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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(fā)電機同軸旋轉的直流發(fā)電機。直流發(fā)電機發(fā)出的電供給同步發(fā)電機轉子勵磁電流，這種勵磁方式，是同步發(fā)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(fā)電機在正常運行中或事故狀態(tài)下，都需要調節勵磁電流以達到調節發(fā)電機電壓與無(wú)功功率的目的，并維持與之并聯(lián)運行發(fā)電機的穩定性。勵磁機在運轉時(shí)，在電刷和換向器之間很難完全避免火花的產(chǎn)生，產(chǎn)生火花的原因有電磁、機械和化學(xué)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(wú)法消除可允許其存在，如果所發(fā)生的火花大于某一程度，尤其是放電性的紅色電弧火花，會(huì )加速電刷與換向器的磨損，甚至勵磁機損壞，必須及時(shí)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(chǎng)的發(fā)電機組運行情況來(lái)看，勵磁機電刷的火花一直在困擾著(zhù)我們，而無(wú)法得到有效的解決，究其原因，有以下幾個(gè)方面：1.從污水處理站發(fā)出的硫化氫氣體，對銅導體污染腐蝕嚴重。
2.勵磁機生產(chǎn)制造廠(chǎng)家產(chǎn)品工藝技術(shù)有缺陷。
3.發(fā)電機組與鍋爐、煤場(chǎng)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(guān)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(shí)，不同性質(zhì)的火花故障要用不同的方法來(lái)處理。例如：我廠(chǎng)發(fā)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(wú)法得到有效的改善。勵磁機火花產(chǎn)生的原因，歸納起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：
1.電刷與換向器接觸不良。
2.刷握松動(dòng)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(xiàn)上。
7.電刷磨損過(guò)度，或所用牌號尺寸不符。
8.過(guò)載。
9.勵磁機底腳松動(dòng)，發(fā)生震動(dòng)。
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(wèn)題，后來(lái)停機時(shí)，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(xiàn)將c、p端連接改用兩根測試線(xiàn)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(huì )受到電動(dòng)力和離心力的作用，雖然一直以來(lái)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(huán)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(diǎn)虛松，致使端部導線(xiàn)疲勞，使接觸電阻增大，發(fā)熱量增加，加速接觸面的氧化，使接觸電阻進(jìn)一步增加，發(fā)熱量進(jìn)一步增大，如此惡性循環(huán)，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(guān)數據和判斷結論準確無(wú)誤。
三、 處理措施
勵磁機制造廠(chǎng)家接受我方提出的改進(jìn)建議，將轉子繞組的升高
片焊口由原來(lái)的焊錫工藝改用氬弧焊接工藝，同時(shí)加強焊接口的絕緣水平和提高預防化學(xué)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?chē)h(huán)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(jìn)行除塵處理的力度，每星期保持不少于二次用經(jīng)過(guò)過(guò)濾的壓縮空氣對勵磁機進(jìn)行吹塵工作。
從污水處理站揮發(fā)的硫化氫氣體，對銅換向器污染腐蝕嚴重的問(wèn)題，已提請有關(guān)部門(mén)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(jìn)行打磨，以消除其表面因化學(xué)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(diǎn)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(fā)現轉子繞組阻值的變化情況，將各組繞組相互進(jìn)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(guò)長(cháng)，到大修時(shí)才測，不能及時(shí)發(fā)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(lèi)型平時(shí)要善于綜合歸納，積累豐富的數據資料。同時(shí)要結合現場(chǎng)設備實(shí)際情況來(lái)進(jìn)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(fā)現狀態(tài)尚佳或僅有局部缺陷，�？蛇\行一段時(shí)間。所以應逐步由計劃檢修過(guò)渡到狀態(tài)檢修，根據設備狀態(tài)，決定是否需要和何時(shí)適宜預防性檢修，即狀態(tài)檢修。
五、實(shí)施效果
通過(guò)采取以上幾種防止勵磁機電刷火花發(fā)生的強有力的措施，其效果是比較明顯的。首先延長(cháng)了設備的檢修周期，即根據設備情況進(jìn)行檢修，其次在其他發(fā)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(fā)生，保證了我廠(chǎng)機組的安全運行，為“多發(fā)滿(mǎn)供”打下了堅實(shí)基礎。滿(mǎn)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(yǔ)
1998年至今，我們充分利用機組大小修及臨時(shí)檢修機會(huì )，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(fā)生，這有利于維護發(fā)電機組設備的安全運行，創(chuàng )造了可觀(guān)的經(jīng)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(fā)生。
參考文獻
1.《電工手冊》，上�？茖W(xué)技術(shù)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(guān)文章：
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