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勵磁機轉子換向器片間直流電阻增大引起的電刷火花
所謂“勵磁機”，是與同步發電機同軸旋轉的直流發電機。直流發電機發出的電供給同步發電機轉子勵磁電流，這種勵磁方式，是同步發電機中最老而現在仍廣泛使用的同軸電機勵磁方式。同步發電機在正常運行中或事故狀態下，都需要調節勵磁電流以達到調節發電機電壓與無功功率的目的，并維持與之并聯運行發電機的穩定性。勵磁機在運轉時，在電刷和換向器之間很難完全避免火花的產生，產生火花的原因有電磁、機械和化學等因素。在一定程度內，火花并不影響電機的正常運行工作，若無法消除可允許其存在，如果所發生的火花大于某一程度，尤其是放電性的紅色電弧火花，會加速電刷與換向器的磨損，甚至勵磁機損壞，必須及時檢查糾正。要維護好勵磁機電刷的火花并非一件容易的事情，從我廠的發電機組運行情況來看，勵磁機電刷的火花一直在困擾著我們，而無法得到有效的解決，究其原因，有以下幾個方面：1.從污水處理站發出的硫化氫氣體，對銅導體污染腐蝕嚴重。
2.勵磁機生產制造廠家產品工藝技術有缺陷。
3.發電機組與鍋爐、煤場距離較近，粉塵大。
一、 勵磁機電刷火花原因分析
面對很多有關勵磁機電刷火花故障消除處理方法，大多數人由于對故障現象缺乏分析比較而茫然不知所措。其實，不同性質的火花故障要用不同的方法來處理。例如：我廠發電機組投入運行近三年，其勵磁機電刷出現較大的火花，采用各種常規方法均無法得到有效的改善。勵磁機火花產生的原因，歸納起來主要有以下幾點：
1.電刷與換向器接觸不良。
2.刷握松動或裝置不正。
3.電刷的壓力大小不當或不勻。
4.換向器表面不光潔，不圓或有污垢。
5.換向片間云母片凸出。
6.電刷位置不在中性線上。
7.電刷磨損過度，或所用牌號尺寸不符。
8.過載。
9.勵磁機底腳松動，發生震動。
10.換向極繞組短路。
11.電樞繞組與換向器脫焊。
12.有換向器繞組接反。
13.電刷之間的電流分布不均勻。
14.電刷分布不等分。
15.轉子平衡未較好。
二、 測量方法及判斷
針對用常規方法處理仍然不能解決勵磁機電刷火花的問題，后來停機時，用qj44型雙臂電橋測量勵磁機轉子換向器各相鄰兩片之間的直流電阻值，如圖所示。要注意的是絕不允許在雙臂電橋處，用導線將c、p端連接改用兩根測試線測量，否則不能消除表筆與換向片間的接觸電阻對測量結果造成的影響。
測量前先用00# 水磨砂紙將換向器表面磨光，剔去片間殘留碳粉，再用壓縮空氣吹干凈勵磁機轉子。換向器片用記號筆依次編號。
勵磁機是高速旋轉的設備，其轉子繞組會受到電動力和離心力的作用，雖然一直以來均是在額定參數下運行，但轉子繞組與換向器升高片的焊接口處是勵磁機轉子的薄弱環節，且是采用傳統的焊錫工藝， 結合片間直流電阻測量結果，判斷轉子繞組與換向器升高片之間的焊接點虛松，致使端部導線疲勞，使接觸電阻增大，發熱量增加，加速接觸面的氧化，使接觸電阻進一步增加，發熱量進一步增大，如此惡性循環，最終導致勵磁機轉子絕緣在高溫下燒損，對地弧光放電，而損毀勵磁機。勵磁機解體檢查的結果表明，轉子繞組的測試有關數據和判斷結論準確無誤。
三、 處理措施
勵磁機制造廠家接受我方提出的改進建議，將轉子繞組的升高
片焊口由原來的焊錫工藝改用氬弧焊接工藝，同時加強焊接口的絕緣水平和提高預防化學氣體腐蝕的能力。
采用氬弧焊接工藝勵磁機片間電阻，加強運行中設備的維護保養，針對機組周圍環境粉塵較大及勵磁機電刷與換向器磨擦留下碳粉聚積較多的情況，加大對勵磁機進行除塵處理的力度，每星期保持不少于二次用經過過濾的壓縮空氣對勵磁機進行吹塵工作。
從污水處理站揮發的硫化氫氣體，對銅換向器污染腐蝕嚴重的問題，已提請有關部門加快研究，在解決之前，對于每次停機維護保養，先用00#金相砂紙對勵磁機轉子換向器進行打磨，以消除其表面因化學氣體腐蝕而引起的接觸電阻增大，再用壓縮空氣吹塵及用電氣清潔劑清洗干凈。
四、幾點建議
1、縮短測量勵磁機轉子繞組片間直流電阻的周期，可以較快發現轉子繞組阻值的變化情況，將各組繞組相互進行比較并與歷年情況比較，可以有效地檢測出片間直流電阻缺陷。若周期過長，到大修時才測，不能及時發現片間直流電阻輕微的變化，此外應注意測試值的歷年變化，縮短檢測周期。
2、對勵磁機電刷火花各種故障類型平時要善于綜合歸納，積累豐富的數據資料。同時要結合現場設備實際情況來進行分析判斷。
3、勵磁機定期計劃解體大修也有負面影響，設備解體后發現狀態尚佳或僅有局部缺陷，常可運行一段時間。所以應逐步由計劃檢修過渡到狀態檢修，根據設備狀態，決定是否需要和何時適宜預防性檢修，即狀態檢修。
五、實施效果
通過采取以上幾種防止勵磁機電刷火花發生的強有力的措施，其效果是比較明顯的。首先延長了設備的檢修周期，即根據設備情況進行檢修，其次在其他發電機組同樣采用上述方法后，可有效地減少電刷火花故障的發生，保證了我廠機組的安全運行，為“多發滿供”打下了堅實基礎。滿負荷運行 換向器表面溫度 換向器火花等級 檢修周期檢修前 65～68℃ 2 每周一次檢修后 48～50℃ 每半年一次。
六、結束語
1998年至今，我們充分利用機組大小修及臨時檢修機會，多次測量勵磁機轉子片間直流電阻，避免了勵磁機直流電阻增大而引起的電刷火花現象的發生，這有利于維護發電機組設備的安全運行，創造了可觀的經濟效益。今后工作中，我們應繼續縮短勵磁機轉子片間直流電阻的測試周期，逢停必測，精心試驗，認真分析，注意測試值的歷年變化，杜絕勵磁機因轉子直流電阻增大而導致的火花現象的發生。
參考文獻
1.《電工手冊》，上海科學技術出版社出版，1978年。
2.《電氣試驗》，武漢中試電力試驗設備有限公司出版，第23期，第28期，第30期。
論文出處(作者):【勵磁機轉子換向器片間直流電阻增大引起的電刷火花】相關文章：
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