火，立即组织运行和检修部门对其他运 行机组的碳刷、滑环、刷握温度进行测 量。发现其他运行３台机组碳刷、滑环、 刷握温度均严重超限。其中有一台机组碳 刷温度达到１ ３０℃。严重威胁机组安全运 行。用钳形电流表测量各碳刷电流情况， 发现温度高的碳刷电流波动大不稳定且各 电刷的电流分布不均匀。在发电机碳刷、 滑环温度高的位置可以发现碳刷有明显的 跳动，更严重的是将发电机碳刷压弹簧振 断。将发电机滑环温度高的位置的碳刷取 下后发现碳刷和滑环接触面可以发现明显 的波纹，说明集电环表面并不平整，造成 接触不良。 二、碳刷发热原因分析 集电环的热量主要来自两部分：（１） 碳刷和集电环的机械磨擦产生的热量，产 生这一部分热量和发电机的集电环外径、 碳刷和集电环之间的摩擦系数有关系。集 电环的外径越大，线速度越大，碳刷在集 电环上造成的摩擦损失和产生的热量就越 多。（２）碳刷与集电环之间接触电阻产生 的热量。这一部分热量分散在各个碳刷上。 每一个碳刷产生的热量有多方面因素的影 响：第一，发电机正常工作需碳刷以及压 簧的协作，然而因每一个压簧的使用期限、 质量以及工作压力等所存差异比较大。而 这种差异也导致碳刷与滑环之间接触点 电阻有所不同，从而导致各个碳刷产生的 热量不均匀导致接触电阻大的碳刷发热严 重。第二，发电机滑环碳刷于刷盒内不断 地摇动．且碳刷磨损严重，其边缘存在剥 落问题以及刷架附近存有污垢，再加上电 力的分配不是很均匀，同时震动幅度比较 大。和集电环相偏离，导致局部发热加剧。 第三，尽管碳刷型号与规格均一样，但是 由于阻值之间存在着一定的差距，同极滑 环上各碳刷之间的压簧压力不断减小、电 流的分配不均以及个别的碳刷通流过大 等。因此也很容易导致滑环碳刷局部过热。 第四，运行过程中，运行人员未能认真地 执行定期巡检和清扫工作。未能及时的发