​淺談高壓電機軸電流的產生（shēng）及預防措施

在高壓電機停機事故中.因軸電流造成（chéng）的軸承燒（shāo）毀占比（bǐ）較大。

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

針對軸電流產生的原（yuán）因，從（cóng）設計、工藝和電（diàn）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、化工（gōng）、鋼（gāng）鐵和煤炭等行業，高壓（yā）電機故障率的高低關乎整條生（shēng）產線的運行安全。

在高壓電機（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大。

由於（yú）軸電壓較低且不易（yì）測出，故（gù）有必要對軸電流和軸電壓（yā）采取有效的預防措（cuò）施，以降低電機的故障（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（shēng）軸電流。

當軸電壓超過潤滑油膜（mó）的介電強度時就會擊穿潤滑油膜，進（jìn）而形成軸電流。

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

2. 軸電流產（chǎn）生原因

軸電流的產生需要具備兩個必（bì）要的條件,一是（shì）轉軸兩端存在軸（zhóu）電壓；二是軸承絕緣損壞或電壓過高擊（jī）穿軸承（chéng）潤滑油（yóu）膜，為軸電流提供了必要的通路

2.1 電機設計原因

大中（zhōng）型高壓電機的定子（zǐ）鐵心衝片大多選（xuǎn）用扇形片，當扇（shàn）形片的數（shù）量與電機極對數關係不正（zhèng）確時就極易產生軸電流（liú），如電機極對數為P，定子鐵心片數（shù）（即接（jiē）縫數量）為n，則分數n/p約分後為n'/p',當n'，為偶（ǒu）數時，不會（huì）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（jiā）fn'，其中（zhōng）f為電源頻率。

以50 Hz、16極電機為例，如（rú）定子衝片數（shù）為（wéi）6, n/p約（yuē）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大，嚴（yán）重威脅軸承的安全運行（háng）。

2.2 製造工藝及（jí）運（yùn）行原因

由於電機裝配工（gōng）藝缺陷，電機可能存在（zài）一定的偏心，導致磁阻沿鐵心方向分布不（bú）均勻（yún），從而形成了與轉軸的（de）交鏈磁通，使轉軸兩端產生感應電動勢。

此時，如果電（diàn）機（jī）軸承采用的是（shì）非絕緣（yuán）結構，便會在軸承端產生軸電流；

如果電機設計中已采（cǎi）用絕（jué）緣軸承或絕緣軸承套，但由於裝配過程中操作不當，損（sǔn）壞了軸承結緣結構或軸承（chéng）套絕緣層，便（biàn）會形成（chéng）軸電流產生所必要的通路，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（chǎn）品（pǐn）運行過程中，當一相繞組絕緣損傷（shāng）而發生接（jiē）地故障時也可能會有接地電流從軸（zhóu）承流過，從而產生軸電流損傷（shāng）軸承的情況；

另外，可拆卸式定子鐵心由於加工工藝問題（tí）而導致兩半圓鐵（tiě）心之間（jiān）存在（zài）間隙時，也可能導致（zhì）軸電壓和軸電流（liú）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（shí）運行，當電機在（zài）強電場作用下運（yùn）行時,也可能在轉軸的（de）兩端感應（yīng）出軸電壓和軸電流。

2.3 電（diàn）源質量導致軸電流產生

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

電機正常運行時（shí），軸承內（nèi）形成潤滑油膜，在電機（jī）兩端形成電容，加上電機係（xì）統內耦合電容分壓影響，形成軸電壓；

由於定子繞組和機（jī）殼之間存在很大的耦合電容（róng），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（lǜ）在100 kHz以上，頻率變化的電流在電機周圍形成變化（huà）的磁（cí）通，在磁通的作用下,於電機轉軸處產生軸電壓。

軸（zhóu）電（diàn）壓產生後隻要有回路便會形成軸電流。

3. 軸（zhóu）電流的預防措施

大（dà）中型電機在（zài）設計過程中，必須校核鐵心扇形片數量n與（yǔ）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）避軸電流的產生。

由於（yú）電機製造安裝及工藝原因（yīn）而產生軸電流（liú）時，一般可采用非軸（zhóu）伸側（cè）加裝（zhuāng）絕（jué）緣軸承套、絕緣墊（diàn）板或采用絕緣軸承（chéng）等措施，有效切斷軸電流回（huí）路。

對（duì）於（yú）采用（yòng）此類方法處理後（hòu）的電機，在（zài）其運行過程中應加強巡檢，保（bǎo）持（chí）絕緣結構清潔和完好，定期測量絕緣電阻值。

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

對於設計時（shí）已采用絕緣軸（zhóu）承、絕緣（yuán）軸承套或絕緣墊板（bǎn）的電機，應加強（qiáng）安裝操作人員的培訓，保（bǎo）證其安裝的正確性（xìng）和規範性（xìng），安裝完成後有必要再（zài）次測量其絕緣電阻值；

對於繞線轉子三相異（yì）步電機而言，在每（měi）次停機後（hòu）均（jun1）需測量轉子繞（rào）組的絕（jué）緣（yuán）電阻值（zhí），預防轉子繞組運行中某一相接地而產生軸電流（liú）；

對於因靜電場而產生（shēng）的軸電壓而（ér）言（yán），可采用在電機軸伸端安裝接地（dì）碳刷的方式進行有效預防，但（dàn）需確保碳刷與轉軸保持良好接觸，接地碳刷可將電動機（jī）轉子的電流引（yǐn）入大地，保（bǎo）證轉軸（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（biàn）頻電源供電時，變頻器的高頻諧波會產生共模電壓和共模電流（liú）。

此時可考慮在變頻器輸（shū）出端增設共模濾波裝置，工程中一般會在電源電（diàn）纜套端加設（shè）濾（lǜ）波磁環,使高頻電流在磁（cí）環中被吸收（shōu），以抑製共模（mó）電流。