當電流由碳刷流向滑環(huán)時,此時碳刷為正極,滑環(huán)為負極,則結(jié)果是,碳刷面上發(fā)生微小程度的陽極蒸發(fā),碳粒、石墨離子遷移到滑環(huán)表面,碳刷有電氣磨損。滑環(huán)表面有輕微的陰極粉化,并附著碳粒、石墨,成潤滑、光澤的鏡面。由于滑環(huán)表面平滑,機械磨損較小。
當電流由滑環(huán)流向碳刷時,此時碳刷為負極,滑環(huán)為正極,則結(jié)果是,碳刷面上發(fā)生陰極粉化,電氣磨損小?;h(huán)表面發(fā)生陽極蒸發(fā)。大量金屬蒸發(fā),使其表面損蝕嚴重,同時,這些金屬粒子也易附于碳刷磨損面上,反過來會使換向器表面嚴重磨損,出現(xiàn)條痕。這種情況下,滑環(huán)表面粗糙,呈金屬光亮,面間機械磨損大。
總的來說,當碳刷為正極時,碳刷電氣磨損大,機械磨損輕微,滑環(huán)的電氣磨損和機械磨損都很??;當碳刷為負極時,碳刷電氣磨損小,機械磨損大,滑環(huán)的電氣磨損、機械磨損都很大。
為了使磨損均勻一些,對于滑環(huán),因為正環(huán)電流由碳刷流向滑環(huán),碳刷正極性,滑環(huán)負極性,故正環(huán)磨損?。煌?,負環(huán)磨損大,故兩環(huán)極性應(yīng)經(jīng)常調(diào)換。各電廠大修時常倒換正、負環(huán)的連接電纜,就是這個道理。
當沒有電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌入滑環(huán)表面,引起較大的機械磨損,甚至引起摩擦振動。當流過電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子被炸裂、粉化,沾在表面,減小摩擦,使機械磨損減小,并使碳刷運行十分平穩(wěn)。所以,在正常情況下,電流對減小機械磨損還有好處。但是,如果電流密度過大,則陽極蒸發(fā)嚴重,會使電氣磨損加劇。而電氣磨損加劇后,使滑環(huán)表面粗糙化,碳刷表面附著金屬粉,機械損耗又會增加,所以通過碳刷的電流密度應(yīng)有一個限度。
2.3其他方面的影響
彈簧壓力。壓力過小碳刷和滑環(huán)表面接觸不穩(wěn)定,容易引起電弧,使電氣磨損增大。壓力過大,刷面的硬粒對滑環(huán)表面刮割嚴重,又會使機械磨損增加。因此,彈簧壓力要適中。
碳刷本身電阻。不同批次的碳刷混用,其電阻系數(shù)不一樣,運行中造成碳刷溫升不同,導(dǎo)致并聯(lián)碳刷的電流分配不均勻,不僅個別電流超標,而且磨損增大。
刷架。碳刷中心線不完全垂直于滑環(huán)圓周切面,傾斜勢必造成碳刷的接觸不良、彈簧壓力不一致。刷握與滑環(huán)表面距離不一致,碳刷有效接觸面有差別,刷架周邊有毛刺不光滑,易掛碳粉和粉塵,這都會造成碳刷電流偏差增大。
外界環(huán)境?;h(huán)和碳刷靠近發(fā)電機軸瓦,存在油霧,影響碳刷和滑環(huán)的使用壽命。周圍空氣濕度影響滑環(huán)碳素薄膜的形成,從而影響碳刷的導(dǎo)電性能。
3采取措施
為了減小發(fā)電機碳刷和滑環(huán)之間磨損,排除因此而帶來的隱患,可以考慮如下措施:
機組大修時倒換正、負環(huán)的連接電纜。
選用質(zhì)地均勻、材質(zhì)較好、廠家指定的同一型號的碳刷。更換碳刷時,盡量使更換產(chǎn)品與運行碳刷保持生產(chǎn)批次相同,尤其是在滑環(huán)的同一極上。保證每塊碳刷的電阻系數(shù)相同,使碳刷的電流分配均勻。
適當增加負極側(cè)碳刷數(shù)量,降低電流密度,減少電氣磨損,從而降低機械磨損。
制定維護制度,及時擦拭滑環(huán),更換碳刷時彈簧壓力要調(diào)整適當。運行維護時,特別是更換新刷塊和日常清掃刷握時,定量調(diào)節(jié)刷握彈簧壓力為一定值,雖然刷體長短不一,并聯(lián)運行的碳刷壓力卻保持一致,使碳刷的磨損有所降低,延長使用周期。
在停機后,對汽機側(cè)滑環(huán)作充分的研磨,消除滑環(huán)上的毛刺。檢查刷握的位置,在機組中、小修時,對刷架的安裝,使每個刷握安裝孔與滑環(huán)切面垂直,保持滑環(huán)軸線與刷架的軸線同心。機組停運時,按照規(guī)定調(diào)換滑環(huán)極性,控制滑環(huán)的異常磨損。
加強對發(fā)電機的衛(wèi)生監(jiān)督和檢查,確保發(fā)電機在清潔的環(huán)境中運行。利用機組停運的機會,徹底整治發(fā)電機軸瓦漏油,使碳刷附近的油霧減少,及時清理滑環(huán)和刷架上的粉塵。
4結(jié)束語
從2006年2月份開始采取以上措施,碳刷的磨損明顯減小,冒火現(xiàn)象減輕,我們準備機組大修時更換碳刷極性,相信會對減少碳刷的磨損起到更積極的作用。我們相信隨著運行維護水平的提高,碳刷磨損嚴重的問題必將得到完全解決。