晴朗水電站集電環(huán)負(fù)極磨損分析及處理

高代兵

摘要：晴朗水電站為單一的發(fā)電工程，晴朗水電站在非汛期進(jìn)行日調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)峰荷和部分腰荷。文章敘述了晴朗水電站水輪發(fā)電機(jī)組碳刷負(fù)極磨損原因及處理過(guò)程。

關(guān)鍵詞：負(fù)極碳刷；磨損處理；晴朗水電站

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）06-0141-02

1 工程概述

毛爾蓋河是黑水河左岸的一級(jí)支流，黑水河流域位于阿壩藏羌族自治州中部。毛爾蓋河干流的開發(fā)方案為“一庫(kù)三級(jí)”，自上而下依次為劍科水電站、晴朗水電站和西里水電站。晴朗水電站為低閘引水式電站，最大閘高20m，水庫(kù)總庫(kù)容20.45萬(wàn)m3，具有日調(diào)節(jié)能力，電站裝機(jī)容量180MW，多年平均年發(fā)電量8.024億kW·h，水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)SF-J60-12/4380額定轉(zhuǎn)速500r.p.m采用靜止可控硅自并勵(lì)，額定勵(lì)磁電壓197V，勵(lì)磁電流834A，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子正負(fù)極各有14只電刷和一個(gè)集電環(huán)，集電環(huán)安裝在發(fā)電機(jī)大軸上，直徑為Φ800mm。晴朗水電站為單一的發(fā)電工程。劍科水庫(kù)電站建成前（目前劍科水電站正在建設(shè)中），晴朗水電站在非汛期進(jìn)行日調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)峰荷和部分腰荷。

2 晴朗水電站運(yùn)行以來(lái)集電環(huán)出現(xiàn)的問(wèn)題

晴朗水電站1、2、3臺(tái)機(jī)組分別于2011年2月1日2011年3月3日2011年4月28日投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)三臺(tái)機(jī)組集電環(huán)負(fù)極都存在不同程度的磨損。2011年6月#3發(fā)電機(jī)機(jī)組在停機(jī)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)組滑環(huán)上環(huán)（負(fù)極極）有凹槽現(xiàn)象集電環(huán)的表面因炭刷摩擦?xí)纬尚?，深度達(dá)0.5mm時(shí)，下環(huán)（正極）比較光滑，個(gè)別碳刷沒(méi)有正對(duì)大軸中心線，與滑環(huán)沒(méi)有完全接觸。2012年12月和2013年4月#1與#3水輪發(fā)電機(jī)組在停機(jī)檢查過(guò)程中集電環(huán)也出現(xiàn)類似3號(hào)機(jī)組情況負(fù)極磨損較嚴(yán)重。

晴朗水電站水輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)因碳刷磨損較嚴(yán)重雖然未影響正常發(fā)電給電站造成損失，但是卻加重了運(yùn)行人員對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作，頻繁的檢查碳刷磨損情況用低壓氣吹掃停機(jī)備用時(shí)用酒精清洗。加之晴朗電站水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)原因不便于清掃在不吊出滑環(huán)罩時(shí)清洗集電環(huán)，截止晴朗電站投產(chǎn)以來(lái)共對(duì)#1機(jī)組集電環(huán)清洗11次，#2機(jī)組集電環(huán)清洗7次，#3機(jī)組集電環(huán)清洗15次，三臺(tái)機(jī)組存在以下共性：（1）負(fù)極集電環(huán)磨損嚴(yán)重出現(xiàn)條痕最大深度達(dá)0.3mm；（2）正極集電環(huán)磨損輕微；（3）運(yùn)行狀態(tài)上、下集電環(huán)溫度

相近。

磨損前 處理后

3 晴朗水電站負(fù)極磨損較塊分析

造成集電環(huán)磨損過(guò)快可能以下幾種原因：

碳刷安裝質(zhì)量不良，晴朗電站碳刷安裝確實(shí)存在一定的誤差，從晴朗電站三臺(tái)機(jī)組碳刷磨損情況來(lái)看，負(fù)極磨損嚴(yán)重，正極磨損輕微，負(fù)極直接磨損與安裝質(zhì)量和同心度不存在明顯的正比關(guān)系，所以這里排出碳刷安裝質(zhì)量不良的因素。

碳刷選型不合適碳刷和滑環(huán)間工作面的磨損有兩種：一是純機(jī)械磨損；二是在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損。（1）純機(jī)械磨損碳刷和滑環(huán)表面相接觸，由于彈簧壓力作用和材料彈性變形的緣故，使直接接觸部分互相嵌入。當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，當(dāng)然有摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細(xì)軟，則碳粉易被沾在滑環(huán)表面，使滑環(huán)成為具有亮滑的石磨鏡面，碳刷的磨面也很光滑，兩者的機(jī)械磨損都較小。但如果碳刷質(zhì)量不佳，顆粒粗硬，或甚至含有少數(shù)如金剛砂之類的硬質(zhì)顆粒，則必然會(huì)對(duì)滑環(huán)表面進(jìn)行刮割，使后者出現(xiàn)金屬光澤或紋路，碳刷本身磨面也會(huì)出現(xiàn)硬粒脫落后而劃出的紋道，這就使機(jī)械磨損大大增加。晴朗電站自投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)經(jīng)過(guò)多方咨詢已將三臺(tái)機(jī)組碳刷更換全部更換為摩根新材料有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為D172規(guī)格為25*30*60，這里也可以排除碳刷選型和機(jī)械磨損。（2）在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損在電弧作用下，由于集電環(huán)電流過(guò)大在電流的作用下負(fù)極集電環(huán)表面大量的金屬蒸發(fā)使集電環(huán)表面磨損嚴(yán)重，同時(shí)，這些金屬離子也易附于碳刷磨損面上反過(guò)來(lái)會(huì)使集電環(huán)表面嚴(yán)重磨損，出現(xiàn)條痕，在這種情況下，集電環(huán)表面粗糙，呈金屬光亮，接觸面機(jī)械磨損大。因此這里晴朗電站集電環(huán)表面磨損嚴(yán)重的一個(gè)重要因素。

4 集電環(huán)負(fù)極磨損的處理辦法

（1）當(dāng)銅環(huán)表面磨損和燒傷程度比較嚴(yán)重，深度超過(guò)1mm，面積占總面積的20%～30%，并且靠手工打磨已無(wú)法恢復(fù)原狀，不能保證電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)；（2）電機(jī)轉(zhuǎn)速在1000r/min及以上的集電環(huán)，其徑向偏擺超過(guò)0.05mm；（3）轉(zhuǎn)速在100r/min以下的集電環(huán)，徑向偏擺在0.08mm時(shí)。

晴朗電站對(duì)于電機(jī)集電環(huán)面輕微燒痕、麻點(diǎn)、刷痕等缺陷，可用油石、細(xì)銼打磨，最后用零零號(hào)砂布打光。在一般情況下，不應(yīng)輕易車削集電環(huán)，因車削一次便會(huì)降低很多壽命。

5 結(jié)語(yǔ)

碳刷是水電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，因?yàn)樘妓⑴c集電環(huán)以滑動(dòng)接觸傳遞勵(lì)磁電流，而且無(wú)法像對(duì)水輪發(fā)電機(jī)軸承一樣通過(guò)自動(dòng)化元件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電刷是否能安全運(yùn)行，直接關(guān)系到水輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。晴朗電站這種高水頭的水輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)加強(qiáng)碳刷日常檢查和維護(hù)；為此建議機(jī)組在今后的運(yùn)行中注意以下幾點(diǎn)：

（1）為使滑環(huán)電蝕均勻，運(yùn)行一段時(shí)間后須調(diào)換滑環(huán)的正、負(fù)極性，每運(yùn)行半年倒換1次。

（2）電刷及刷架產(chǎn)品在選購(gòu)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量：目前同一品牌的電刷，都是在各個(gè)不同的地方、不同的工廠加工的。這就要求我們?cè)谶M(jìn)貨過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)生產(chǎn)廠家的工藝和質(zhì)量檢測(cè)手段及程序進(jìn)行了解。

（3）及時(shí)檢查彈簧壓力和集電環(huán)與刷盒之間的

距離。

（4）合理安排無(wú)功負(fù)荷。

（5）生產(chǎn)運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)集電環(huán)及電刷的維護(hù)管理：運(yùn)行中及時(shí)檢查碳刷溫度，加強(qiáng)碳刷、集電環(huán)系統(tǒng)的專職維護(hù)制度，嚴(yán)格按照《水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程》的要求對(duì)集電環(huán)、碳刷進(jìn)行檢查和運(yùn)行維護(hù)。另外要積極運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行集電環(huán)、碳刷日常的巡檢檢查以及對(duì)故障部位有懷疑時(shí)作為輔助分析的工具。endprint

摘要：晴朗水電站為單一的發(fā)電工程，晴朗水電站在非汛期進(jìn)行日調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)峰荷和部分腰荷。文章敘述了晴朗水電站水輪發(fā)電機(jī)組碳刷負(fù)極磨損原因及處理過(guò)程。

關(guān)鍵詞：負(fù)極碳刷；磨損處理；晴朗水電站

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）06-0141-02

1 工程概述

毛爾蓋河是黑水河左岸的一級(jí)支流，黑水河流域位于阿壩藏羌族自治州中部。毛爾蓋河干流的開發(fā)方案為“一庫(kù)三級(jí)”，自上而下依次為劍科水電站、晴朗水電站和西里水電站。晴朗水電站為低閘引水式電站，最大閘高20m，水庫(kù)總庫(kù)容20.45萬(wàn)m3，具有日調(diào)節(jié)能力，電站裝機(jī)容量180MW，多年平均年發(fā)電量8.024億kW·h，水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)SF-J60-12/4380額定轉(zhuǎn)速500r.p.m采用靜止可控硅自并勵(lì)，額定勵(lì)磁電壓197V，勵(lì)磁電流834A，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子正負(fù)極各有14只電刷和一個(gè)集電環(huán)，集電環(huán)安裝在發(fā)電機(jī)大軸上，直徑為Φ800mm。晴朗水電站為單一的發(fā)電工程。劍科水庫(kù)電站建成前（目前劍科水電站正在建設(shè)中），晴朗水電站在非汛期進(jìn)行日調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)峰荷和部分腰荷。

2 晴朗水電站運(yùn)行以來(lái)集電環(huán)出現(xiàn)的問(wèn)題

晴朗水電站1、2、3臺(tái)機(jī)組分別于2011年2月1日2011年3月3日2011年4月28日投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)三臺(tái)機(jī)組集電環(huán)負(fù)極都存在不同程度的磨損。2011年6月#3發(fā)電機(jī)機(jī)組在停機(jī)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)組滑環(huán)上環(huán)（負(fù)極極）有凹槽現(xiàn)象集電環(huán)的表面因炭刷摩擦?xí)纬尚?，深度達(dá)0.5mm時(shí)，下環(huán)（正極）比較光滑，個(gè)別碳刷沒(méi)有正對(duì)大軸中心線，與滑環(huán)沒(méi)有完全接觸。2012年12月和2013年4月#1與#3水輪發(fā)電機(jī)組在停機(jī)檢查過(guò)程中集電環(huán)也出現(xiàn)類似3號(hào)機(jī)組情況負(fù)極磨損較嚴(yán)重。

晴朗水電站水輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)因碳刷磨損較嚴(yán)重雖然未影響正常發(fā)電給電站造成損失，但是卻加重了運(yùn)行人員對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作，頻繁的檢查碳刷磨損情況用低壓氣吹掃停機(jī)備用時(shí)用酒精清洗。加之晴朗電站水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)原因不便于清掃在不吊出滑環(huán)罩時(shí)清洗集電環(huán)，截止晴朗電站投產(chǎn)以來(lái)共對(duì)#1機(jī)組集電環(huán)清洗11次，#2機(jī)組集電環(huán)清洗7次，#3機(jī)組集電環(huán)清洗15次，三臺(tái)機(jī)組存在以下共性：（1）負(fù)極集電環(huán)磨損嚴(yán)重出現(xiàn)條痕最大深度達(dá)0.3mm；（2）正極集電環(huán)磨損輕微；（3）運(yùn)行狀態(tài)上、下集電環(huán)溫度

相近。

磨損前 處理后

3 晴朗水電站負(fù)極磨損較塊分析

造成集電環(huán)磨損過(guò)快可能以下幾種原因：

碳刷安裝質(zhì)量不良，晴朗電站碳刷安裝確實(shí)存在一定的誤差，從晴朗電站三臺(tái)機(jī)組碳刷磨損情況來(lái)看，負(fù)極磨損嚴(yán)重，正極磨損輕微，負(fù)極直接磨損與安裝質(zhì)量和同心度不存在明顯的正比關(guān)系，所以這里排出碳刷安裝質(zhì)量不良的因素。

碳刷選型不合適碳刷和滑環(huán)間工作面的磨損有兩種：一是純機(jī)械磨損；二是在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損。（1）純機(jī)械磨損碳刷和滑環(huán)表面相接觸，由于彈簧壓力作用和材料彈性變形的緣故，使直接接觸部分互相嵌入。當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，當(dāng)然有摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細(xì)軟，則碳粉易被沾在滑環(huán)表面，使滑環(huán)成為具有亮滑的石磨鏡面，碳刷的磨面也很光滑，兩者的機(jī)械磨損都較小。但如果碳刷質(zhì)量不佳，顆粒粗硬，或甚至含有少數(shù)如金剛砂之類的硬質(zhì)顆粒，則必然會(huì)對(duì)滑環(huán)表面進(jìn)行刮割，使后者出現(xiàn)金屬光澤或紋路，碳刷本身磨面也會(huì)出現(xiàn)硬粒脫落后而劃出的紋道，這就使機(jī)械磨損大大增加。晴朗電站自投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)經(jīng)過(guò)多方咨詢已將三臺(tái)機(jī)組碳刷更換全部更換為摩根新材料有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為D172規(guī)格為25*30*60，這里也可以排除碳刷選型和機(jī)械磨損。（2）在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損在電弧作用下，由于集電環(huán)電流過(guò)大在電流的作用下負(fù)極集電環(huán)表面大量的金屬蒸發(fā)使集電環(huán)表面磨損嚴(yán)重，同時(shí)，這些金屬離子也易附于碳刷磨損面上反過(guò)來(lái)會(huì)使集電環(huán)表面嚴(yán)重磨損，出現(xiàn)條痕，在這種情況下，集電環(huán)表面粗糙，呈金屬光亮，接觸面機(jī)械磨損大。因此這里晴朗電站集電環(huán)表面磨損嚴(yán)重的一個(gè)重要因素。

4 集電環(huán)負(fù)極磨損的處理辦法

（1）當(dāng)銅環(huán)表面磨損和燒傷程度比較嚴(yán)重，深度超過(guò)1mm，面積占總面積的20%～30%，并且靠手工打磨已無(wú)法恢復(fù)原狀，不能保證電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)；（2）電機(jī)轉(zhuǎn)速在1000r/min及以上的集電環(huán)，其徑向偏擺超過(guò)0.05mm；（3）轉(zhuǎn)速在100r/min以下的集電環(huán)，徑向偏擺在0.08mm時(shí)。

晴朗電站對(duì)于電機(jī)集電環(huán)面輕微燒痕、麻點(diǎn)、刷痕等缺陷，可用油石、細(xì)銼打磨，最后用零零號(hào)砂布打光。在一般情況下，不應(yīng)輕易車削集電環(huán)，因車削一次便會(huì)降低很多壽命。

5 結(jié)語(yǔ)

碳刷是水電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，因?yàn)樘妓⑴c集電環(huán)以滑動(dòng)接觸傳遞勵(lì)磁電流，而且無(wú)法像對(duì)水輪發(fā)電機(jī)軸承一樣通過(guò)自動(dòng)化元件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電刷是否能安全運(yùn)行，直接關(guān)系到水輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。晴朗電站這種高水頭的水輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)加強(qiáng)碳刷日常檢查和維護(hù)；為此建議機(jī)組在今后的運(yùn)行中注意以下幾點(diǎn)：

（1）為使滑環(huán)電蝕均勻，運(yùn)行一段時(shí)間后須調(diào)換滑環(huán)的正、負(fù)極性，每運(yùn)行半年倒換1次。

（2）電刷及刷架產(chǎn)品在選購(gòu)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量：目前同一品牌的電刷，都是在各個(gè)不同的地方、不同的工廠加工的。這就要求我們?cè)谶M(jìn)貨過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)生產(chǎn)廠家的工藝和質(zhì)量檢測(cè)手段及程序進(jìn)行了解。

（3）及時(shí)檢查彈簧壓力和集電環(huán)與刷盒之間的

距離。

（4）合理安排無(wú)功負(fù)荷。

（5）生產(chǎn)運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)集電環(huán)及電刷的維護(hù)管理：運(yùn)行中及時(shí)檢查碳刷溫度，加強(qiáng)碳刷、集電環(huán)系統(tǒng)的專職維護(hù)制度，嚴(yán)格按照《水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程》的要求對(duì)集電環(huán)、碳刷進(jìn)行檢查和運(yùn)行維護(hù)。另外要積極運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行集電環(huán)、碳刷日常的巡檢檢查以及對(duì)故障部位有懷疑時(shí)作為輔助分析的工具。endprint

摘要：晴朗水電站為單一的發(fā)電工程，晴朗水電站在非汛期進(jìn)行日調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)峰荷和部分腰荷。文章敘述了晴朗水電站水輪發(fā)電機(jī)組碳刷負(fù)極磨損原因及處理過(guò)程。

關(guān)鍵詞：負(fù)極碳刷；磨損處理；晴朗水電站

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）06-0141-02

1 工程概述

毛爾蓋河是黑水河左岸的一級(jí)支流，黑水河流域位于阿壩藏羌族自治州中部。毛爾蓋河干流的開發(fā)方案為“一庫(kù)三級(jí)”，自上而下依次為劍科水電站、晴朗水電站和西里水電站。晴朗水電站為低閘引水式電站，最大閘高20m，水庫(kù)總庫(kù)容20.45萬(wàn)m3，具有日調(diào)節(jié)能力，電站裝機(jī)容量180MW，多年平均年發(fā)電量8.024億kW·h，水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)SF-J60-12/4380額定轉(zhuǎn)速500r.p.m采用靜止可控硅自并勵(lì)，額定勵(lì)磁電壓197V，勵(lì)磁電流834A，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子正負(fù)極各有14只電刷和一個(gè)集電環(huán)，集電環(huán)安裝在發(fā)電機(jī)大軸上，直徑為Φ800mm。晴朗水電站為單一的發(fā)電工程。劍科水庫(kù)電站建成前（目前劍科水電站正在建設(shè)中），晴朗水電站在非汛期進(jìn)行日調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)峰荷和部分腰荷。

2 晴朗水電站運(yùn)行以來(lái)集電環(huán)出現(xiàn)的問(wèn)題

晴朗水電站1、2、3臺(tái)機(jī)組分別于2011年2月1日2011年3月3日2011年4月28日投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)三臺(tái)機(jī)組集電環(huán)負(fù)極都存在不同程度的磨損。2011年6月#3發(fā)電機(jī)機(jī)組在停機(jī)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)組滑環(huán)上環(huán)（負(fù)極極）有凹槽現(xiàn)象集電環(huán)的表面因炭刷摩擦?xí)纬尚?，深度達(dá)0.5mm時(shí)，下環(huán)（正極）比較光滑，個(gè)別碳刷沒(méi)有正對(duì)大軸中心線，與滑環(huán)沒(méi)有完全接觸。2012年12月和2013年4月#1與#3水輪發(fā)電機(jī)組在停機(jī)檢查過(guò)程中集電環(huán)也出現(xiàn)類似3號(hào)機(jī)組情況負(fù)極磨損較嚴(yán)重。

晴朗水電站水輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)因碳刷磨損較嚴(yán)重雖然未影響正常發(fā)電給電站造成損失，但是卻加重了運(yùn)行人員對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作，頻繁的檢查碳刷磨損情況用低壓氣吹掃停機(jī)備用時(shí)用酒精清洗。加之晴朗電站水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)原因不便于清掃在不吊出滑環(huán)罩時(shí)清洗集電環(huán)，截止晴朗電站投產(chǎn)以來(lái)共對(duì)#1機(jī)組集電環(huán)清洗11次，#2機(jī)組集電環(huán)清洗7次，#3機(jī)組集電環(huán)清洗15次，三臺(tái)機(jī)組存在以下共性：（1）負(fù)極集電環(huán)磨損嚴(yán)重出現(xiàn)條痕最大深度達(dá)0.3mm；（2）正極集電環(huán)磨損輕微；（3）運(yùn)行狀態(tài)上、下集電環(huán)溫度

相近。

磨損前 處理后

3 晴朗水電站負(fù)極磨損較塊分析

造成集電環(huán)磨損過(guò)快可能以下幾種原因：

碳刷安裝質(zhì)量不良，晴朗電站碳刷安裝確實(shí)存在一定的誤差，從晴朗電站三臺(tái)機(jī)組碳刷磨損情況來(lái)看，負(fù)極磨損嚴(yán)重，正極磨損輕微，負(fù)極直接磨損與安裝質(zhì)量和同心度不存在明顯的正比關(guān)系，所以這里排出碳刷安裝質(zhì)量不良的因素。

碳刷選型不合適碳刷和滑環(huán)間工作面的磨損有兩種：一是純機(jī)械磨損；二是在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損。（1）純機(jī)械磨損碳刷和滑環(huán)表面相接觸，由于彈簧壓力作用和材料彈性變形的緣故，使直接接觸部分互相嵌入。當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，當(dāng)然有摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細(xì)軟，則碳粉易被沾在滑環(huán)表面，使滑環(huán)成為具有亮滑的石磨鏡面，碳刷的磨面也很光滑，兩者的機(jī)械磨損都較小。但如果碳刷質(zhì)量不佳，顆粒粗硬，或甚至含有少數(shù)如金剛砂之類的硬質(zhì)顆粒，則必然會(huì)對(duì)滑環(huán)表面進(jìn)行刮割，使后者出現(xiàn)金屬光澤或紋路，碳刷本身磨面也會(huì)出現(xiàn)硬粒脫落后而劃出的紋道，這就使機(jī)械磨損大大增加。晴朗電站自投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)經(jīng)過(guò)多方咨詢已將三臺(tái)機(jī)組碳刷更換全部更換為摩根新材料有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為D172規(guī)格為25*30*60，這里也可以排除碳刷選型和機(jī)械磨損。（2）在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損在電弧作用下，由于集電環(huán)電流過(guò)大在電流的作用下負(fù)極集電環(huán)表面大量的金屬蒸發(fā)使集電環(huán)表面磨損嚴(yán)重，同時(shí)，這些金屬離子也易附于碳刷磨損面上反過(guò)來(lái)會(huì)使集電環(huán)表面嚴(yán)重磨損，出現(xiàn)條痕，在這種情況下，集電環(huán)表面粗糙，呈金屬光亮，接觸面機(jī)械磨損大。因此這里晴朗電站集電環(huán)表面磨損嚴(yán)重的一個(gè)重要因素。

4 集電環(huán)負(fù)極磨損的處理辦法

（1）當(dāng)銅環(huán)表面磨損和燒傷程度比較嚴(yán)重，深度超過(guò)1mm，面積占總面積的20%～30%，并且靠手工打磨已無(wú)法恢復(fù)原狀，不能保證電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)；（2）電機(jī)轉(zhuǎn)速在1000r/min及以上的集電環(huán)，其徑向偏擺超過(guò)0.05mm；（3）轉(zhuǎn)速在100r/min以下的集電環(huán)，徑向偏擺在0.08mm時(shí)。

晴朗電站對(duì)于電機(jī)集電環(huán)面輕微燒痕、麻點(diǎn)、刷痕等缺陷，可用油石、細(xì)銼打磨，最后用零零號(hào)砂布打光。在一般情況下，不應(yīng)輕易車削集電環(huán)，因車削一次便會(huì)降低很多壽命。

5 結(jié)語(yǔ)

碳刷是水電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，因?yàn)樘妓⑴c集電環(huán)以滑動(dòng)接觸傳遞勵(lì)磁電流，而且無(wú)法像對(duì)水輪發(fā)電機(jī)軸承一樣通過(guò)自動(dòng)化元件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電刷是否能安全運(yùn)行，直接關(guān)系到水輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。晴朗電站這種高水頭的水輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)加強(qiáng)碳刷日常檢查和維護(hù)；為此建議機(jī)組在今后的運(yùn)行中注意以下幾點(diǎn)：

（1）為使滑環(huán)電蝕均勻，運(yùn)行一段時(shí)間后須調(diào)換滑環(huán)的正、負(fù)極性，每運(yùn)行半年倒換1次。

（2）電刷及刷架產(chǎn)品在選購(gòu)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量：目前同一品牌的電刷，都是在各個(gè)不同的地方、不同的工廠加工的。這就要求我們?cè)谶M(jìn)貨過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)生產(chǎn)廠家的工藝和質(zhì)量檢測(cè)手段及程序進(jìn)行了解。

（3）及時(shí)檢查彈簧壓力和集電環(huán)與刷盒之間的

距離。

（4）合理安排無(wú)功負(fù)荷。

（5）生產(chǎn)運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)集電環(huán)及電刷的維護(hù)管理：運(yùn)行中及時(shí)檢查碳刷溫度，加強(qiáng)碳刷、集電環(huán)系統(tǒng)的專職維護(hù)制度，嚴(yán)格按照《水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程》的要求對(duì)集電環(huán)、碳刷進(jìn)行檢查和運(yùn)行維護(hù)。另外要積極運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行集電環(huán)、碳刷日常的巡檢檢查以及對(duì)故障部位有懷疑時(shí)作為輔助分析的工具。endprint