十二月初的一个上午,某高压试验班组准备做一批10kV电缆终端的耐压试验。控制台推到现场,接线、合闸、缓慢升压。电压刚升到30kV左右,控制台里传出一阵"嗞嗞啦啦"的异响,像有东西在里面打火,紧接着一股淡淡的焦糊味飘出来。电压表指针也开始跟着跳,忽上忽下。操作人员赶紧把调压器回零、拉闸。再试一次,还是同样的问题。班长拍了拍控制台外壳,说这台老伙计扛不住了,该送试验变压器维修了。
异响从调压器出来的,不是变压器本体
先搞清楚声音从哪来。控制台里主要有自耦调压器、接触器、电压表、过流保护继电器等。异响是连续的"嗞嗞"声,频率和调压器电机转动节奏差不多,初步判断在调压器本体上。
如果是试验变压器本体放电,声音应该是"啪啪"的脉冲式,不会跟调压器转动同步。断电、放电、拆盖板。调压器线圈表面一层黑黑的碳粉,靠近电刷架的位置尤其多,碳刷那块能看到小电弧的痕迹。
碳刷磨得只剩薄薄一层,弹簧都快压到底了
把碳刷拆下来一看,大伙心里都有数了。这块碳刷原长20mm左右,现在磨得只剩不到3mm,差不多到了磨损极限。弹簧已经压到最底端,对碳刷的压力不够,碳刷跟线圈表面接触时好时坏,一有间隙就拉弧,"嗞嗞"声和焦糊味就是这么来的。
接触不良还带来另一个问题:输出电压不稳定。电压表指针跟着跳,就是因为碳刷和线圈之间一会儿接触、一会儿断开。这种状态下继续用,轻则测不出准确数据,重则把线圈表面烧坏,维修成本就不是换块碳刷能解决的了。
为什么碳刷磨成这样没人发现?碳刷在调压器内部,平时不拆盖板看不到。这台设备用了快六年,中间没做过内部检查,碳刷属于易损件,本来就要定期更换。
换完碳刷,电压稳稳升到试验值
从备件箱里找了同规格的碳刷换上,尺寸、材质都要跟原配一致。碳刷放进刷握后能上下自由活动但不能左右晃,弹簧压力要适中,既保证接触良好,又不会加速磨损。
装完盖板空载试机。调压器从0升到额定电压再降回0,来回走了三遍。没有异响、没有焦糊味,电压表指针平稳。接好试验变压器正式升压到35kV,保持5分钟一切正常。前后不到一个小时,本来以为要返厂大修的设备,换了个几十块钱的碳刷就搞定了。
接触式调压器的碳刷,真的不能等坏了再换
自耦调压器(接触式调压器)是试验变压器控制台的核心部件,通过碳刷在环形线圈上滑动改变输出电压比。碳刷是纯消耗品,每次调压都在摩擦,用多了自然会磨短。
行业里一般建议碳刷磨损到剩余厚度≤3mm时就更换,不能等磨到金属架再换。磨到那个程度,弹簧已经没有压力了,碳刷和线圈接触不可靠,很容易拉弧烧线圈。线圈表面一旦被电弧烧出坑,调压器基本就废了,换线圈的钱够买几十上百副碳刷。
除了磨损,碳刷还有几个常见问题:材质不对,硬度过高会加速线圈磨损;刷握卡涩,碳刷不能自由上下,压力不够就打火;弹簧弹力下降,用久了疲劳,也要一起换掉。
我接触过的项目里,很多试验变压器维修工单都是小问题拖出来的。碳刷这种易损件,定期检查、及时更换,能省掉不少麻烦。
日常维护几条实打实的建议
第一,建立维护台账,每半年开盖检查一次调压器碳刷厚度,到磨损极限就换。别凭耳朵判断,等听到异响已经晚了。
第二,检查碳刷的同时,清理线圈表面积存的碳粉。碳粉积多了,匝间绝缘容易出问题。
第三,观察线圈表面状态,有局部烧黑的,除了换碳刷还要处理线圈表面。
第四,升压过程中电压表指针明显抖动的,先查碳刷和线圈接触状态。
第五,控制回路的过流保护要定期校验,真出问题能及时跳闸。
⚠️ 安全提示:试验变压器属于高压电气设备,检修前必须断开电源并对调压器及变压器高压端充分放电;非专业人员请勿擅自拆机维修。
