一种有刷励磁发电机集电环防锈装置的制作方法

1.本实用新型属于发电设备技术领域，具体涉及一种有刷励磁发电机集电环防锈装置。


背景技术：

[0002]“华龙一号”全球首堆核电发电机为隐极式、四极、三相同步发电机，采用机端静态可控硅励磁方式，即有刷励磁方式，转子励磁电流经碳刷引入转子后，通过集电环、导电螺钉、导电杆、转子引线传导给转子线圈。发电机集电环用耐磨合金钢锻件制成，与转轴采用热套装配，在集电环与转轴之间设有绝缘套筒。碳刷采用天然石墨材料烧结制成，具有良好的导电性、较低的磨擦系数和一定的自润滑性能。
[0003]
发电机运行时，碳刷经卷绕弹簧压紧与集电环直接接触，高速摩擦和转动产生的高温能使集电环周围相对干燥，不会因环境因素而导致发电机出现锈蚀问题。在发电机停运或者处于安装期间时，碳刷与集电环直接接触，当空气湿度大于钢铁的临界湿度时，空气中的水分和氧气会与集电环中的钢铁发生电化学腐蚀，碳刷被集电环打磨下的碳粉会加快电化学腐蚀的速度。核电厂一般建设在沿海区域，空气中盐分含量较高，由于氯离子半径小，容易透过发电机集电环表面的氧化膜，加速了集电环的电化学腐蚀。电化学腐蚀的主要产物为铁锈，其成分为氧化铁(fe2o3)，铁锈疏松多孔，不仅不能防止集电环与空气、水接触，还会把空气和水分保留在集电环的表面，进一步加剧集电环的锈蚀。
[0004]
集电环铁锈将增大接触电阻，影响碳刷通流，增加电损耗和摩擦损耗，引起温度过高。长期运行会产生电弧灼伤，使得集电环表面产生麻点和凹槽，致使碳刷与集电环接触面变小，接触电阻变大，温度升高，碳刷打火，严重时可能导致碳刷室起火，致使核电机组停机停堆，影响核安全。
[0005]
在“华龙一号”发电机的安装过程中，由于一次厂房漏雨，导致集电环和碳刷被雨水淋湿，检查发现除了淋雨导致的浮锈，集电环上还有不同程度的锈蚀痕迹，经分析为安装过程中对集电环防锈处理不当导致。综上所述，目前没有一种较好的装置或方法对发电机集电环安装期间和停运等非运行期间进行防锈，以减少集电环锈蚀带来的一系列问题。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于提供一种有刷励磁发电机集电环防锈装置，通过该装置消除发电机安装期间和停运检修等非运行期间的集电环锈蚀问题，可以有效避免因集电环锈蚀而导致发电机组停机停堆事件的发生，提高机组运行的稳定性。
[0007]
为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：
[0008]
一种有刷励磁发电机集电环防锈装置，分为前后两个箱体，两个箱体互为镜像，每个箱体都采用左右分体结构；每个箱体包括地脚支撑、固定装置、密封胶条、温湿度传感器、空气干燥器、外罩壳支撑架、透明塑料板、握把；地脚支撑与外罩壳支撑架连接，握把焊接于外罩壳支撑架上，固定装置将外罩壳支撑架组合固定，透明塑料板固定在外罩壳支撑架上；
密封胶条胶粘在外罩壳支撑架上，温湿度传感器和空气干燥器安装在外罩壳支撑架上。
[0009]
该防锈装置安装于刷架底架上，前后两个箱体分别对应发电机集电环的正极和负极。
[0010]
所述的地脚支撑通过螺栓与外罩壳支撑架连接。
[0011]
所述的外罩壳支撑架采用铝合金的材质。
[0012]
所述的固定装置采用锁扣结构。
[0013]
所述的透明塑料板通过铆钉固定在外罩壳支撑架上。
[0014]
外罩壳支撑架背面的拱形结构嵌入于发电机的刷架和冷却器中的间隙。
[0015]
所述的密封胶条结构尺寸和高度与发电机转子靠近集电环处的转轴相当。
[0016]
本实用新型所取得的有益效果为：
[0017]
本装置零件少、结构简单，安装方便，并且容易维修，安全可靠，避免集电环发生锈蚀问题。
附图说明
[0018]
图1为有刷励磁发电机集电环防锈装置总装图；
[0019]
图2为有刷励磁发电机集电环防锈装置局部图；
[0020]
图中：1、地脚支撑；2、固定装置；3、密封胶条；4、温湿度传感器；5、空气干燥器；6、外罩壳支撑架；7、透明塑料板；8、握把。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0022]
如图1、图2所示，本实用新型所述有刷励磁发电机集电环防锈装置安装于刷架底架上，分为前后两个箱体，分别对应发电机集电环的正极和负极，两个箱体互为镜像，每个箱体都采用左右分体结构，方便从集电环的两侧进行安装和拆卸，节省了安装的工作量。
[0023]
每个箱体包括地脚支撑1、固定装置2、密封胶条3、温湿度传感器4、空气干燥器5、外罩壳支撑架6、透明塑料板7、握把8；地脚支撑1通过螺栓与外罩壳支撑架6连接，用于对本装置的高度进行调整，旋转其螺栓结构可以调节水平度，保证装置安装的平稳。外罩壳支撑架6为本装置的骨架，其采用铝合金的材质，重量较轻且不易生锈，便于安装和维护。握把8焊接于外罩壳支撑架6上，用于安装和拆卸时搬运装置。固定装置2采用锁扣结构，无需使用螺栓和螺母就可以将分体的外罩壳支撑架6组合固定，减少异物的风险，同时也便于在检修过程中将其打开。透明塑料板7通过铆钉固定在外罩壳支撑架6上，一来用于阻挡水汽，二来透明的材质便于观察集电环情况；本装置需与有刷励磁发电机配合，安装时外罩壳支撑架6背面的拱形结构嵌入于发电机的刷架和冷却器中的间隙，密封胶条3胶粘在外罩壳支撑架6上，其结构尺寸和高度与发电机转子靠近集电环处的转轴相当，利用密封胶条3用于将装置和发电机转子部位接触，实现密封功能，组装完成后，发电机的两个集电环分别处在箱体中处于相对密封的环境，避免直接暴露在空气中。温湿度传感器4、空气干燥器5安装在外罩壳支撑架6上。利用温湿度传感器4对集电环所处的环境温湿度进行采集，与设定值进行对比，若温湿度高于设定值，则控制开启空气干燥器5对装置空间内的空气进行干燥。
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装置控制逻辑：
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钢铁的临界相对湿度约为70％，但当空气中有污染或金属表面不洁时，此数值降低，即在较低的相对湿度下，金属就会很快腐蚀。当相对湿度低于临界湿度时，或低于65％时，无论是什么温度，金属几乎不腐蚀。
[0026]
装置通过温湿度传感器4，采集集电环周围的温湿度信号，经过数/模转换，将采集的温湿度信号与设定值比较，通过控制器来控制空气干燥器5的运行和停止。
[0027]
一种有刷励磁发电机集电环防锈装置，该装置包括了外罩壳，温湿度传感器，空气干燥加热器组成，主要原理是控制集电环周围空气中的水分。本装置原理是通过将发电机集电环置于一个相对干燥的环境中，控制集电环周围的温湿度，来防止其在安装阶段或停运检修等非运行期间发生锈蚀，从而减少因生锈问题而带来的经济损失。
[0028]
根据钢铁生锈的过程分析，钢铁生锈的反应主要需要氧气和水的参与，本装置通过温湿度传感器采集集电环附近的温湿度信息，由控制器进行模/数转换，对温湿度信号进行处理，当环境湿度大于设定值时，控制器启动空气干燥器，对集电环附近区域进行加热干燥，减少空气中水分的含量。
[0029]
本装置利用外罩壳将发电机的集电环和碳刷架一同罩住，使集电环处于一个相对封闭的环境中，减少集电环受到空气中水分的入侵。