电刷故障原因分析
发电机电刷是励磁系统中传输能量的重要部件，在柴油发电机组的旋转部分与静止部分之间传导电流，导致电刷故障的因素主要有以下七个方面。
电刷使用过程中电阻值逐渐增大
碳刷自身电阻发热功率：W1=I2R
其中：I－流过碳刷的电流；R-碳刷电阻；
根据这个公式，随着电刷在使用过程中电阻值的逐渐增大，电刷发热量增加。
电流平衡的破坏
一般情况下，流经每条电刷的电流接近，刷体平均温度较低，电刷间电流相对稳定平衡(称作强平衡)。运行一段时间后，电刷的磨损量相近，但出现了卡阻、气膜、氧化膜等现象，电刷间电流二次再分配，每条电刷的电流差别增大，处于不稳定平衡(称作弱平衡)。这个阶段时间长，逐渐变化，不容易引起警觉。当环境温度升高或励磁电流增加时，随时可造成弱平衡破坏。
碳刷卡阻：电刷通过电流后发热，刷体膨胀，易卡在刷握，这时拉动刷辫感觉很紧，实际电刷可能并未与集电环良好接触，而部分电刷由于振动、刷握不垂直等原因，会在刷握一侧的上沿和另一侧下沿产生明显卡阻。这几种形式的卡阻，用钳表仍可测得电流，电刷却已失效，致使其它电刷分配的电流增加，电阻发热增加；电刷接触面形成气膜：集电环在高速度下运行，很容易在碳刷接触面产生气膜和跳动，使流过碳刷的电流不稳定。虽然在滑环表面开凹槽和磨花碳刷接触面可破坏气膜，但开凹槽使碳刷实际的接触面积减小；滑环氧化膜太厚：氧化膜太厚使得碳刷接触电阻大大增加，励磁电流分流到其它回路上，会使得其他回路的电流增大，发热量增加，最终可能导致电刷故障。
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电刷表面的氧化膜遭到破坏
氧化膜在电刷与集电环接触表面起润滑作用，它将电刷和集电环分开，使摩擦在润滑层间进行，降低摩擦系数，减少摩擦热的产生和电刷的磨损。当氧化膜遭到破坏时就可能影响电刷的正常工作，造成电刷故障。导致氧化膜破坏的原因：一是冷却空气中有污染性杂质。空气中的杂质对电刷表面氧化膜的形成将带来不利影响，这些物质的积累和存在会损害集电环表面环膜，从而破坏集电环的正常使用；二是空气湿度太低或含氧量太低。电刷表面氧化膜的形成需空气中有一定的水分含量。另外，氧化膜的形成主要与空气中的氧气发生氧化作用产生，当含氧量过低时也不利于氧化膜的形成。
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集电环及电刷装置通风不畅，散热效果差
上海电气发电机厂提供的说明书资料9.4条，其内容为：两集电环间配有一个离心风扇，能提供足够的冷却风量，带走两集电环、电刷等产生的热量。使它不超过额定工况下的温度限制。
并且冷却空气必须清洁，不含有碳粉、尘沙、油渍、水蒸气和溶剂等污沾物质。这些物质会影响集电环对地绝缘性能，严重时会对集电环造成破坏性的故障。
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主机轴承振动及集电环表面不光滑
主机轴承振动大及集电环表面不光滑会导致电刷振动，严重的还会造成电刷的磨损和断裂，威胁机组的安全运行。我厂3号机组之前存在这一问题，在机组检修处理之后问题得到了改善。
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电刷质量不符合要求
电刷硬度过大，容易损坏集电环环；电刷硬度过小，磨损过快，并且会产生碳粉污染。
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电刷压力不符合要求
电刷出厂时厂家都有相关规定，电刷压力调整到不发生火花的最低压力，一般为94～125kPa，要求各个电刷之间的压力也要均匀。受机械、弹簧本身受热变软等因素影响造成压力达不到电刷不发生火花的最低理论要求时，电刷可能会产生火花。
电刷的维护与运行
随着自动电压控制装置（AVC)及电力系统稳定器（PSS）的投用，机组有功、无功、静子电压、静子电流、励磁电压、励磁电流等相关参数将大幅度的变化，运行人员也将承担大量的监视和分析工作，做好发电机电刷的日常维护和运行工作，消除电刷的不平衡电流变得迫在眉睫。运行人员应以认真负责的工作责任心做好相应的维护工作，由于电刷维护工作是带电作业，运行人员必须掌握正确的操作方法，防止因操作不当而造成异常情况的发生。发电机电刷的维护和运行工作主要有运行检查、日常维护和电刷更换等三个方面。
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一是运行检查
加强巡回检查工作，用红外测温仪测量集电环和电刷的温度，集电环温度控制在不大于80℃，刷块温度不高于120℃；在检查时应检查电刷长度＞1/2，观察电刷有无冒火花、抖动、卡涩现象，铜辫子有无松股断股，集电环装置有无脏污。
专区班用直流卡钳表测量各个电刷的电流情况，每个电刷电流控制在20～100A，对更换的新电刷做重点检查，做好运行工况及每块电刷电流的记录。
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二是日常维护
集电环和电刷在长期运行中，由于积灰和电刷粉末加上轴承座轴封处漏出的油气侵入，会在电刷和滑环表面聚集许多油污，阻塞滑环通风孔，使得电刷温度升高，可能在个别甚至全部电刷上发生火花，特别是绝缘件上的碳尘及灰尘,会降低励磁回路的绝缘电阻，所以应做好集电环及电刷的清洁工作。
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三是电刷更换
当电刷过短或者发生磨损断裂时，应及时对电刷进行更换。
3、4号机组发电机电刷更换操作方法。取下刷握的操作方法：首先操作人员将刷握的绝缘手柄逆时针旋转90°，此时电刷锁紧装置应将电刷锁住，但为防止锁紧装置失效，现规定操作人员必须用另一只手拉住6只电刷铜辫子，然后两只手配合着将刷握从刷框中缓慢取出。
更换刷握内电刷的操作方法：首先将刚取出的刷握绝缘手柄顺时针旋转90°，使电刷锁紧装置解锁，此时电刷均应自动弹出，然后再更换电刷；更换电刷时，铜辫子与刷握固定的接头应弯折90°后再使用；更换电刷时，必须将固定电刷刷辫用的固定螺丝拧紧，并检查刷握内其余电刷的固定螺丝松紧情况，如有松动，立即紧固；检查刷握内的弹簧、铆钉、销子等应完好和无松动掉落危险，否则应使用备用刷握代替，并及时将损坏的刷握交由检修处理。
回装刷握的操作方法：首先用手握住刷握的绝缘手柄，垂直向下将6只电刷缓慢压入刷握内，然后将绝缘手柄逆时针旋转90°，此时电刷锁紧装置应将电刷锁住，为防止锁紧装置失效，现规定操作人员必须用另一只手拉住6只电刷铜辫子，然后两只手配合着将刷握缓慢放入刷框，最后将刷握绝缘手柄顺时针旋转90°，使电刷锁紧装置解锁，此时电刷均应自动弹出到位，并与滑环接触良好；检查刷握内的电刷应能在刷握内自由移动，弹簧应压在电刷顶部中心位置，抓住并拉动一下铜辫子看电刷活动是否正常。最后用钳型电流表测量确认电刷均流度正常。
更换电刷注意事项。由于刷握及其中的6只电刷加在一起分量较重，因此更换电刷需由具有一定臂力和经验的人员进行；将刷握取出或放入刷框时，应缓慢小心，身体正对需操作的刷框，均匀用力，严禁敲打、歪斜、撬动等动作，以防止损坏滑环和损伤电刷；刷握上的电刷锁紧装置，目前部分已失灵，对此要求操作人员一只手握住刷握的绝缘手柄，而另一只手必须拉住6只电刷铜辫子，然后两只手配合着将刷握缓慢取出或放入刷框中；部分电刷电流较大，很有可能是由于其他电刷载流较小引起。这时切不可盲目的立即更换电流较大之电刷，而应该先调整或更换电流较小的电刷，待载流偏小的电刷电流上升和载流偏大的电刷电流下降后，方可继续进行更换工作，以避免危及励磁系统安全的异常情况发生。
电刷故障和处理方法
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发电机电刷温度高的处理方法
励磁系统过负荷使电刷温度高，应调整励磁系统电流来实现；
电刷与滑环接触面过小造成温度高，应先将电刷仔细调整和打磨，使接触面增大；
滑环风孔堵塞造成温度高，应采用压缩空气进行吹扫或用外部其他冷却方式进行降温，待停机后再组织疏通，或采用四氯化碳清洗滑环；
电刷本身质量问题引起温度高，则尽快将新电刷换上，并严格把好质量关。
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电刷跳动时的处理
电刷有破裂细块掉在刷握中应立即将破损的细电刷块清除，若破损严重，及时更换电刷；
弹簧压力不够应更换新的弹簧夹；
刷握变形可将电刷上下方向调换，若还有跳动现象应更换刷握。
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电刷冒火花时的调整
电刷冒火花的原因主要有两种：一是因流过电刷的电流过大引起，二是因电刷卡涩间断与滑环接触引起，所以针对不同原因进行调整。
因电流过大引起冒火花处理：调整温度低不冒火花的电刷，使其与集电环接触加强，分担电流过大电刷承载的电流；
电刷卡涩、间断与滑环接触面冒火花的处理：先检查其他电刷接带负荷正常（主要用手触摸软线温度正常即可），取下卡涩电刷进行打磨至既在刷握内活动自如，又不要在刷握中晃动过大，或电刷重新换方向放入刷握内，这样冒火花也基本能消除。
电刷作为发电机组运行的重要组成部分，应高度重视，除更换过短的电刷，对打火的电刷进行调整外，还应对每个电刷的电流、温度进行测量、跟踪和分析，及时发现问题进行处理。励磁电刷故障往往在多只电刷火花大、温度严重超温，甚至发出焦味后才被发现，到了这时很难通过调整手段进行消除，只能停机处理，甚至出现发电机转子的烧毁事故。因此，要坚持预防为主，做好电刷的日常运行及维护工作，出现故障时采取正确的处理办法，把事故消灭在萌芽状态，减少不必要的损失。
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