发电机碳刷滑环冒火问题是发电机运行中最常见顽固性故障，尽管这方面的研究一直没有停止，但却一直没有取得实质性的突破。该问题已经成为制约中小容量火力发电机组稳定运行的重大技术难题。

中铝山西分公司热电分厂老系统投运后，发电机曾多次出现过滑环、碳刷冒火现象，更有甚者出现“团火”，被迫停机处理，对氧化铝的汽、电供应产生了很大影响。

发电机碳刷滑环冒火原因分析

1 发电机碳刷滑环冒火形成过程

正常情况下各碳刷所带电流基本平衡，温度相差不大。由于某种原因，有的碳刷导电性变小，致使其他碳刷电流急剧增大，如不及时处理，将会导致冒火现象出现。

2 发电机碳刷滑环冒火原因分析

发电碳刷冒火主要分为碳刷、滑环、其它三方面原因。碳刷方面存在的主要原因是质量不良、阻值过大、选型不对、接触面有杂质；滑环方面存在的主要原因是表面灼伤、表面光洁度差；其它方面原因主要包括调整方法不当、现场环境差、阳极蒸发、阴极粉化等。

所谓阳极蒸发、阴极粉化主要是指：当电流通过碳刷和滑环的接触面时，直接传导部位一方面由于滑动接触式旋转而不断变化，另一方面流过此处的电流又很大，造成某些局部点出现温度升高现象，进而导致两侧极面局部熔化、脱落，金属会变成金属蒸汽，碳刷则结构松化，受氧化腐蚀而脱落，此即电气磨损的表现。

但是，极性不同，磨损情况是不一样的。在电弧作用下，阳极（正极）表面局部灼热而蒸发出“金属蒸汽”，使阳极表面损蚀，这叫“阳极蒸发”；阴极（负极）因受正离子撞击和高温作用发射电子，使阴极表面也遭受破坏，这叫“阴极粉化”。

3 发电机碳刷滑环冒火的传统处理工艺及利弊分析

传统发电机碳刷滑环冒火处理手段主要靠手摸和眼观。手摸即通过触摸来感知碳刷温度，眼观即通过肉眼来判别碳刷冒火情况、判别冒火等级。发现碳刷温度较高后，采取调整碳刷压力、用白棉布沾取酒精擦拭滑环、将碳刷拆下后接触面重新打磨以及更换出现破碎烧伤的碳刷等方法来处理。

如果没有找着真正的原因或处理不当，刚换好的碳刷可能运行半个小时左右便会相继出现冒火、接触面变毛糙等现象，更有甚者，主值人员离不了发电机现场，需要不停地进行处理，这种情况愈演愈烈，最终发电机被迫停机。

“两测两磨法”发电机碳刷滑环新工艺研究

1 实际发现与改进

随着检测手段的不断完善，首先在值班室配备了测温仪，对发电机碳刷、滑环进行温度测试，设备运行有了准确的数据参考，消除了传统经验判断的随意性；随后又配备了交、直流两用钳形电流表，通过对碳刷电流测试，用数据为指导，进一步配合压力调整，实现了发电机碳刷调整质的飞跃。

在调整碳刷过程中， 暴露出碳刷不带电流的问题。 实践发现：不带电流的碳刷往往都存在接触面有油污或碳刷本身材质中存在杂质，碳刷接触面出现烧伤痕迹等问题。经过打磨碳刷接触面后，发现碳刷接带电流能力明显提高。

当碳刷滑环出现冒火时，用测温测流法找出温度高、不带电流的碳刷，采用磨碳刷方法处理，打火仍不能消除的，则认为是滑环问题，需停机处理。但在运行中，我们通过多次试验，用砂纸打磨滑环表面，能使滑环表面温度降低，并消除打火现象。

2 “两测两磨法”新工艺主要内容

“两测两磨法”新工艺核心内容：两测、两磨。两测：测温度、测电流；两磨：磨碳刷、磨滑环。实际工作中分四个步骤来进行，具体如下：

1）测温度

每天用测温枪对每台机碳刷、滑环的温度逐一进行测量。经多次试验、总结，夏天滑环温度不超过60℃，碳刷温度不超过80℃；冬天滑环温度不超过50℃，碳刷温度不超过70℃，超过这个温度，就要分析原因，进行处理。

在同一极上有一块碳刷温度高，首先看这块碳刷压力是否过大，可适当放松；如果这块碳刷放松后又出现打火现象，则需用测流法调整。

2）测电流

运行中用交、直流钳形电流表直流挡逐一测量各碳刷是否带有电流，调整各碳刷所带电流基本一致。因空气中杂物、油污等影响，在有些碳刷表面附着，就有可能使某块碳刷带不上电流。

3）磨碳刷

用测流法逐一查出不带电流的碳刷，拔出后用砂纸打磨碳刷接触面，放进去加一适当压力，将收到良好的效果。

4）磨滑环

用磨碳刷方法处理后，如果效果不明显，则有可能是滑环出现了电腐蚀，这就需要对滑环进行处理。运行中，将白布折成多层，然后，将水砂裹在外面，逆着滑环旋转方向打磨。垫多层白布的目的是保证接触滑环是一个平面，不会造成滑环凹凸不平，打磨一定时间后，用测温枪比较打磨前后的温度明显降低，打火现象明显减少或彻底消除。

实施效果评价

采用“两测两磨法”处理发电机碳刷滑环冒火故障，中铝山西分公司热电分厂老系统在线运行6台机组现冒火现象得到了有效遏制。从2007年3月份至今，未发生过一次因发电机碳刷滑环冒火导致发电机停机现象。发电机发电力率指标逐步得到优化，为分公司整个电力稳定生产、联网力率指标任务完成奠定坚实基础。

结束语

以上是对中小容量火力发电机组运行中碳刷滑环冒火故障的诊断预处理技术探讨，本文着重强调了碳刷滑环冒火故障的发生机理和在实际工作中摸索出来的有效做法。希望通过对发电机碳刷滑环新工艺应用，达到增强发电机运行稳定性、电力系统安全经济运行目的。

本文编自《电气技术》，标题为“中小容量火力发电机组运行中碳刷滑环冒火故障诊断与处理”，作者为吴建明。