1.电刷和集电环之间的氧化膜

水轮发电机组运行时，在电刷和集电环磨擦表面之间需要建立一层氧化膜，该层氧化膜是保证电刷抗磨损、稳定运行的非常重要的因素，此氧化膜建立的不好或根本无法建立，电刷必然会磨损严重。影响在电刷和集电环之间的表面建立氧化膜的因素主要有：电刷与集电环之间的运行温度、运行环境的空气湿度和集电环表面的粗糙度 。

（1）电刷与集电环之间的运行温度

电刷和集电环之间的最佳运行温度在60-90℃。在这个温度范围内运行，最易于电刷与集电环之间氧化膜的建立。为保证此运行温度，需要合理的选择电刷的外形尺寸和数量。保证电刷的运行电流密度接近额定电密且在其范围内，在考虑电流产生热量的同时，需要考虑电刷与集电环摩擦产生的热量，保证电刷和集电环之间的运行温度在最佳运行温度范围内。电刷的运行电密过低，电刷负载过轻时，不易建立氧化膜，可能会擦伤电刷表面；电刷的运行电密过高，电刷过载时，电刷的表面将产生过烧斑点，破坏电刷接触面。

（2）电刷的运行环境要求

电刷的最佳运行环境是空气的含水量在8-15g/m³，空气中的含水量或大或小，均会造成电刷磨损严重。当空气的含水量在25g/m³以上，电刷的磨损量加快；当空气的含水量在3g/m³以下时，运行环境非常干燥，电刷的摩擦面就会破坏，加快电刷的磨损；一些化学物质和清洁剂也会对集电环和电刷造成影响，加速电刷的磨损。

（3）集电环表面的粗糙度

集电环表面的粗糙度在Ra0.8-1.6,建议采用Ra1.6。集电环的表面粗糙度达不到要求，集电环表面过于粗糙，将破坏电刷表面，难以形成氧化膜；集电环的表面粗糙度过高，集电环表面太过光滑，可能对电刷造成粘带，破坏电刷表面，也不利于在电刷和集电环之间的表面建立氧化膜。只有当集电环表面的粗糙度在要求范围内时，电刷的碳粉颗粒进入集电环表面的凹陷部分，起到一种润滑剂的作用，才易于氧化膜的建立，降低电刷磨损。

2.恒压弹簧压力

在机组运行过程中，刷握上的恒压弹簧必须保证压力恒定，才能保证电刷与集电环表面良好接触。如弹簧的压力值满足不了电刷与集电环接触表面压力的要求，或大或小都会加快电刷磨损。弹簧压力过低，电刷表面与集电环表面接触不良，将出现打火现象，破坏电刷表面；弹簧压力过高，电刷单位压力过大，超出了电刷自身能够承受的压力值，将加快电刷磨损 。

3.集电环外圆线速度

集电环外圆线速度也直接影响电刷的磨损情况，不同型号、不同材质的电刷有其适应的线速度要求，如选用电刷无法满足要求，将大大加快碳刷的磨损。当集电环外圆线速度大于60s/m 时，在电刷与集电环之间可能出现气垫效应，造成电刷与集电环之间不能良好接触。为防止气垫效应的产生，在集电环表面开沟螺旋沟槽，沟槽宽3mm，螺距10mm。