​淺談高（gāo）壓電機軸電流的產生及預防措施

在高壓電機停機事故中.因（yīn）軸（zhóu）電流造成的軸承燒毀占比較大。

由（yóu）於軸電壓較低，不易測岀，故有必要對軸電流和（hé）軸電壓采取有效的預防措（cuò）施。

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

高壓電機普遍應用於水泥（ní）、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（chǎn）線的運（yùn）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比較大，由此造成的損失（shī）也較大（dà）。

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

1. 軸電流的危害

電機在正常運行時，軸電壓很低，軸承（chéng）內的潤滑油膜起絕緣作（zuò）用，不會產生軸電流。

當軸電壓（yā）超過潤滑油（yóu）膜的（de）介電（diàn）強（qiáng）度時就會擊穿潤滑油膜，進而形（xíng）成軸電流（liú）。

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

2. 軸電流產生原因

軸電流的產生需（xū）要具備兩個必要的（de）條件,一是轉軸兩端存（cún）在軸電壓；二是軸承絕緣損壞或電壓過高擊穿軸承潤滑油膜，為軸電流提供了必要的通（tōng）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（duō）選用扇形片，當扇形片（piàn）的（de）數（shù）量與電（diàn）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，定子鐵心片數（即接縫（féng）數量）為n，則分數n/p約分後為n'/p',當n'，為（wéi）偶數時，不會產生軸電流；當n'為奇數時，則會產生軸電流，其軸電流頻率為加fn'，其中f為電源（yuán）頻率。

以（yǐ）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，由於電流回路（lù）的阻抗很小，所以產生的軸電流很（hěn）大，嚴重威脅軸（zhóu）承（chéng）的安（ān）全運行。

2.2 製造工藝及運行原因

由於電（diàn）機裝配工藝（yì）缺陷，電機可能存在（zài）一定（dìng）的偏心，導致（zhì）磁阻沿鐵心方向分布不（bú）均勻，從而（ér）形成了與轉軸的（de）交鏈磁通，使轉軸兩端產（chǎn）生感應電動勢。

此時，如果電機軸承采用的是（shì）非絕緣結構，便會在軸承端產生軸電流；

如果電機（jī）設（shè）計中已（yǐ）采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（zhóu）承結緣結（jié）構（gòu）或軸承套絕緣層，便會形成（chéng）軸電流產生所必要的通路（lù），進而形成軸電流；

在諸如繞線轉子高壓電機這類型式的產品運行過程（chéng）中，當一（yī）相繞（rào）組絕緣損傷而發生接地故障時也可能會（huì）有接地電流從軸承流過，從而產生軸電流損傷軸承的情況；

另外，可拆卸式定子鐵心由於加工工藝問題而導致兩半圓鐵心之間存在間隙時，也可能導致軸電壓（yā）和（hé）軸電（diàn）流的產生。

除此之外，還需要注意電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,也可能在轉軸的兩端感應出軸電壓和軸電流。

2.3 電源質量導致軸（zhóu）電流產生

高壓電機采用變頻電（diàn）源供電，三相電源輸（shū）出電壓（yā）矢量不為零，產生共模電壓（yā）。

電機正常運行時，軸（zhóu）承內形成潤滑油膜，在電機（jī）兩（liǎng）端形成電容，加上電（diàn）機係統內耦合電容分壓影響，形（xíng）成軸電（diàn）壓；

由於定（dìng）子繞組和（hé）機殼之間存在很大的耦合（hé）電（diàn）容，在高頻（pín）諧波作用下會產生電機繞組對地的泄漏電流，電流（liú）頻率在100 kHz以上，頻率變（biàn）化的電流在電機周（zhōu）圍形（xíng）成變化的磁通，在磁通的作用下,於電機轉軸處（chù）產生軸電壓。

軸電壓產生後隻要有回路便會（huì）形成軸電流。

3. 軸電流的預防措施

大中型電（diàn）機在設計過程中，必須校核（hé）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（zài）設計源頭規（guī）避（bì）軸電流的產生。

由於電機製造安裝（zhuāng）及工藝原因而產生軸電流時，一（yī）般可采用非軸伸側加裝絕（jué）緣軸承套、絕（jué）緣（yuán）墊板或采用絕緣軸承等措施，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（zài）其（qí）運行過程中應加強巡檢，保持絕緣結構清潔和完（wán）好（hǎo），定期測量絕緣電阻值。

在絕緣電阻（zǔ）值測量時推薦采用500 V兆歐表，絕（jué）緣電阻值應不（bú）低於（yú）0.5 MQ為宜，可有效保證其絕（jué）緣作（zuò）用；

對於設計時已（yǐ）采用絕緣軸承、絕（jué）緣軸承套或絕緣墊板的電機，應加強（qiáng）安裝操作人員的培訓，保證其安裝的正確性和規範性（xìng），安裝完成後（hòu）有必要再次測（cè）量（liàng）其（qí）絕緣電阻值；

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（jué）緣電阻值，預（yù）防轉子繞組運行中某一相接地而產生軸電流；

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

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

此時可考慮（lǜ）在變頻器輸（shū）出端增設共模濾波裝置，工程中一般（bān）會在電源（yuán）電纜套端加設濾波磁環,使高頻電流在磁環中（zhōng）被吸收，以抑製共模電流。