向春见，顾 轩，李友安

(四川圣达水电开发有限公司，四川乐山 614900)

0 引言

大渡河沙湾水电站水轮发电机组是东方电机有限公司生产的立轴半伞型结构的轴流转桨式机组，混凝土蜗壳，总装机容量为4×120 MW。机组定子额定电压为10.75 kV，定子额定电流为5 027 A，励磁额定电压为400 V，励磁额定电流为1 385 A。集电环正、负极各18个横截面尺寸为25 mm×32 mm的摩根NCC634碳刷。运行中经常出现集电环过热、碳刷打火等现象，1号发电机组曾出现过集电环正负极短路烧毁集电环和碳刷的事故。因此，为了保障供电的可靠性、安全性对集电环进行技改势在必行。

1 集电环碳刷过热的原因分析

1.1 碳刷的发热量计算

碳刷的发热量由4部分组成:碳刷自身电阻发热Q1、碳刷接触压降发热Q2、磨擦发热Q3、刷辫与碳刷接触电阻和散流电阻发热Q4。

碳刷自身电阻发热:Q1=I2R(I为流过碳刷的电流，R为碳刷电阻)

碳刷接触压降发热:Q2=I△U(△U为接触压降)

磨擦发热:Q3=Fv(F为碳刷压紧力，v为碳刷与集电环的相对运动速度)

接触电阻和散流电阻发热:Q4=I2r(I为流过碳刷的电流，r为接触电阻和散流电阻等效值)

碳刷总体发热量为:Q=Q1+Q2+Q3+Q4

1.2 集电环的发热量计算

集电环的发热由3部分组成:集电环自身电阻发热Q11、碳刷接触压降发热Q22、碳刷热传导热量Q33。

集电环的总体发热量为:Q'=Q11+Q22+Q33

在集电环发热总量中，集电环自身电阻发热Q11所占比例甚小，可以忽略;所以集电环的发热由碳刷的发热量决定，随着碳刷温度的整体变化，集电环温度随之将有不同程度的变化。

1.3 集电环碳刷过热的原因

1.3.1 集电环室通风不良