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碳刷自身電阻發(fā)熱

　　Q2=I2R（I-流過碳刷的電流，R-碳刷電阻和接觸電阻總和）。不考慮接觸電阻情況下，在現(xiàn)場對NCC634碳刷電阻值進行測量，單根碳刷阻值在0.2歐姆附近，在發(fā)電機額定無功出力且64只碳刷均流情況下，I=4366/64=68.2A，則估算的電氣損耗為：W2=I2R=68.222?0.2=930.2W，考慮接觸電阻的影響，發(fā)熱量將成基數(shù)倍增長。

　　3.3磨擦發(fā)熱

　　Q3=F?V（F-碳刷壓緊力，V-碳刷與滑環(huán)的相對運動速度）。正常情況下，勵磁系統(tǒng)采用恒壓刷握，壓緊力相對固定，此部分熱量變化較小，但在熱量統(tǒng)計時也應考慮此部分發(fā)熱對碳刷超溫的影響。

　　碳刷總體發(fā)熱量為：Q=Q1 Q2 Q3，發(fā)電機正常運行時碳刷將產(chǎn)生比較可觀的發(fā)熱量，異常情況下發(fā)熱量將持續(xù)增加，熱量的持續(xù)累積將使碳刷和集電環(huán)溫度超過100℃，甚至到達150℃以上，超過或接近滑環(huán)及碳刷溫度限值（120℃），此種狀態(tài)下滑環(huán)絕緣套筒將會老化加劇，壽命縮短，嚴重時絕緣受損，發(fā)生發(fā)電機滑環(huán)燒毀或轉子接地等事故。

　　4發(fā)電機碳刷超溫因素的分析

　　基于上述超溫機理可以看出，對于碳刷發(fā)熱問題，影響的因素包括碳刷電流的變化、碳刷電阻、接觸電阻值的增大以及碳刷壓緊力等方面。目前，根據(jù)現(xiàn)場情況，總結歸納出超溫的因素主要包括以下幾方面：

　　4.1運行過程中電阻值增大

　　鑒于現(xiàn)場環(huán)境以及使用時間等因素影響，隨著碳刷和刷辮間的接觸電阻增大，碳刷的電阻值逐漸增大，碳刷自身電阻發(fā)熱將增大；另外滑環(huán)氧化膜過厚，使得碳刷與滑環(huán)之間的接觸電阻大大增加，使得碳刷自身發(fā)熱量將遞增，為了維持機組無功的正常輸出，電流將分流到其他阻值小的回路上，造成其他碳刷的發(fā)熱量上升。

　　4.2電流平衡被打破

　　正常運行時，碳刷在恒壓彈簧的壓緊力作用下，刷握與滑環(huán)接觸面的接觸緊力較大，接觸壓降較小，碳刷本體的溫度相對較低，碳刷間電流維持平衡狀態(tài)。異常情況下，因為氧化膜被破壞、碳刷磨損變短或彈簧壓緊力變小等原因，可能導致碳刷間弱平衡破壞，碳刷間電流二次再分配，個別碳刷電流迅速增大，造成溫度急劇上升，刷體膨脹卡死后，電流將轉移到其他碳刷，惡性循環(huán)發(fā)展，甚至出現(xiàn)滑環(huán)環(huán)火惡性事件。電流平衡被打破的因素主要有以下幾點：

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