​淺談高壓電機軸電流的產生及預防措施

在高壓（yā）電機（jī）停機事故中.因軸電流造成（chéng）的（de）軸承（chéng）燒毀占比較大。

由於軸電壓較低，不（bú）易測岀，故有必要（yào）對軸電流和軸電壓（yā）采取有效（xiào）的（de）預防措施。

針對軸電流產生的原因，從設計、工藝和（hé）電（diàn）源質量等方麵進行分析，提岀了相應的預防措施。

高壓電機普遍應用（yòng）於水泥、化工、鋼鐵和煤炭等行業（yè），高（gāo）壓電機故障（zhàng）率的（de）高低關乎整條（tiáo）生產線的運行安全。

在高壓電機停機事故中，由於軸（zhóu）電流引起（qǐ）的軸承（chéng）燒毀（huǐ）占比較大（dà），由此（cǐ）造成的損失也較大。

由於軸電壓較低且不易測出，故有必要對軸（zhóu）電流和軸電壓采取有效的預防措（cuò）施，以降低電機的故障（zhàng）率。

1. 軸電流的危（wēi）害

電機在正常（cháng）運行時，軸電壓很低（dī），軸承內的潤滑油膜起絕緣作用，不會產生軸電流。

當軸電壓超過潤滑油膜的介電強度時就會擊穿潤滑油膜，進（jìn）而形成軸電流。

軸電流會破壞潤滑（huá）油脂的質量，降（jiàng）低油脂的（de）潤滑性能，從（cóng）而（ér）導致軸承溫度升高；

2. 軸（zhóu）電流產生原因

軸電（diàn）流的產生需要具備兩個必要的條件,一是轉軸兩（liǎng）端存在軸電壓；二（èr）是軸承絕緣損（sǔn）壞或電壓過高擊穿軸承潤滑油膜，為軸電流提供了（le）必要的通路

2.1 電機（jī）設計原因

大中型高壓電機（jī）的定子鐵心衝片大多選（xuǎn）用扇形片，當扇形片的數量與電（diàn）機極對（duì）數關係不正確時就極易產生軸電流，如電機極（jí）對數為（wéi）P，定（dìng）子鐵心片數（即接縫數量（liàng））為n，則分數n/p約分後為n'/p',當n'，為偶數時，不會產生軸電流；當（dāng）n'為奇數時，則會產生軸電流（liú），其軸（zhóu）電流（liú）頻率為（wéi）加fn'，其中f為電源頻率。

以50 Hz、16極電機為例，如定子（zǐ）衝（chōng）片（piàn）數為6, n/p約分後n'為3,則（zé）在轉（zhuǎn）軸上將產生頻率為150 Hz的軸電流，由於電流回路的阻抗很小，所（suǒ）以（yǐ）產生（shēng）的軸電流很大，嚴重威脅軸承的安全運行。

2.2 製造工藝及運行原因

由於（yú）電機裝配工藝缺陷，電機可能存在一定的偏心，導致（zhì）磁阻沿（yán）鐵心方向分布不均勻，從（cóng）而形成了與轉軸的交鏈磁通，使轉軸兩（liǎng）端產生感（gǎn）應電（diàn）動勢。

此時，如果電機軸承采用的是（shì）非絕緣結構（gòu），便會在軸承端產生軸電流；

如果（guǒ）電機設計中已采（cǎi）用絕緣軸承或絕緣軸承套，但由於裝配過程中操作不當，損壞了軸承結緣結構（gòu）或軸承套絕緣層，便會形成軸（zhóu）電流產生所必要的通路，進而形成軸電（diàn）流；

在諸如繞線轉子高壓電機（jī）這類型式的產品（pǐn）運行（háng）過程中，當一相繞組絕緣損（sǔn）傷而發生接地故障時也可能會有接地電流（liú）從軸（zhóu）承流過，從而產生軸電流損傷軸（zhóu）承的（de）情況；

另外，可拆卸（xiè）式定子鐵心由於（yú）加工工（gōng）藝問題而導致（zhì）兩（liǎng）半圓鐵心之間存在間隙時，也可能導致軸電壓和軸電流的產（chǎn）生（shēng）。

除此之外，還需要（yào）注意電機使用現（xiàn）場周圍是否存在較多的高壓設備同時運行，當（dāng）電機在強電場作用下（xià）運（yùn）行時,也可能在（zài）轉軸的（de）兩端感應出軸（zhóu）電壓和軸電流。

2.3 電源質量導致軸電流產生（shēng）

高壓電機采（cǎi）用變頻電源供電，三（sān）相電源輸出電壓矢量（liàng）不（bú）為零，產生共模電壓。

電機正常（cháng）運行時，軸承內形成潤滑油膜，在電機兩端形成電容，加（jiā）上電機係統內耦合電容分壓影響，形（xíng）成軸電壓；

由於定子繞組和機殼之（zhī）間存在（zài）很大的耦合電容，在高頻諧波作用下（xià）會產生（shēng）電（diàn）機繞組對地的泄漏電流，電流頻率在100 kHz以上，頻（pín）率變（biàn）化的電流在電（diàn）機周圍形成變化的磁通，在磁通的作用下,於電機轉軸處產生軸（zhóu）電壓。

軸電壓產生後隻要有回路（lù）便會形成軸電（diàn）流。

3. 軸電流的預防措施（shī）

大中（zhōng）型電機在設計（jì）過程中，必須校核鐵心扇形片（piàn）數量（liàng）n與電機極對數p的關係，n/p約分後為n'/p', n'取值不能為奇數，可在設計源頭規避軸電流的產生。

由於電機製造安裝及工藝原因而產生軸電流時，一（yī）般可采用非軸（zhóu）伸側加裝絕緣軸承套、絕緣墊板或采用絕緣軸承等措施，有（yǒu）效切斷軸電流（liú）回路。

對於采用此類方法處理後的（de）電機，在其運行過（guò）程（chéng）中應加強巡檢，保持絕緣（yuán）結構清潔和完好，定期測量絕緣電阻值。

在絕緣電阻值測量時推薦采用500 V兆歐表，絕（jué）緣電阻值應不低於0.5 MQ為宜，可有效保（bǎo）證其絕緣作用；

對於設計時已采用絕緣軸承、絕緣軸承套或絕緣墊板的電機，應加強安裝操作人員的培訓，保證其安裝（zhuāng）的正確性和規範性，安裝完成後有必要（yào）再次測量其絕緣電阻（zǔ）值；

對於繞線轉（zhuǎn）子三相異步電機而言，在每次停機（jī）後均需測量轉子繞組的（de）絕緣電阻值，預防轉子繞組運行中某一相接地而產生軸電流（liú）；

對於因靜電場而產生的軸（zhóu）電壓而言，可采用在電（diàn）機軸伸端（duān）安裝接地碳刷的方式進行有效預防，但需確保碳刷（shuā）與轉軸保持良（liáng）好接觸，接地碳（tàn）刷可將電（diàn）動機轉子的電流引入大地，保證轉軸為（wéi）零電位，達到預防瞬時軸電流的目的。

高壓電機采用變（biàn）頻（pín）電（diàn）源供電時，變頻器的高頻諧波會產生共模電壓和共模電流。

此時可考慮在（zài）變頻器輸出端（duān）增設共模濾波裝置，工程中一般會在電源電纜套端加設濾波磁環,使（shǐ）高頻電流在磁環中被吸收，以抑製（zhì）共模電流。