發電機刷架導電環連接工藝改進

刁國峰

摘 要：該文針對發電機滑環導電環連接端頭異常發熱問題，在不更改原有設計的前提下，加裝導流部件，解決因發電機滑環導電環連接端固定點單一，致使導電環安裝后連接端頭導流面無法達到額定通流值的問題，為后來者提供一個水電機組檢測范例。

關鍵詞：發電機 電刷裝置 導流環

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0021-02

發電機導電環是發電機組電能從固定位置到旋轉位置進行傳輸的部件，其接觸位置固定的電刷，若運行中溫度一直過高，就容易造成電刷過熱，引起刷辮斷股，如處理不當，發展成集電環環火直至燒損[1]，將導致發電機被迫停機。

某型號為SF-28/6000的發電機組（哈爾濱電機有限公司生產制造），自投運以來，多次發現發電機滑環導電環連接端頭有異常發熱現象，經屢次處理，均未達到理想效果。近期機組大修，發現導電環連接端已發生嚴重過熱，接觸面有30 mm×20 mm已熱熔，絕緣套和絕緣墊圈已碳化，如圖1所示。這嚴重威脅機組的安全運行，必須進行處理，以保證機組安全、可靠運行。

1 導電環連接頭發熱原因分析

1.1 導電環連接面受力不均勻

導電環搭接面直徑為1 130 mm，直徑較大，由于是單一螺桿連接，連接面受力集中在中心位置，無法保證連接面均勻受力，容易形成點接觸或局部接觸，增大接觸電阻，造成連接處點發熱。

1.2 導電環連接處裝配設計不合理

導電環連接處要避免接地，穿心螺桿必須配合絕緣套和絕緣墊裝配，并且裝配時螺絲不得擰太緊，以免壓壞絕緣部件。因此，在裝配導電環連接點時容易出現虛緊現象，當機組運行一定時間后接觸面可能錯位，兩片導電環間形成點接觸或局部接觸，增大接觸電阻，造成發熱現象。

2 改進方案的分析和選定

2.1 廠家方案分析

生產廠家給出的方案是對導電環進行重新設計，有如下兩類方案。

（1）導電環取消兩段設計，并將其設計加工為整體半圓形式。這種方法雖能解決問題，但考慮到發電機組此處的安裝位置狹小，整段半圓導電環根本無法運輸至安裝位置進行安裝，此種方案無法有效實施。

（2）將導電環兩端連接點重新設計并移出穿心螺桿位置。這種方案需要至少減少3組刷握才能滿足條件。原設計為每極導電環共均勻分布刷握30組，按機組額定勵磁電流1 278 A計算，單組刷握需平均承受42.6 A的電流；減少3組刷握后，單組刷握電流值升至47.3 A，較原先增大近5 A電流，滑環各部件由于分布電流加大，必定會造成整體溫度升高[2]。此種方案更改了刷握原設計值，造成電流過大，不建議采用。

2.2 實際采取的改進方案

將導電環連接處的燒損面氧化金屬清除，然后按原圖紙進行車削，加工處理至符合出廠設計要求，并在導電環連接處加裝導流銅板，對導流環進行附加導流。

這種方案相對廠家改造方案優勢凸顯，具有加工技術要求低、施工簡單、針對性強、費用低、經濟效益明顯的優點。

3 方案實施

對導電環燒損面進行修復，對缺失面進行補焊并機加工處理至符合出廠設計值要求。

加裝附加導流銅板。根據導電環連接面尺寸，裝設厚度為8 mm的紫銅板對導電環連接處進行附加導流，具體加裝方式如圖2所示。

安裝后實際效果圖如圖3所示。

4 結語

發電機刷架導電環連接處加裝導流銅板的方法，無需重新設計導流環、更改設備安裝方式；且加工方式簡單，使用材料全部為常規標準件。加裝導流銅板的過程可在設備正常檢修期限內完成，不占用設備檢修直線工期。這種方案可在同類設計的水電機組滑環導電環中進行推廣應用，為發電機生產制造廠家提供了設計改進的方向；同時提供了一個可以借鑒的水電機組檢修范例。

參考文獻

[1] 陳三運.葛—南直流輸電系統單極運行對宜昌電網影響情況的分析[J].湖北電力，2007，31（6）：33-34，36.

[2] 劉向祖，趙文東，王志云.發電機集電環發熱現象及處理方法[J].河北工業科技，2008，25（3）：6-7，21.

[3] 蒲宏彬，胡秀華.發電機集電環發熱現象淺析及處理意見[J].黑龍江科技信息，2009（26）：19.