汽轮发电机集电环环火分析及解决办法

汽轮发电机集电环环火分析及解决办法
马铭远 徐越 王剑钊
中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京市海淀区知春路甲48号盈都大厦A-23
100098；

摘要：发电机集电环发生环火是发电机励磁系统的多发事故。随着机组容量的增大，这种故障的损失也在增大。业内曾一度采用无刷励磁技术来避开此问题的发生。由于旋转整流技术和可靠性及节能方面问题全方位衡量不能优于有刷励磁，所以近些年我国国产的大型发电机仍采用有刷励磁。所以至今发电机的这种的故障危险依然存在，近年来发生率呈升高趋势]。本文将就汽轮发电机集电环环火的原因进行分析并将其解决办法加以论证，同时将解决办法在实践应用效果进行总结。
关键词：汽轮发电机；集电环；环火

1汽轮发电机集电环产生环火的原因分析
1.1电火花（电弧）产生的物理过程
火花（电弧）是一种能量急剧的释放形式。当物体表面集聚的能量等于散发的能量时，物体的温度保持不变；如果物体表面集聚的能量大于散发的能量时，物体的温度开始升高；当物体表面温度升高到它的散热能力等于新的积聚能量时，温度平衡将重新建立；一旦物体集聚的能量远大于散发的能量时，就会有一个局部温度急剧升高，直至发出光亮。这个光亮的强度取决于总体能量，能量较小是就是火花，较大时就会形成电弧。

1.2集电环环火的形成分析
一个电刷故障对滑环形成低能的放电，所产生的微弱火花一般不会影响发电机的运行。由于此时的放电能量较小且不会拉出较长的电弧，因此不构成对其它刷握的放电更不会灼伤花环表面，此时可以维持运行。但此时故障电刷与花环的接触电阻增加，导致这个电刷负载电流减小，由于电刷之间的电流传导是并联电路，在总负载不变时，其它电刷的导流量将会加大，为环火埋下事故隐患。
当有一个电刷放电的能量较大时，就会有较大的电弧产生，当这个电弧的放点长度拉至可以接近下一个电刷时，在磁场的作用下电弧就会联通相邻的两组电刷，形成初级环火；单体电刷放电能量较大产生环火的另一种可能是电弧灼伤花环表面，导致其它电刷与集电环接触不良，使其产生火花。当火花强度达到一定能量时，电弧就会联通相邻的两组电刷瞬间产生环火。相邻的电刷同时产生火花时，将大大的增加环火的危险性。此时两个相邻的电刷产生的火花即使能量不是太大，也会使两组电刷的火花构成导桥的可能性大大增加。电路导桥一旦形成，就会使得放电火花迅速发展，产生雪崩式电弧击穿，集电环瞬间产生环火。

2汽轮发电机集电环产生环火的常见故障实例分析
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