李昂、梁鹏翔、冯德强
（大渡河检修安装有限公司，四川 乐山，614000）
摘要：
沙坪二级水电站总装机容量34.8万千瓦，布置6台单机容量为5.8万千瓦的灯泡贯流式机组。机组投运后，1F、2F机组相继出现严重集电环打火情况，本文通过分析沙坪水电站集电环打火原因和优化处理方法，可对国内类似水电站提供一定处理经验。
一、绪论
集电环打火是发电机组的常见设备故障，但如果不及时处理，就有火花越来越大，发热情况加剧的风险，直至烧坏碳刷和滑环，造成励磁回路中断或刷架的烧毁。沙坪水电站检修人员及时发现问题，并运用新方法增加消缺效率，有效降低了消缺的工作量，提升了工作质量，为机组的安全发电提供了保障。
二、沙坪集电环打火基本情况
1.发电机参数
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2.基本情况
2017年10月16日，沙南水电站1F机组出现滑环打火情况，经检查，滑环出现了大量的凹凸烧伤点，必须进行打磨处理。然而贯流式机组滑环处空间窄，人工处理时必须拆下全部观察窗，且最多仅允许2人同时作业。最终，经4人轮流进行连续打磨，耗费了7个多小时后，处理效果依然欠佳，且费时费力、停机时间长，影响了机组的正常发电（图1-2）。
2017年10月20日，检修人员在检查时发现2F机组出现碳刷打火情况，打火碳刷为1、2、3、6、7、9、11、13、14、15号，集中出现在下环（负极）位置处。
经检查，个别碳刷存在温度偏高、碳刷磨损量大、碳粉堆积、碳刷卡死等现象，滑环上存在大量锈迹，且长期经电蚀作用已形成大量凹凸烧伤点（如图3-5）。
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三、沙坪水电站集电环打火故障原因分析
机组安装过程中，由于发电机舱内过于潮湿，且对于滑环保护不到位，致使滑环外壁冷凝水情况严重。加之夏天机组长期处于停运状态，致使滑环出现锈蚀情况，机组投运后再经过长期的电力作用，即产生凹凸烧伤点。且碳刷材质偏软，磨损情况较为严重，致使碳刷容易出现碳粉堆积、卡涩等现象。
四、沙坪水电站2F集电环打火处理情况及作业流程
4.1 2F集电环打火处理情况
针对1F机组滑环研磨处理中存在的缺点，检修人员制作了一个专用的滑环研磨工具。该工具基本原理是制作一个矩形钢材，依次装入油石、碳刷及刷握，因为油石坚硬不易打磨出碳刷的弧形，因此，利用刷握弹簧弹力推动碳刷、碳刷推动油石，从而对滑环进行研磨。2F滑环研磨利用自制专用的滑环研磨工具，在机组空转情况下，对滑环进行快速打磨，极大程度上节约了人力、物力，缩短了机组停机时间，且处理效果有了明显的提升。
4.2 2F集电环打火处理流程
4.2.1.滑环研磨
1、碳刷及刷握全部拆除。
2、检查滑环磨损、烧伤情况，对部分严重凸点先用实心锉处理。
3、安装自制“滑环研磨工具”，先用5000目油石开机空转进行初步研磨。
4、停机，安装10000目油石，开机空转进行精处理，过程中加油研磨。
4.2.2 滑环、刷握卫生清理。
4.2.3 检查弹簧、刷握有无裂纹、烧伤等。
4.2.4 安装刷握，检查刷握紧固。
4.2.5 将旧型号碳刷（型号D172 DT）更换为新型号碳刷，并将碳刷与滑环的接触面打磨出弧面。（新碳刷较旧碳刷硬度高、不易产生磨损，同时开有通风槽，便于通风散热。）
新型号碳刷相关数据：
（1）型号：SH3495
（2）材质：M44A4、
4.2.6 碳刷数量增加，将原有的16对碳刷，增加至18对。
4.2.7 碳刷导流引线压接紧固检查。
4.2.8 碳刷与刷握间隙检查调整。
4.2.9 调整刷握与滑环之间的间隙调整为3-5mm。
4.2.10 对滑环全面检查无遗留物。
六、沙坪水电站2F集电环打火处理处理后试运行效果检验
1.先开机空转，磨合碳刷与滑环接触面。
2.加励空载运行观察。
3.带负荷运行。
结论：经试验，滑环刷握接触良好，无异常情况。
七、滑环研磨工具介绍
4.1 滑环研磨工具实物图（图6-7）
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4.2 滑环研磨工具安装（图8）、工作图（图9）
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4.2 滑环研磨工具制图（图10）
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九、总结
综上所述，集电环打火是设备的常见故障之一，但若不及时处理极有可能造成灾难性后果。使用本文中提出的滑环研磨工具对故障滑环进行打磨，能在最大程度上节约人力、物力和工时，且处理后设备状况优于人力处理结果，从而有力保障了机组的正常发电。
参考文献：
[1] 佟树平、白淑华；发电机滑环打火的处理[J]；内蒙古科技与经济；2007年08期
[2] 舒均盛；进口灯泡贯流式机组滑环碳刷系统的改进[J]；水利水电技术；2004年11期