李鹏

摘要：电厂发电机转子大轴接地铜刷用于消除轴电压，把主轴上的电荷泄走，防止转子产生轴电流破坏油膜从而破坏轴瓦，导致发电机及汽轮机的损坏。现阶段多个电厂投产以来，接地铜刷运行中经常打火，严重威胁机组的稳定运行。经过现场多次分析、论证、参考有关资料，造成接地铜刷打火、大轴磨损的根本原因在于铜刷压力不稳，铜刷与大轴接触面积小，硬度大。使用接地铜编织带可增大接触面积，降低接触电阻。

关键词：接地；发电机；铜编织带；电荷；轴电压；油膜；恒力压簧；铜刷

引言

近年来机组装机容量越来越大，设备更新换代速度快，随之而来的就是新设计成果需要在实践中改进。发电机转子大轴接地铜刷用于消除轴电压，把主轴上的电荷泄走（防止油膜击穿，烧坏轴瓦），供转子一点接地保护和测量转子绕组对地电压；接地铜刷能否稳定运行直接影响到机组的安全稳定运行、关系到设备安全、牵涉到电网的运行稳定。

1 现状调查

发电机定子铁心组合缝、定子硅钢片接缝、定子与转子空气间隙不均匀等，会造成发电机的磁路往往不对称，发电机主轴在这种不对称的磁场中旋转，会在其两端产生交流电压叫轴电压。现阶段多个电厂投产以来，接地铜刷运行中经常打火，成为火灾隐患；接地铜刷固定不够牢固，无法保持恒定的压力，容易振动，严重影响了机组的安全运行。经过对多个电厂的发电机轴电压现场测量，交流在2.0V至9.0V之间，直流电压在0.8V至2.5V之间；现场调查发现，发电机转子大轴接地铜刷与大轴接触面上经常磨出一道浅浅的凹沟。特别是在机组启机冲转时，发电机转子大轴接地铜刷都会影响轴振。

2 解决接地铜刷问题的目标

将接地铜刷打火、振动问题消除，降低轴低压；保证设备安全稳定运行。

3 接地铜刷振动、打火的原因分析

经过对多个电厂，多次的分析、论证、参考相关资料，发电机转子接地铜刷打火的原因，在于轴瓦密封不好，一直往外甩油，对接触面造成污染，发电机转子接地铜刷与大轴之间的接触电阻较大，电流经过时会产生热量，点燃了大轴表面的油污，造成了打火現象。发电机转子接地铜刷是安放在刷握里，刷握经过手柄固定在轴瓦的凸起上。随着大轴的振动，铜刷容易倾斜，所有的压力将集中在一个点上，发电机转子大轴接地铜刷与大轴接触面上磨出的一道浅浅的凹沟，造成大轴光滑度不够。调整后的铜刷无法适应这条凹沟，就在刷握里窜动；铜刷是靠一个普通的弹簧压紧在大轴上的（无法像恒压弹簧一样保持同样的压力），当发电机转子接地铜刷磨短时，接触压力将变小，无法保证良好的结合面。

例如：电厂一台机组来说，每个月发电机需要更换一次接地铜刷，每次更换两组（4个），每个铜刷300元。每年可以节约1.44万元。 整改成接地铜编织带，造价低，维护方便，而对发电机安全稳定运行、对电网的稳定运行起到可靠的保证，这个价值很难用金钱来衡量的！

4 解决方案

经过以上分析，可以得出结论，造成发电机转子接地铜刷打火、大轴磨损的根本原因在于铜刷压力不稳，铜刷与大轴接触面积小，硬度大。解决此问题可以采用恒压弹簧的刷握或者更换为接地铜编织带，使用恒压弹簧的方案在安装过程中困难较大，使用接地铜编织带只需将加工一个铜编织带的固定支架即可。使用接地铜编织带可增大接触面积，降低接触电阻，而使用恒压弹簧的话，铜刷与大轴接触面积仍为现有的接触面积，对于降低接地电阻帮助不大；故使用接地铜编织带的方案比较方便。

检验效果

经过现场对多家电厂改进观察后，未见打火现象。对发电机大轴轴电压进行测量，交流电压在2.0V至4.1V之间，直流电压在0.1V至0.3V之间。机组启动冲转时未发生轴振过大的现象。

5 结论

经过现场多家、多台次发电机实践检验，本方案是具有可行性，仅供参考。

参考文献

[1]QFSN-660-2型汽轮发电机产品说明书

[2]能源部司局文件电发[1990]14号附件一：发电机反事故技术措施补充规定

[3]DL408-91 电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）

[4]发电机轴电压的产生和处理，刘明慧，衣林，钟后鸿译《IEEE transactions on energy conversion》，Vol3，NO.2，june1988