​淺談高壓電機軸電流（liú）的產生及預防措施

在高壓電機停機事故中.因軸電流造（zào）成的軸承燒毀占（zhàn）比較大。

由於軸電壓較低，不易測岀，故（gù）有必要對軸電流和軸電壓采取有（yǒu）效的預防措施。

針對軸電流產生的原因，從設計、工藝和電源質量等方麵進行分析，提岀了（le）相應的預防措（cuò）施。

高壓電機普遍應用（yòng）於水泥、化（huà）工、鋼鐵和煤炭等行業（yè），高壓電機故障率的高低關乎整條生產線的運行安全。

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

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

1. 軸電流的危害

電機在正常運行時，軸電壓很低，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（de）介（jiè）電強度時就會（huì）擊穿潤滑油膜，進而形成軸電流。

軸（zhóu）電流會破壞潤滑油脂的質量，降低油脂的潤滑性能（néng），從而導致軸承溫（wēn）度升高；

2. 軸（zhóu）電流產生原因（yīn）

軸電流的產生需（xū）要具備兩個必要（yào）的（de）條件,一是轉軸兩端（duān）存在軸電壓；二是軸承絕緣損壞或電壓過高擊（jī）穿軸承（chéng）潤滑油膜，為軸電流提供了必要的通路

2.1 電機設計原因

大中型高壓電機的定子鐵心衝片大多選用扇形片，當（dāng）扇形片的數量與電機極對數關係不正（zhèng）確時就極易產（chǎn）生軸電流，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（wéi）n'/p',當n'，為偶數時，不會產生軸（zhóu）電流；當n'為奇數時，則會產生軸電流（liú），其軸電流頻率為加fn'，其中f為電源頻率（lǜ）。

以50 Hz、16極（jí）電機為（wéi）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，由於電流回路的阻抗很小，所以產生的（de）軸電流（liú）很大，嚴重（chóng）威脅軸承的安全運行。

2.2 製造工藝及運行原因（yīn）

由於（yú）電（diàn）機裝配工藝缺陷，電機（jī）可能存在一定的（de）偏心，導致磁阻沿鐵心方向分布不均勻，從而形成了與轉軸的交鏈磁通，使（shǐ）轉軸兩端產生感（gǎn）應電（diàn）動勢。

此時，如果電機軸承采（cǎi）用的是非絕緣（yuán）結構，便會在軸承（chéng）端產生軸電（diàn）流；

如果電機設計中已采用絕緣軸承或絕緣（yuán）軸承套，但由於裝配過程中操作不當，損壞了軸承結緣結構或軸承套絕緣層，便會形成軸電流（liú）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這類型式的產品運行過程中，當一相繞（rào）組絕緣損傷而發生（shēng）接地故（gù）障時也可能會有接地電流從軸承流過，從而產生軸電流損傷軸（zhóu）承的（de）情（qíng）況（kuàng）；

另外，可拆卸式（shì）定子鐵（tiě）心由於（yú）加（jiā）工工（gōng）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（zhóu）電流的（de）產生（shēng）。

除此之外，還（hái）需要注意電機使用現場周圍是否存在較多的（de）高壓設備（bèi）同時運行，當電機在強電場作用下運行（háng）時,也可能在轉軸的兩端感應出軸（zhóu）電壓和（hé）軸電流。

2.3 電源質量導致軸（zhóu）電流產生

高壓電機采用變頻電源供電，三相電源輸出電壓矢量不為零，產生共模電壓。

電機正常運行（háng）時，軸承內形成潤滑油膜，在電機兩端形（xíng）成電（diàn）容，加上電機係統內耦（ǒu）合電容分壓影響，形成軸電壓；

由於定子繞組和（hé）機（jī）殼之間（jiān）存（cún）在很大的耦合電容，在高（gāo）頻諧波作用下會產生電機繞（rào）組對地的泄漏電（diàn）流，電（diàn）流頻率在100 kHz以上，頻（pín）率（lǜ）變化的電流在電機周圍形成變化的磁通，在磁通的作用下,於（yú）電機轉軸處產生軸電壓。

軸電壓產生後隻要有回路便會形成軸電流（liú）。

3. 軸電（diàn）流的預防措施

大中型電機在設計（jì）過程中，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（guī）避軸（zhóu）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，一般可采用非軸伸側加裝絕緣軸承套、絕緣墊板或采用絕緣軸承等措（cuò）施，有效切斷軸電流回路（lù）。

對於采用（yòng）此（cǐ）類（lèi）方法處理後的電機，在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）絕緣電阻值。

在絕緣電阻值測（cè）量時推薦采（cǎi）用500 V兆歐表，絕緣電阻值應不低（dī）於0.5 MQ為宜，可有效保證其絕緣作用；

對於設計時已（yǐ）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（yǒu）必要再次測量其絕（jué）緣電阻值；

對於繞線轉子三相（xiàng）異步電（diàn）機而言（yán），在每次（cì）停機後均需測（cè）量（liàng）轉子繞組的絕緣電阻值，預防轉子繞組運行中某一相接地而產生軸（zhóu）電流；

對於因（yīn）靜（jìng）電場而產生的軸電壓而言，可采用在（zài）電機軸伸端安裝接（jiē）地碳刷的（de）方（fāng）式進行有效預防，但需確保（bǎo）碳刷與（yǔ）轉軸保持良好接觸，接地碳刷可將電動機轉子的電流引入大地，保證轉軸為（wéi）零電（diàn）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電時，變頻器（qì）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（shū）出端增設共（gòng）模（mó）濾波裝置，工程中（zhōng）一般會在（zài）電源電纜套端加設濾（lǜ）波磁環,使高（gāo）頻電流在磁環中被（bèi）吸收，以抑製共模電流。