發(fā)電機(jī)電刷冒火花的原因與解決
發(fā)電機(jī)電刷及勵(lì)磁機(jī)電刷電阻系數(shù)較小、性能比較穩(wěn)定，但因受其通流的大小、電刷的壓力、周圍的環(huán)境溫度、濕度、清潔度、電刷與滑環(huán)表面的磨損以及本身制造工藝等因素影響，在長(zhǎng)期運(yùn)行運(yùn)行中，若沒(méi)有在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)隱患并果斷作出判斷處理，發(fā)生電刷冒火花、環(huán)火甚至因電刷原因被迫停機(jī)的事件是在所難免的。
發(fā)生電刷冒火花的原因很多，相關(guān)資料、規(guī)程都對(duì)其作了詳細(xì)的敘述，但在實(shí)際生產(chǎn)中真正造成電刷冒火花的原因大概有以下幾種：
1、電刷電流密度過(guò)大。實(shí)際運(yùn)行中，若果一兩個(gè)電刷因機(jī)械原因卡澀，彈簧壓力不足等原因不出力，為維持正常負(fù)荷，通過(guò)其他電刷的電流就將增大，在增大通流的電刷中如果有被摩偏的電刷，因跟滑環(huán)接觸面積減小，接觸面通流密度增大。根據(jù)Q=I*IRT，發(fā)熱量跟電流的平方成正比，積聚的熱量無(wú)法散發(fā)出去時(shí)，溫度急劇升高，電刷與滑環(huán)接觸面就會(huì)產(chǎn)生火花。另外火花的產(chǎn)生后，使電刷工作環(huán)境更加惡劣，從而惡性循環(huán)，使電刷冒火花更嚴(yán)重，幾個(gè)都有這種情況嚴(yán)重時(shí)就會(huì)發(fā)生環(huán)火。
2、電刷壓力不均勻或不符合要求。電刷出廠時(shí)廠家都有相關(guān)：電刷壓力調(diào)整到不發(fā)生火花的最低壓力，經(jīng)過(guò)科學(xué)論證和實(shí)踐總結(jié)，最低壓力一般為200～300ɡ/c㎡，即0.02～0.03MPa,要求各個(gè)電刷之間的壓力也要均勻，其差別不超過(guò)10。發(fā)電機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行中如果某個(gè)電刷摩擦過(guò)短，或電刷在刷框內(nèi)滯卡的情況下，壓力將出現(xiàn)不均勻。此外受機(jī)械、彈簧本身受熱變軟等因素影響造成壓力達(dá)不到電刷不發(fā)生火花的最低理論要求。還有我們?cè)趬壕o、提拉碳電刷時(shí)，有時(shí)靠感覺，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)積累，操作誤差是很大的。
3、電刷表面不潔。這一點(diǎn)最讓人忽略的，正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)電刷密封在密閉的柜子內(nèi)，兩極電刷中間有套在軸上齒輪狀軸流風(fēng)扇，靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)把磨下的石墨碳粉、電刷的發(fā)熱及時(shí)抽走，達(dá)到清潔冷卻的作用。如果柜門關(guān)不嚴(yán)，或巡檢時(shí)忘記關(guān)門，外面的粉塵伴隨著熱空氣吸進(jìn)電刷，附著在刷柱上，一方面影響電刷散熱。另一方面電刷發(fā)生火花時(shí)因刷柱表面不潔，刷柱之間絕緣強(qiáng)度不夠很容易環(huán)火。此外滑環(huán)上車有螺旋狀一道道溝槽，這是為了增加電刷散熱面積，改善同電刷接觸，使電刷更充分冷卻，同時(shí)更容易讓碳粉抽走。柜門若關(guān)不嚴(yán)，風(fēng)扇抽力不足外面粉塵也很輕易附著在螺旋狀溝里，后果是可想而知的。勵(lì)磁機(jī)電刷考慮其電壓等級(jí)比較低裸露在外面，在此也建議一下檢修定期清潔。前幾天我廠發(fā)生過(guò)勵(lì)磁電刷冒火花被迫停機(jī)事件，原因多方面的，往往小事釀成大禍。我們應(yīng)該引起足夠重視。
4、軸承振動(dòng)大。一二期大軸都帶勵(lì)磁機(jī)，由于軸承長(zhǎng)、帶的附加設(shè)備多了，振動(dòng)自然就很難控制到最低，。機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，疲勞、老化等等復(fù)雜因素引起軸承振動(dòng)加大，電刷隨著震動(dòng)，將使刷柱摩擦不均、引線及彈簧松動(dòng)，發(fā)生局部冒火花慢慢進(jìn)一步影響全局。
其他如電刷制造工藝差、研磨不良、電刷位置不對(duì)、其隙不均勻、接觸電阻過(guò)大、負(fù)荷高、短路等原因，在實(shí)際中可能有，但幾年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐看上述4點(diǎn)的原因居多。
由于電刷冒火花處理在相關(guān)資料中有，但規(guī)程沒(méi)有作詳細(xì)規(guī)定，最近部里陸續(xù)出臺(tái)了好多行之有效措施，我覺得非常有必要。在這里靠幾年經(jīng)驗(yàn)積累與大家交流一下，不對(duì)地方還請(qǐng)大家批評(píng)多多指正。
勵(lì)磁機(jī)電刷冒火花時(shí)，沒(méi)見過(guò)、沒(méi)處理過(guò)的同志見到帶電體冒火花，一定非?？謶郑瑹o(wú)所適從，其實(shí)枉然。勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子額定電壓是27V，一般滿負(fù)荷都是18-20V左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人體的安全電壓36V，也就是說(shuō)人體電阻對(duì)于36V以下電壓是絕緣的。這已經(jīng)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)、論證得出權(quán)威結(jié)論，不容置疑的。我?guī)状我蛘也坏骄€手套趕時(shí)間赤手上陣。盡管是安全的，但有點(diǎn)違背安全規(guī)定，領(lǐng)導(dǎo)也不提倡，但我們的絕緣手套又太笨重，大家應(yīng)有同感，最好找個(gè)線手套戴上操作，保護(hù)人身安全永遠(yuǎn)是對(duì)的！另外大家壓電刷時(shí)不要太用力，我在前面敘述過(guò)電刷壓力有相關(guān)規(guī)定，壓到不冒火花時(shí)的最低壓力，這要靠自己經(jīng)驗(yàn)和感覺，當(dāng)你壓2-3格火花沒(méi)有了，稍等下適當(dāng)松回1-2個(gè)格，這樣防止因壓力高第二天電刷會(huì)死灰復(fù)燃。如果兩到三個(gè)電刷同時(shí)冒火花已漸成環(huán)火，壓不起作用時(shí)，就索性松開中間一兩個(gè)，弧光電阻增大了，環(huán)火的機(jī)會(huì)減少了，然后把其他壓完后，再把松開的壓回。這里提一下，雖然設(shè)計(jì)上電刷的容量夠兩倍以上的額定電流，夠勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器高起始響應(yīng)強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作，但我查了相關(guān)資料只建議最多拉下單極20的電刷，即發(fā)電機(jī)電刷10*20=2，勵(lì)磁機(jī)8*20=1.6(以上說(shuō)的都是單極)也就要求拉掉單極最多不超過(guò)2個(gè)，可能怕原來(lái)若已有一兩個(gè)不出力的再拉掉兩個(gè)，相當(dāng)一半不出力了，防止調(diào)節(jié)器在手動(dòng)方式時(shí)失磁，自動(dòng)方式時(shí)到達(dá)強(qiáng)勵(lì)條件時(shí)強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作，使極少數(shù)工作的電刷通流急劇增加，以致于使事件進(jìn)一步惡化。我在這方面也求證了電機(jī)班的同志，他們說(shuō)可以少量拉掉電刷，他們平時(shí)更換時(shí)也要拉掉再更換的，但也建議不要同時(shí)拉掉多個(gè)電刷。
發(fā)電機(jī)電刷冒火花時(shí)，發(fā)電機(jī)電刷每組有四個(gè)并列刷柱，每個(gè)刷柱都有一個(gè)刷辮(銅阻絲)連接，我們要戴好絕緣手套，因發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓額定是365V，正常時(shí)也有180-200V，超過(guò)人體的安全電壓。反復(fù)提拉對(duì)應(yīng)冒火花的刷辮，調(diào)整電刷電流分配均勻，讓彈簧壓力最大的釋放，也防止刷柱滯卡、磨偏。另外提拉時(shí)不能用力過(guò)猛，防止拉斷刷辮。這里順便提一下，發(fā)電機(jī)電刷冒火花發(fā)生的少，有些小同志沒(méi)見過(guò)也不知道咋處理冒火花的電刷，以為壓電刷的手柄就行了，其實(shí)不是這樣，手柄是固定、裝、取電刷用的。你是壓或拉不動(dòng)的，如果想取下電刷時(shí)，手握把柄左轉(zhuǎn)90度，輕輕一拉整個(gè)一組電刷就都下取下了。
發(fā)生電刷冒火花嚴(yán)重或已經(jīng)幾個(gè)電刷環(huán)火，適當(dāng)降無(wú)功達(dá)到降勵(lì)磁電流的目的，減小局部不良電刷工作壓力。但要防止發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器手動(dòng)方式下失磁，自動(dòng)方式下強(qiáng)勵(lì)。這時(shí)通知機(jī)爐降有功(無(wú)功會(huì)跟著下降)是非常必要的。誠(chéng)然，發(fā)電機(jī)電刷冒火花嚴(yán)重時(shí)我們采取的一系列措施無(wú)非為檢修贏取時(shí)間。
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