绕线式电机滑环和电刷故障分析及处理措施.doc

绕线式电机滑环和电刷故障分析及处理措施 摘 要：针对我厂135MW机组锅炉送引风机滑环及电刷的典型故障情况，通过观察及对不同运行工况的分析，从各个方面寻找滑环和电刷故障的原因，并采取了相应的处理措施，可对今后的维护工作提供借鉴。 关键词：滑环和电刷；典型故障；状态；原因；措施 我厂135MW机组送引风机均使用内反馈调速电动机，是基于绕线转子异步电动机优良的起动性能和调速性能。经过近几年的生产实践，我们发现该类电动机运行时经常出现滑环高温过热及电刷跳火的现象，轻则损坏电刷，重则会造成滑环及大轴损坏，影响电动机的正常运行，更会影响到发电机组的安全运行。 一、典型故障举例 例一：巡检人员发现#8炉甲引电机滑环处电刷多处冒火，电气运行人员赶至电机现场，发现电机滑环处已形成环火，无法处理，立即按事故按钮紧急停运，停运后检查，内侧滑环刷架上大部分挂有玻璃丝带，电刷刷握烧坏，连接件部分烧熔，刷架绝缘件烧坏，滑环内侧有烧毁痕迹。最后导致#5机停运、#6机限负荷。 例二：监盘人员反映#9炉乙引电流晃动较大（在25A至180A左右之间），电运人员迅速至就地检查并通知一次检修，电机滑环有火星及焦臭味，玻璃盖已模糊不清，立即通知停运。停运后测量转子回路绝缘为零，转子引出线一相已烧断，部分刷握、压簧烧坏，滑环表面被电弧烧毛，受损较严重。 在以上举例中，事态发展比较迅速，犹如一种“崩溃”式的连锁反应，从几只电刷打火到刷架起火，从滑环过热到绝缘损坏，短路放电，烧坏引线，甚至在轴孔内被烧成一个洞，完全有可能在短时间内完成。 二、滑环及电刷的运行状态分析 电刷是用在电机的滑环上，作为导出或导入电流的滑动接触体，其主要作用是在电机的固定部件和旋转部件之间传导电流。电刷与滑环的滑动接触有两大特性。其一，它们之间是点接触，而不是面接触。接触点的数量取决于两接触面间的接触压力，接触材料的弹性、塑性、刚性及表面粗糙度；其二，电刷在与滑环的滑动接触过程中，由于氧化和附着作用，其表面所生成的褐色或其它色的一层薄膜，通称为“氧化膜”，在电刷运动过程中起着非常重要的作用。氧化膜使电刷与滑环之间摩擦系数减少，起到了很好的润滑作用，使电刷在滑环上稳定地运行，也大大降低了电刷和滑环的磨损。 各种电刷中都含有一定量的固体润滑剂——石墨粉。因此，电刷在运行中不必要也不允许加注任何润滑油。在电刷与滑环的滑动接触中， 运行中，当滑环与电刷滑动接触时，会由于摩擦而发热。电机起动后，由于电刷与滑环之间的摩擦，使得电刷与滑环的温度迅速升高，但定速后摩擦力产生的热量与冷却风携带走的热量渐趋平衡，温度不再继续上升。电机投调速后，电刷温度逐步上扬，但上升趋势较平稳，温升速率也小于起动阶段，这充分说明电刷与滑环之间的摩擦是电刷温升的首要因素，转子电流也会引起电刷温度升高，但就全部电刷平均电流而言，其影响较摩擦力要小得多。 电刷和滑环在滑动接触时，电刷下面的气流有抬起电刷的趋势，由于各电刷在滑环上滑动条件各不相同，电刷抬起的程度也不一致，又由于各电刷压簧的工作状态也不尽一致，从而造成各电刷接触电阻的差异，引起并联电刷之间的电流分布不均匀，影响滑动接触的稳定性。 三、滑环和电刷的故障原因分析及处理措施 1、电刷和刷握方面 电刷型号选用不合理。一般有两种情况：一是整个电刷的型号选择不对，使得电刷的主要参数值与实际要求相差较大，使电刷的材质过硬或过软，从而对滑环产生不良影响；二是不同型号的电刷混用，导致不同型号电刷上的电流密度不同，引起滑环严重发热。 电刷数量不合理。有些电机的电刷数量设计偏少，使每只电刷上的电流密度增大，导致电刷和滑环过热。如果电机运行时间长，会使刷辫高温变色，电刷过热膨胀或开裂，导致电刷在刷握中卡死，电刷与滑环表面出现灼痕。 更换电刷不及时。电刷磨损过多未及时更换，造成电刷压力不足，从而在电刷与滑环之间出现火花，使滑环打出麻点而加剧发热。 电刷与刷握的间隙不符合要求。电刷与刷握之间的间隙过小，会使电刷在刷握内上下自由滑动困难，甚至有可能卡住电刷；电刷与刷握之间的间隙过大，会使电刷在电动机运转时晃动，与滑环接触不稳定。以上两种情况都能使滑环过热。 有些刷握内孔粗糙，有毛刺，使电刷在刷握内自由滑动困难。 处理措施： 根据电机的运行条件，选择适当型号的电刷，并使所有电刷的型号相同，有条件的使用同一批号的电刷。清理刷握内表面与电刷外表面，要求刷握内表面光滑平整无毛刺，电刷外表面研磨光滑，使两者配合良好，电刷与刷握之间的间隙为0.1～0.3mm之间。 当电刷磨去三分之二时要及时更换，更换电刷注意事项：①新电刷要与原来使用的电刷型号、规格相同，并尽可能使用同一批号的电刷；②每次更换电刷的数量不宜过多，否则可能因新电刷的有效接触面积减少，使电流密度增大，一般要求每相上更换的电刷不超过该相电刷总数的四分之