​淺談高壓電機軸電流的產生及預防措施

在高（gāo）壓電機（jī）停機（jī）事故中.因軸電流（liú）造成的軸承燒毀占比較大。

由於軸電（diàn）壓較低，不易（yì）測岀，故有必要對（duì）軸電流和（hé）軸電壓采取有效的預防措（cuò）施。

針對軸電（diàn）流（liú）產生的原因，從設計、工藝和（hé）電源質（zhì）量等方麵進（jìn）行（háng）分析，提岀了相應的預（yù）防措施。

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

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

由於軸電壓較低且不易測出，故有必（bì）要對軸電流和軸電壓采取有效（xiào）的預防措（cuò）施，以降低電機的（de）故（gù）障率。

1. 軸電流的危害（hài）

電機在正（zhèng）常運行時，軸電壓很低，軸承內的潤（rùn）滑油膜起絕緣作用，不會產生軸電（diàn）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，進而形成軸電流。

軸電流會破（pò）壞潤滑油脂（zhī）的質量，降低油脂的（de）潤滑（huá）性能，從而導致軸承溫度升（shēng）高；

2. 軸電流產生原因

軸電流的產生需要（yào）具備（bèi）兩個必要的條（tiáo）件,一是轉軸兩端（duān）存在軸電壓；二是軸承絕緣損壞或電（diàn）壓過高擊穿軸承潤滑油（yóu）膜，為軸電流（liú）提供了必要的通路

2.1 電機設計原因（yīn）

大中型高壓電（diàn）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確時就極易產生軸電流，如電機極對數為P，定子鐵心片（piàn）數（即接縫數量）為n，則（zé）分數（shù）n/p約分（fèn）後為n'/p',當n'，為偶數時，不會產生（shēng）軸電（diàn）流（liú）；當n'為奇數時，則會產生軸電（diàn）流，其（qí）軸電流頻率（lǜ）為加fn'，其中f為電源頻率。

以（yǐ）50 Hz、16極電機為例，如定子衝片數（shù）為（wéi）6, n/p約分後n'為（wéi）3,則在轉軸上將產生頻率為150 Hz的軸電流，由（yóu）於電流回路的阻抗很小，所以產生的軸電流很大，嚴重威（wēi）脅軸（zhóu）承（chéng）的安全運行。

2.2 製造工（gōng）藝及運行原因

由於電機裝配工藝缺陷，電機可能（néng）存在一定的偏心，導致磁阻沿（yán）鐵心（xīn）方向分布不均勻，從而形成了與轉軸的交鏈磁通，使轉（zhuǎn）軸兩端（duān）產生感應電動勢。

此時，如果電機軸承采（cǎi）用的是非絕（jué）緣（yuán）結構，便會在軸承端產生軸電流；

如果電機設計中已采用絕緣軸承或絕緣（yuán）軸（zhóu）承套，但由於裝配過（guò）程中操作（zuò）不當，損壞（huài）了軸承結緣結構或軸承套（tào）絕緣層，便會形成（chéng）軸電流產生所必要的通路，進而形成軸電流（liú）；

在諸如繞線轉子高（gāo）壓電機這類型式（shì）的產品運行過程中，當一相繞（rào）組絕緣（yuán）損傷而發生接地故障時也（yě）可能會有接地電流從軸承流過，從（cóng）而產生軸電流損傷軸承的情況；

另外，可拆（chāi）卸式定子（zǐ）鐵心由於加工工藝問題而（ér）導致（zhì）兩半圓鐵心之間存在間隙時，也可能導致軸（zhóu）電壓和軸電（diàn）流的產生。

除此之外，還需要注（zhù）意電（diàn）機使用現場周圍是否存在較多的高壓設備同時運行，當電機在強電場作用下運行時,也可能在轉（zhuǎn）軸的兩端感應出軸電壓和軸電（diàn）流。

2.3 電源質量導致軸電（diàn）流（liú）產生

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

電機正常運行時，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電容分壓影響，形成（chéng）軸電（diàn）壓；

由（yóu）於定子繞組和機殼之（zhī）間存在很大的耦合（hé）電容，在高頻諧波作用下會產生電機繞組對地的泄漏電流，電流頻率在100 kHz以（yǐ）上（shàng），頻率變化的電流在電機周圍形成變化的磁通，在磁通的作用下,於電（diàn）機轉（zhuǎn）軸處產生軸電壓。

軸電壓產生後隻要（yào）有回路便會形成軸電流。

3. 軸電流的預防措施

大中型電機在（zài）設計過程中，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（zhí）不能為（wéi）奇數，可在（zài）設計源頭規避軸電流的產生（shēng）。

由於電機製造安裝及工藝原因而產（chǎn）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（chéng）等措施（shī），有效（xiào）切斷軸電流回路。

對於采用此類方法（fǎ）處理後（hòu）的電機，在其運行過（guò）程中應加（jiā）強巡（xún）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（zǔ）值測量時推薦采用500 V兆歐（ōu）表，絕緣電阻值應不低於0.5 MQ為宜，可有效保證其絕緣作用；

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（ān）裝操作人員的（de）培訓，保證其安裝的正確性和規範性，安裝完成後（hòu）有必要再次測量其絕緣電阻值；

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

對於因靜電場而（ér）產生的軸電壓而言，可采用在電機軸伸端安裝接地碳刷的方式進行有效預防，但需確保碳刷與（yǔ）轉軸（zhóu）保持良好接觸，接（jiē）地碳刷可將電動機轉子的電流引入大（dà）地，保證轉軸為零電位，達到預防瞬時軸電流的目的。

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

此時可考慮在變頻（pín）器輸出端增設共模濾波裝置（zhì），工程中一般會在電源電纜套端（duān）加設濾波磁環,使高頻電流（liú）在磁環中被吸收，以抑製共模電（diàn）流。