​淺談高壓電機軸電流的產生及預防措施

在（zài）高壓電機停（tíng）機事故中.因軸電流造（zào）成的軸承燒毀占比較大。

由於軸電壓（yā）較低，不（bú）易測岀（chū），故有必要對軸（zhóu）電流和軸（zhóu）電壓采（cǎi）取有效的預防措施。

針對軸（zhóu）電流產生的原因，從（cóng）設計、工藝和電源質量等方麵進行分析，提岀了相應的預防措施。

高壓（yā）電機（jī）普（pǔ）遍應用（yòng）於水泥、化工、鋼鐵和煤炭等行業，高壓電機故障率的高低關乎（hū）整條生產線的運行（háng）安全。

在高壓電機停機事故（gù）中，由於軸電流引起的軸承燒毀占比較大，由此造（zào）成的損失也較大。

由於軸電壓較低且不易測出，故有必要（yào）對軸電流和軸電壓（yā）采（cǎi）取有效的預防措施，以降低電機（jī）的故障率。

1. 軸（zhóu）電流的危害

電機在正常運行時，軸電壓很低，軸承內（nèi）的潤（rùn）滑（huá）油膜起絕緣作用，不會產生軸電流。

當（dāng）軸電壓超過潤滑（huá）油膜的介電（diàn）強度時（shí）就會擊穿潤滑油膜，進而形成軸電流。

軸電流會破壞潤滑油脂的質量，降（jiàng）低油脂的潤滑性能，從而導致軸承溫度升高；

2. 軸電流產生原（yuán）因

軸電流的產生需（xū）要具備兩個必要的條件,一（yī）是轉軸兩（liǎng）端存在（zài）軸電壓；二是軸承絕緣損壞或電壓過高擊穿軸承（chéng）潤滑油（yóu）膜，為（wéi）軸電流提供了（le）必要的通路

2.1 電機設計原因

大中型（xíng）高壓電機的（de）定子鐵心衝片大多選用扇形片，當扇形片（piàn）的數量與電機極對數關係不正確時就極易產生軸電流，如電機（jī）極對數為P，定子（zǐ）鐵心片數（即接縫數量）為n，則分數n/p約分後為（wéi）n'/p',當n'，為（wéi）偶數時，不會（huì）產（chǎn）生軸電（diàn）流；當n'為奇（qí）數時（shí），則會產生（shēng）軸電（diàn）流，其軸電流頻率為加fn'，其（qí）中f為電（diàn）源頻率。

以50 Hz、16極電機為例，如定子衝片數為6, n/p約分後n'為3,則在轉軸上將產生頻率為150 Hz的軸電流，由於電流回（huí）路的阻抗很小，所以產生的軸電流很大，嚴重（chóng）威脅軸承的安全運行。

2.2 製造工藝及運行原（yuán）因

由於電機裝配工藝缺陷，電機（jī）可能存在一定的偏心，導致磁（cí）阻沿鐵心方向分布不均勻，從而形（xíng）成了與轉軸的交鏈（liàn）磁通，使（shǐ）轉軸兩端產生感應電動勢。

此時，如果電機軸承采用的是非絕緣結構，便（biàn）會在軸承端產（chǎn）生軸電流；

如果電（diàn）機設計中已采用絕緣軸承或絕緣軸承套，但由於裝（zhuāng）配過程中操作不當，損壞了（le）軸承結緣結構或軸承套絕緣層，便會形成（chéng）軸電（diàn）流產生所必要的通路，進而形成軸電（diàn）流；

在諸如繞（rào）線轉子高壓（yā）電機這類型式的產品運行過（guò）程中，當（dāng）一相繞組絕緣損傷而發生（shēng）接地故障時也可能會有接（jiē）地電流從軸承流過，從而產生軸電（diàn）流損傷（shāng）軸承的情況；

另外（wài），可（kě）拆（chāi）卸式定子鐵心由於（yú）加工（gōng）工藝問題而導致兩半圓鐵心之間存在間隙時，也（yě）可能導致軸電壓和軸電流的產生（shēng）。

除此之外，還（hái）需要注意電（diàn）機使用現場周圍是否存在較多的高壓設備同時（shí）運行，當電機在強（qiáng）電場作用下運行時,也（yě）可能在（zài）轉軸的兩端感應出（chū）軸電壓和軸電流（liú）。

2.3 電源質量導致軸電流產生

高壓電機采用（yòng）變（biàn）頻電源（yuán）供（gòng）電，三（sān）相電源輸出（chū）電壓矢量不為（wéi）零，產生共模電壓。

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

由於定子繞組和機殼之間存（cún）在很大的耦合電容，在高頻諧波作用下會產生電機繞組對地的泄（xiè）漏電流，電流頻率（lǜ）在100 kHz以上，頻率變化的電流在電機周圍形成變化的磁通（tōng），在磁通的作用下,於電機轉軸處產生軸電壓。

軸電（diàn）壓產生後隻要有（yǒu）回（huí）路便會形成軸電流。

3. 軸電流的預防措施

大中型電機在設計過（guò）程中（zhōng），必須校核鐵心扇形片數量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（chǎn）生。

由於電機製造（zào）安裝及工藝原因而產生軸電流時，一般可采用非軸伸側加裝（zhuāng）絕緣軸承套、絕緣墊板或采用絕緣軸承等措施，有效切斷軸電流（liú）回（huí）路。

對於采用此（cǐ）類方法處理後的電機，在（zài）其運行過程中應加強（qiáng）巡檢，保持絕緣結構清潔和完好，定期測量（liàng）絕緣電（diàn）阻值。

在絕（jué）緣電阻值（zhí）測量時（shí）推薦（jiàn）采用500 V兆歐表，絕緣電阻值應不（bú）低於0.5 MQ為宜，可有效保證其絕緣作用（yòng）；

對於設計時已采用絕（jué）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（yuán）的培訓，保證其安裝的（de）正（zhèng）確性和規範性，安裝（zhuāng）完成後有必要再次測量其絕緣電阻值；

對於繞線轉（zhuǎn）子三相（xiàng）異步電機而言，在每次停機後均需測量轉子繞組（zǔ）的絕緣電（diàn）阻值，預防（fáng）轉子繞組（zǔ）運行中某一相接地而產生軸電流；

對於因靜（jìng）電場而產生的軸電壓而言，可采用在（zài）電（diàn）機軸伸端（duān）安裝接地碳（tàn）刷的方式進行有（yǒu）效預防，但（dàn）需確保碳（tàn）刷與轉軸（zhóu）保持良好（hǎo）接觸，接地碳刷可將電動機（jī）轉子的電流引入大地，保證轉軸為（wéi）零電位，達到預防（fáng）瞬時軸電流的目的。

高壓電機采用（yòng）變頻電源供（gòng）電時，變頻器的高頻諧（xié）波會產生共模電壓和共模電（diàn）流。

此時可考慮在變頻器輸出端增設共模濾波裝置，工程中（zhōng）一般會在電源電纜套（tào）端（duān）加設濾波磁環（huán）,使高頻電流在（zài）磁環中被吸收，以抑製共模電流。