碳刷架是励磁电流通道结构上的重要组成部分，其正、负极碳刷架上各设计安装20个碳刷，采用正、负极对称式设计，碳刷采用导向方孔和弹簧卡固定，同装在各碳刷架的上游侧方向，正、负极碳刷架的轴向距离近。这种设计现状，当下游侧碳刷的弹簧松脱或断裂开后便能直接碰到另一极碳刷架而造成正、负极的直接短路。集电环与固定绝缘强度不够是造成正、负极对地短路和绝缘降低的重要内部原因。集电环与碳刷通过弹簧卡紧密接触，把励磁电流从碳刷上引下经自身流进转子磁极。励磁集电环与固定支架的绝缘采用环氧绝缘套管与单层的环氧绝缘垫片连合安装，绝缘套管直径和绝缘垫片长度偏小。这种设计结构，当碳粉积在集电环与固定支架的绝缘垫的表面上，累积过多时，便容易造成集电环的绝缘降低，甚至对地短路。

　　对靠近负荷中心和处在电网末端的农村小水电站，可考虑设置容量为50％左右的专用调相机组，以便就近向电力用户供应无功，这对节能降损和改善供电质量是极为有利的。对径流式电站，因电站无调节能力，电站要多发有功以减少弃水，可根据电站及电网的实际情况，相应设置一定容量的备用调相机组。为小水电安装带无功补偿控制箱的计量箱。安装此计量箱可保证各小水电站在其上网期间功率因数小于0.85时，正确计量上网的电量，功率因数大于0.85该计量箱中止计量上网电量，即自动中止发电机上网发电，以保证小水电站在上网时必须同时输出一定的无功电能。农村电气化为紧凑，距离较短，渗漏出来的油在转轴离心力的作用下，容易甩到碳刷架和集电环上，转动时和运行产生的碳粉搅合在一起，形成危害更大的碳浆粘在绝缘体上使绝缘电阻大幅度下降，诱发对地短路事故的发生。

　　改善和防范措施根据白石窑水电厂的具体情况，采取如下措施加以改善和防范。对碳刷架、集电环的绝缘结构进行改造为了防止直接短路，采取在上游侧（正极）碳刷架的下游侧安装四块扇形环氧绝缘板进行隔离。绝缘板两端开孔，碳刷架也在碳刷安装对应位置两端开孔，用两套螺栓将绝缘板固定。为了防止正、负极与地通过碳粉短路，采取增大绝缘面积和增加绝缘梯度的方法，在集电环与集电环支架间的绝缘垫更换成由多片不同外径绝缘垫叠装（类似于绝缘子形状结构），加长穿孔绝缘套管，使沉积碳粉不能形成回路。加强巡视和定期维护检查运行人员对集电环、受油器实行定期（2小时一次）和不定期（异常时）的巡视，巡视要仔细全面，发现异常及时采取对策和查明原因，并从中不断积累和总结经验。根据贯流式机组的特性曲线在运行中避开振动区，减少受油器的漏油、弹簧卡的松脱断裂。加强对集电环碳粉的清理和维护检查工作，除实行状态检修外定期对集电环进行定期维护检查，确保设备健康。在集电环底部加装碳粉回收装置，实行对碳粉的科学回收清理。