前言：
我公司共有发电站所3个，燃气蒸汽联合发电机组共有5台，通过充分利用规程规定及相关知识结合现场实际，对发电机组碳刷故障现象进行分析处理，加强碳刷管理，建立发电机碳刷维护检查制度，及时更换已经磨短的碳刷，对需要更换的碳刷备品进行仔细检查，保证每块碳刷质量良好，换上去后使用时正常可靠，使得碳刷故障消除在萌芽状态,满足生产需求，保证了本公司发电机组的安全平稳运行。
1碳刷的概述
碳刷也叫电刷，作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。碳刷在产品应用材质主要有石墨。碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，设备转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的，应定期维护更换，并清理积碳。
2碳刷的作用
2.1励磁电流经过碳刷通过滑环加到发电机转动的转子上。
发电机是采用让磁场旋转的方法切割导线的，旋转磁场是转子，被切割的导线是定子，为了让转子产生磁场，必须向转子的线圈输入励磁电流，碳刷就是用来将励磁电流送入转子线圈的静止元件。（如图1发电机励磁碳刷安装位置）
2.2将大轴上的静电荷经过碳刷引入大地(如图2接地碳刷)。
2.3将大轴(地)引至保护装置供转子接地保护及测量。
2.4改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)。
3发电机碳刷事故案例
2016 年 7 月 6 日 14:04 公司发电站燃气蒸汽联合循环发电2#发电机转子一点接地演变为两点接地故障，保护动作，引起发电机出口开关跳闸，造成2#发电机故障停运。14：10分岗位人员现场检查，检查发现现场发电机滑环处有焦糊味，将发电机碳刷抬起后发现滑环刷窝融化，滑环表面有烧坏痕迹，通过进一步解体检查发现发电机转子滑环负极引线处烧断，此次事故造成机组停产一个半月，给公司带来较大损失。（如图1故障现象)
图1故障现象
原因分析：由于正极的5组碳刷（每组两块）有4组烧损比较严重，分析后是由于其中某一组先磨损后，造成接触不良，发电机碳刷出现打火现象，导致电流分担到其他几组上面，这时较大的励磁电流和火花会使刷窝发热融化，融化的铁水喷溅到绝缘部分造成正极接地，随着故障的发展，喷溅的铁水喷到负极接线主柱处，造成转子两点接地，这样励磁电流不在经过转子线圈，而是通过两个接地点将负极接线柱处烧毁。
4发电机碳刷故障原因
4.1碳刷质量不过关且与刷握不匹配
每次碳刷故障处理中，在换下的碳刷中发现有部分碳刷表面不平有崩角，有部分刷辨与刷握接触松动，崩角的原因是碳刷跳动太大或材质不良造成，刷辨与刷握连接松动会造成二者接触电阻增加，使各碳刷电流分布不均，这样长久运行必然导致碳刷打火烧红现象的发生。
4.2恒压弹簧压力不够或压力不均，接触不良
自卷式恒压弹簧受热后弹簧会拉长，弹性变差，以致会造成恒压弹簧的压力不一样，造成不同的碳刷分担电流不一样，从而造成碳刷打火烧红。
4.3刷握调整不当
碳刷位置不能对准滑环圆周的法线方向，当碳刷刷握距离滑环的高度不一致，这样有可能在轴系旋转时，产生偏心，滑环和刷握接触而损坏滑环，使得滑环表面不平造成打火现象。
4.4碳刷积垢赃污
滑环沟道长时间运行发生堵塞，使得碳刷粉结垢，碳刷积垢脏污后，碳刷容易卡涩，不能活动自如，造成不同的碳刷分担电流不一样，从而造成碳刷打火烧红。
4.5机组振动，滑环表面不平整
由于机组的振动，也有可能使得滑环与静止的刷握产生接触而损坏滑环，使滑环表面产生毛刺，振动也可能会使碳刷与滑环接触不良而造成打火。
4.6维护不到位
在发生碳刷打火时不及时或处理不当，将会蔓延至其他的碳刷，造成大面积的火花，甚至会环火。
5发电机碳刷故障处理
5.1发电机碳刷打火的处理
检查碳刷长度是否太短，达到碳刷生命线时及时进行更换；检查电刷弹簧压力是否合适，如果偏小，对弹簧进行更换；检查碳刷滑环表面、沟道是否有堵塞，对滑环表面进行清扫，保持滑环表面、沟道清洁，检查碳刷与刷握之间是否有卡涩，如有卡涩对卡涩碳刷进行调整，保证碳刷在刷握中灵活。
5.2发电机碳刷温度高的处理
冷却装置原因引起如吸风口外破或风道堵塞，可先采用外部冷却方式强制冷却后，尽快修理好风机或疏通风道；励磁系统过负荷时应立即联系调整励磁系统电流；碳刷与滑环接触面过小时，先将碳刷仔细调整和打磨，使接触面增大；滑环风孔堵，先采用压缩空气进行吹扫或用外部其他冷却方式进行降温，待停机后再组织疏通；碳刷质量原因引起因尽快将新碳刷换上，并严格把好质量关。
5.3发电机碳刷破损的处理
碳刷温度高发生破损，立即查找温度高的原因并消除，碳刷未打磨好发生破损，应重新打磨，使碳刷在刷握内活动自如，无振动现象；机组振动大，碳刷有卡涩现象导致碳刷破损，应尽快重新打磨和调整碳刷，使碳刷在刷握内活动自如，机组冲转达临近界转速时应尽快仔细检查碳刷情况，保证不能有跳动现象；碳刷质量差发生的破损，应尽快进行更换，保证碳刷质量。
6发电机碳刷的日常维护
发电机碳刷在运行过程中，应进行及时的维护，定期检查碳刷的磨损长度不能超过碳刷生命线必须更换，定期检查碳刷有无打火现象，定期检查碳刷刷辫与刷架、碳刷连接良好，无发热碰触刷握情况，定期用直流钳型电流表测量各碳刷的电流分担是否均匀，用红外线测温仪测量碳刷有无过热现象，如有异常及时更换，定期检查刷握和刷架上有无积垢。若积垢较多，应用刷子扫除或用压缩空气吹扫，定期检查弹簧压力正常，无变形和断裂现象，定期检查滑环表面应无变色、过热及磨损不均现象，滑环表面温度应不大于120℃。
7结语
本文结合股份公司发电机励磁碳刷故障案例和现场发电机运行情况进行分析，总结出发电机励磁碳刷故障的几种要因，提出碳刷故障的处理方法和预防措施，避免了发电机励磁碳刷故障，节约一定备件成本，提高了发电机安全稳定性，最终实现发电量最大化。
参考文献
1.杜宗轩 郭晓刚 贾育康 赵力芬，电气设备运行技术问答 [M].北京：中国电力出版社。2003：91-95
2.王建辉 顾树生，自动控制原理 [M].北京：冶金工业出版社。2005：65-98
