浅谈发电机电刷冒火花

      作者：李士武

      我厂发电机电刷及励磁机电刷都是进口英国摩根的，其电阻系数较小、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
～300 ɡ/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。另一方面电刷发生火花时因刷柱表面不洁，刷柱之间绝缘强度不够很
容易环火。此外滑环上车有螺旋状一道道沟槽，这是为了增加电刷散热面积，改
善同电刷接触，使电刷更充分冷却，同时更容易让碳粉抽走。柜门若关不严，风
扇抽力不足外面粉尘也很轻易附着在螺旋状沟里，后果是可想而知的。励磁机电
刷考虑其电压等级比较低裸露在外面，在此也建议一下检修定期清洁。前几天我
厂发生过励磁电刷冒火花被迫停机事件，原因多方面的，往往小事酿成大祸。我
们应该引起足够重视。

      4 、轴承振动大。一二期大轴都带励磁机，由于轴承长、带的附加设备多
了，振动自然就很难控制到最低，。机组长时间运行，疲劳、老化等等复杂因素
引起轴承振动加大，电刷随着震动，将使刷柱摩擦不均、引线及弹簧松动，发生
局部冒火花慢慢进一步影响全局。

      其他如电刷制造工艺差、研磨不良、电刷位置不对、其隙不均匀、接触电
阻过大、负荷高、短路等原因，在实际中可能有，但几年来的生产实践看上述4
点的原因居多。

      由于电刷冒火花处理在相关资料中有，但规程没有作详细规定，最近部里
陆续出台了好多行之有效措施，我觉得非常有必要。在这里靠几年经验积累与大
家交流一下，不对地方还请大家批评多多指正。

      励磁机电刷冒火花时，没见过、没处理过的同志见到带电体冒火花，一定
非常恐惧，无所适从，其实枉然。励磁机转子额定电压是27V ，一般满负荷都是
18-20V左右，远远低于人体的安全电压36V ，也就是说人体电阻对于36V 以下电
压是绝缘的。这已经是科学实验、论证得出权威结论，不容置疑的。我几次因找
不到线手套赶时间赤手上阵。尽管是安全的，但有点违背安全规定，领导也不提
倡，但我们的绝缘手套又太笨重，大家应有同感，最好找个线手套戴上操作，保
护人身安全永远是对的！另外大家压电刷时不要太用力，我在前面叙述过电刷压
力有相关规定，压到不冒火花时的最低压力，这要靠自己经验和感觉，当你压2-3
格火花没有了，稍等下适当松回1-2 个格，这样防止因压力高第二天电刷会死灰
复燃。如果两到三个电刷同时冒火花已渐成环火，压不起作用时，就索性松开中
间一两个，弧光电阻增大了，环火的机会减少了，然后把其他压完后，再把松开
的压回。这里提一下，虽然设计上电刷的容量够两倍以上的额定电流，够励磁系
统调节器高起始响应强励动作，但我查了相关资料只建议最多拉下单极20% 的电
刷，即发电机电刷10*20%=2，励磁机8*20%=1.6 （以上说的都是单极）也就要求
拉掉单极最多不超过2 个，可能怕原来若已有一两个不出力的再拉掉两个，相当
一半不出力了，防止调节器在手动方式时失磁，自动方式时到达强励条件时强励
动作，使极少数工作的电刷通流急剧增加，以致于使事件进一步恶化。我在这方
面也求证了电机班的同志，他们说可以少量拉掉电刷，他们平时更换时也要拉掉
再更换的，但也建议不要同时拉掉多个电刷。

      发电机电刷冒火花时，发电机电刷每组有四个并列刷柱，每个刷柱都有一
个刷辫（铜阻丝）连接，我们要戴好绝缘手套，因发电机励磁电压额定是365V，
正常时也有180-200V，超过人体的安全电压。反复提拉对应冒火花的刷辫，调整
电刷电流分配均匀，让弹簧压力最大的释放，也防止刷柱滞卡、磨偏。另外提拉
时不能用力过猛，防止拉断刷辫。这里顺便提一下，发电机电刷冒火花发生的少，
有些小同志没见过也不知道咋处理冒火花的电刷，以为压电刷的手柄就行了，其
实不是这样，手柄是固定、装、取电刷用的。你是压或拉不动的，如果想取下电
刷时，手握把柄左转90度，轻轻一拉整个一组电刷就都下取下了。

      发生电刷冒火花严重或已经几个电刷环火，适当降无功达到降励磁电流的
目的，减小局部不良电刷工作压力。但要防止发电机励磁调节器手动方式下失磁，
自动方式下强励。这时通知机炉降有功（无功会跟着下降）是非常必要的。诚然，
发电机电刷冒火花严重时我们采取的一系列措施无非为检修同志到现场赢取时间，
我们的技术水平和实践经验与检修同志相比还是吹毛求疵，好多东西我们还停留
在理论层面。

      部里为杜绝因发电机电刷问题影响安全生产，出台了很多措施。大家压力
都很大。最后针对我厂几次因发电机电刷冒火花而被迫停机事件给检修同志提几
点建议：1 、检修电机班同志建立定期巡检、定期更换电刷制度，一次被迫停机
与多更换几根、几次碳刷相比孰轻重？？

      2 、建立定期清洁制度，检修同志只有大小修时才搞一次，其他我们只在
规程里看到相关字眼儿。一年这么长时间，一个季度或至少半年利用停机备用或
低负荷时清洁一次电刷。

      3 、有了上述制度以后，建议我们运行同志要多给检修同志填些如碳刷短
了需更换、电刷脏污需清洁、电刷磨偏滞卡须调整等，从根本上找问题解决问题，
把隐患消除在萌芽。别在填那些诸如今天某某碳刷比昨天高了一度半（开玩笑）
请处理的缺陷单，费力不讨好，检修当面牢骚，背后还骂我们。真的谁好受呀？！