​淺談高壓電機軸電流的產生及（jí）預防措施

在高壓電機停機事故中.因軸電流造（zào）成的軸承燒毀占比較大。

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

針（zhēn）對軸電（diàn）流產生的（de）原因，從設計、工藝和電源質量（liàng）等方麵（miàn）進行分析，提岀了相應的預（yù）防措施。

高壓電機普（pǔ）遍應用於水泥、化工、鋼鐵和煤炭等行業，高壓（yā）電機故障率的高低關乎整條生產線的運（yùn）行安全。

在高壓電（diàn）機（jī）停機事故中，由於軸（zhóu）電流引起的軸承燒毀占比較大，由此造成的損失也較（jiào）大。

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

1. 軸電流的危害

電機在（zài）正常運行時（shí），軸電壓很低，軸（zhóu）承內的潤滑油（yóu）膜起絕緣作用，不會產（chǎn）生軸電流。

當軸電壓超過潤滑油膜的介（jiè）電強度時就會擊穿潤滑油（yóu）膜，進而形成軸電流。

軸電流會破壞潤滑油脂的質量，降低（dī）油脂的潤滑（huá）性能，從而導致軸（zhóu）承溫度升高；

2. 軸（zhóu）電（diàn）流產生原因

軸電流的產生需要具（jù）備兩個必要的條件（jiàn）,一是轉軸兩端存在軸電壓；二是（shì）軸承絕（jué）緣損壞或電壓過高擊穿軸承（chéng）潤滑油膜，為軸電流提供了必要的通路

2.1 電機設（shè）計原因

大中型高壓（yā）電機的定子鐵心衝片大多選用扇形（xíng）片，當扇形片的數量（liàng）與電機極（jí）對數關係不正確時（shí）就極（jí）易產生軸電流（liú），如電機極對數為P，定子鐵心片數（即接縫數量）為n，則分（fèn）數n/p約分後為n'/p',當n'，為偶數時，不會產生軸電流；當n'為奇數時，則會（huì）產生軸電流，其軸電流頻率為加fn'，其中f為電源頻率。

以50 Hz、16極電機（jī）為例，如定子衝片數為6, n/p約分（fèn）後n'為3,則在轉軸上將產生頻率為150 Hz的軸（zhóu）電流，由（yóu）於電流（liú）回路的阻抗很小，所以產生的軸電流很大，嚴重威（wēi）脅軸承的（de）安全運行。

2.2 製造工（gōng）藝及運行原因

由於電機裝配工（gōng）藝缺（quē）陷，電機可能存在一定的偏心，導致（zhì）磁阻沿鐵心方向分布不均勻，從而（ér）形成了與轉軸的交鏈磁通，使轉軸兩（liǎng）端產生感應電（diàn）動勢。

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

如果電機設（shè）計中已采用絕緣軸（zhóu）承或（huò）絕緣軸承套，但由於裝配過程中操（cāo）作不當，損壞了軸承（chéng）結緣（yuán）結構（gòu）或軸承套絕（jué）緣層，便會形成軸電流產生所必要（yào）的（de）通路，進而形成軸電流；

在諸如繞線轉子高壓電機這類（lèi）型式的產品運行（háng）過（guò）程中，當一相繞組絕緣損傷而發生接地故障時也可能會有接地電（diàn）流從軸承流過，從而產生軸電流損傷軸承的情況（kuàng）；

另（lìng）外，可拆卸式定子鐵心由於加（jiā）工工藝問（wèn）題而導致兩半圓鐵心之間存在間隙（xì）時，也（yě）可能導致軸電壓和軸電（diàn）流的（de）產生。

除此（cǐ）之外，還需要注意電機使用現場周圍是（shì）否存在較多的高壓設備同時運行（háng），當電機在強電場作用下運行時,也可能在轉（zhuǎn）軸（zhóu）的兩端感應出軸電壓和（hé）軸電流。

2.3 電源質量導致軸電流（liú）產生

高壓電機采用變頻電源供電，三相（xiàng）電源輸出電壓矢量（liàng）不為零，產生共模電壓。

電機正常運行時，軸承（chéng）內形成潤滑油膜，在電機兩端形成電容，加（jiā）上電機係（xì）統內耦合（hé）電容分壓影響，形成軸電壓；

由於定子（zǐ）繞組（zǔ）和機殼之（zhī）間存在很大的耦合電容，在高頻諧波作用下會產生電機繞組對地的泄漏（lòu）電流，電流頻率在100 kHz以上，頻率變化的電流在電（diàn）機周圍形（xíng）成變化的磁通（tōng），在磁通的作用下（xià）,於電機轉軸處產生軸電壓。

軸電壓（yā）產生後隻要有回路便會形成軸電流。

3. 軸電流（liú）的預防措施

大中型電機在設計過程中，必須校核鐵心（xīn）扇形片數量n與（yǔ）電機（jī）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（yuán）頭規避軸（zhóu）電流（liú）的產生。

由於電機（jī）製造安裝及工藝原因而產生軸電流時，一般可采用非軸伸（shēn）側加裝絕緣軸承套、絕緣（yuán）墊板或采用絕緣（yuán）軸承等措施（shī），有效切斷軸（zhóu）電流回路。

對於采用此類方法處理後的電機，在其運行過程中應加強巡檢，保持絕緣結構清潔和完（wán）好，定期測量絕緣電阻值。

在絕緣電阻值測量時推薦采用（yòng）500 V兆歐表，絕緣電阻值應不低（dī）於（yú）0.5 MQ為（wéi）宜，可有效保證其絕緣作用；

對於設計時已采（cǎi）用絕緣軸承、絕緣軸（zhóu）承套或絕緣墊板（bǎn）的電機，應加強安裝操作（zuò）人員的培（péi）訓，保證其安裝的正確性和規（guī）範性，安裝（zhuāng）完成後有必要再次測量其絕（jué）緣電阻值；

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

對於因靜電場而產生的軸電壓而言，可采用在電機軸伸端（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（zhóu）保持良好接觸，接地（dì）碳刷可將（jiāng）電動機（jī）轉子的電流引入大地，保證（zhèng）轉軸（zhóu）為零電位，達到預防（fáng）瞬時軸電流的目的。

高壓電機采用變頻電源供（gòng）電時（shí），變頻器的高頻諧波會產生共模電壓和共模電流。

此時可（kě）考慮在（zài）變頻器輸出端增設共模濾波裝置，工程中一般會在電源電纜套端加設濾波磁環（huán）,使高頻電流在磁環（huán）中被吸收，以抑製（zhì）共（gòng）模（mó）電流。