1 前言
发电机转子滑环是动静接触和交换能量的设备，受励磁电流、碳刷压力、碳刷与滑环表面的磨损以及制造工艺影响，在长期运行过程中，容易在碳刷和滑环间发生冒火，若不及时处理，将形成恶性循环，影响机组安全运行。220吨卡车主发电机出现单滑环磨损现象，值得认真分析事故原因，吸取教训，制定防范措施。
2 事件经过
1）、12月3日，维修人员发现拆开的主发电机，发现发电机转子滑环一个磨损严重，影响正常运行。
2）2）、12月8日，另一台930卡车，维修检查发现两滑环磨损情况不同，单个较为严重。
3）3 原因分析
碳刷和滑环间工作面的磨损有两种：一是纯机械磨损；一是在电流作用下的电气磨损和机械磨损。
（1）纯机械磨损
碳刷和滑环表面相接触，由于弹簧压力作用和材料弹性变形的缘故，使直接接触部分互相嵌入。当相对滑动时，当然有摩擦作用而形成磨损。如果碳刷颗粒细软，则碳粉易被沾在滑环表面，使滑环成为具有亮滑的石磨镜面，碳刷的磨面也很光滑，两者的机械磨损都较小。但如果碳刷质量不佳，颗粒粗硬，或甚至含有少数如金刚砂之类的硬质颗粒，则必然会对滑环表面进行刮割，使后者出现金属光泽或纹路，碳刷本身磨面也会出现硬粒脱落后而划出的纹道，这就使机械磨损大大增加。
（2）在电流作用下的电气磨损和机械磨损
在电流作用下，不仅有机械磨损，还有电气磨损。所谓电气磨损，指的是由于电弧高温和放电等因素的作用，使极面材料受到损坏的情况。而由于电气磨损影响极面，所以也会对机械磨损的程度产生影响。
由于电流通过碳刷和滑环的接触面，且其直接传导的部位不断变动，电流密度又很大，使一些点温度很高；又由于电弧的高温作用，会使两侧极面局部熔化、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”。由于阳极蒸发和阴极粉化的作用，碳刷和滑环由于电流方向不同会出现极性差别。
当电流由碳刷流向滑环时，此时碳刷为正极，滑环为负极，则结果是：碳刷面上发生微小程度的阳极蒸发，碳粒、石墨离子迁移到滑环表面，碳刷有电气磨损。滑环表面有轻微的阴极粉化，并附着碳粒、石墨，成润滑、光泽的镜面。由于滑环表面平滑，机械磨损较小。
当电流由滑环流向碳刷时，此时碳刷为负极，滑环为正极，则结果是：碳刷面上发生阴极粉化，电气磨损小。滑环表面发生阳极蒸发。大量金属蒸发，使其表面损蚀严重，同时，这些金属粒子也易附于碳刷磨损面上，反过来会使换向器表面严重磨损，出现条痕。这种情况下，滑环表面粗糙，呈金属光亮，面间机械磨损大。
总的来说，当碳刷为正极时：碳刷电气磨损大，机械磨损轻微，滑环的电气磨损和机械磨损都很小；当碳刷为负极时，碳刷电气磨损小，机械磨损大，滑环的电气磨损、机械磨损都很大。
为了使磨损均匀一些，对于滑环，因为正环电流由碳刷流向滑环，碳刷正极性，滑环负极性，故正环磨损小；同理，负环磨损大，故两环极性应经常调换。
当没有电流时，碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌入滑环表面，引起较大的机械磨损，甚至引起摩擦振动。当流过电流时，碳刷磨面上的粗硬粒子被炸裂、粉化，沾在表面，减小摩擦，使机械磨损减小，并使碳刷运行十分平静。所以，在正常电流情况下，电流对减小机械磨损还有好处。但是，如果电流密度过大，则阳极蒸发严重，会使电气磨损加剧。而电气磨损加剧后，使滑环表面粗糙化，碳刷表面附着金属粉，机械损耗又会增加，所以通过碳刷的电流密度应有一个限度。
至于弹簧压力，对磨损也有影响。压力过小，碳刷和滑环表面接触不稳定，容易引起电弧，使电气磨损增大。压力过大，刷面的硬粒对滑环表面刮割严重，又会使机械磨损增加。因此，弹簧压力要适中。正极是碳刷磨损的厉害一些负极是滑环磨损的厉害一些
4处理方法 为了使磨损均匀一些，对于滑环，因为正环电流由碳刷流向滑环，碳刷正极性，滑环负极性，故正环磨损小；同理，负环磨损大，故两环极性应经常调换。
5 发电机滑环磨损修复
发电机转子滑环凹凸痕进行处理，研究决定现场采取对发电机滑环表面进行车削打磨办法修复，确保滑环表面光滑平整。
1、车削前准备工作
1）车削前发电机要停止运行，为防止汽机大轴弯曲，每次停盘车时间不超过30min，并做好记号，下次停盘车要停在上次的180°位置
2）停盘车时拆除滑环小室、滑环支架并吊离支架平台。
3）测量刀架尺寸，固定好刀架。采用焊接固定时，必须将地线先焊在台板上。
4）测量滑环的椭圆度，确定滑环的车削深度。
2、滑环的车削与打磨
1）利用车床，对每个环分别进行车削，车削时分为粗车和细车，粗车时每次进刀厚度小于0.8mm，细车时每次进刀厚度小于0.2mm，由于滑环是螺旋式，进刀时要缓慢均匀进行，并一次性进刀完成，中间不能停顿。
2）打磨与抛光：滑环细车以后，要进行打磨及抛光，先用#0砂布进行粗磨，再用金相砂纸细磨，最后用麻绳进行抛光，为避免将滑环磨成椭圆，必须用麻绳裹住砂纸有两人对拉进行，直到抛光为止。
7 结束语
发电机一旦出现碳刷振动、磨痕明显现象，立即采取必要措施进行修复处理，即使是细微缺陷，也不能掉以轻心，存在麻痹心理，只有彻底消除隐患，才能确保机组安全运行。
参考文献
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(3)李公净，方宪人.300MW机组电刷烧毁故障分析及处理[J].山西电力技术，1995（6）：24-27.