​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（yīn）軸電流造成的軸承燒（shāo）毀占比（bǐ）較大。

由於軸電壓較低，不易測（cè）岀，故有必要對軸電（diàn）流和軸電壓采取有效（xiào）的預防措施。

針對軸（zhóu）電流產生的原因（yīn），從設計、工藝和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、化工、鋼鐵和煤（méi）炭等行業，高壓電機故障率的高（gāo）低關乎整條生產線的運（yùn）行安全。

在高壓電機停機事故中，由於軸電（diàn）流引起的軸承燒毀占比較大，由此造成（chéng）的（de）損失也較大。

由於軸（zhóu）電（diàn）壓較低且不易（yì）測出，故有必要對軸電流和軸電（diàn）壓采取有效的預防措（cuò）施，以降低（dī）電機的故障率。

1. 軸電流的危害

電機在正常（cháng）運行時，軸電壓很低，軸承內的潤滑油膜起絕緣作用，不會產（chǎn）生軸電流（liú）。

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

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

2. 軸（zhóu）電流產生原因

軸電流的產生需要具備兩個必要的條（tiáo）件,一是轉軸兩端（duān）存在軸電壓；二是軸承絕緣損壞或電壓過高擊穿軸承潤滑油膜，為（wéi）軸電流提供了必要的通路

2.1 電機（jī）設計原因（yīn）

大中型高壓電機的（de）定子（zǐ）鐵心衝片大多選用（yòng）扇形片，當扇形片的數量與（yǔ）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，定子鐵心片數（shù）（即接縫數量（liàng））為（wéi）n，則分數n/p約分後（hòu）為n'/p',當（dāng）n'，為偶數時（shí），不會產生軸電流；當n'為奇數時（shí），則（zé）會產生軸電流，其軸電（diàn）流頻率為加fn'，其中f為電源頻率（lǜ）。

以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，由於電流回路的阻抗很小，所以產生的軸電（diàn）流很大，嚴重威脅軸承（chéng）的安全運行。

2.2 製造工藝及運行（háng）原因

由（yóu）於電機裝配工藝缺陷，電（diàn）機可能存在一定的（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（zhóu）的交鏈磁通，使轉軸兩端產生感應（yīng）電動勢。

此時，如果電機軸承（chéng）采用的是非（fēi）絕緣結構，便會在軸承端產（chǎn）生軸電流；

如果電機設計（jì）中已采用絕緣軸承或絕緣軸承套（tào），但由於裝配過程中（zhōng）操作不當，損壞了軸承結緣結構或軸承套絕緣層，便會形成軸電流產生所必要的通路，進而形成軸電流；

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

另（lìng）外，可（kě）拆卸式定子（zǐ）鐵心由於（yú）加工工藝問題而導致兩半圓鐵心之間存在間隙時，也可能導致軸電壓和軸電流的產生。

除此之外，還需要注意（yì）電機使用現（xiàn）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（hé）軸電流（liú）。

2.3 電源質量導致軸電（diàn）流產生（shēng）

高壓電機采用變（biàn）頻電源供電，三相電源輸出（chū）電壓矢量不為零，產（chǎn）生共模（mó）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（tǒng）內耦合電容分壓影響，形成軸電壓；

由於定子繞組和機殼之間存在很大（dà）的耦合電容，在高頻（pín）諧（xié）波作用下會產生電（diàn）機（jī）繞組對地的泄漏電流，電流頻率在100 kHz以上，頻率變化的（de）電流在電機（jī）周圍形（xíng）成變化的磁通，在磁通（tōng）的作用下,於電機轉軸處產生軸電壓。

軸電壓產生後（hòu）隻要有（yǒu）回（huí）路便會形成軸電流。

3. 軸電流的（de）預防措施

大中型電機在設計過程中，必須校核鐵心扇（shàn）形片數量n與電機極（jí）對數p的關係，n/p約分後為n'/p', n'取值不能（néng）為奇數，可在設計源頭規避軸電流的產生（shēng）。

由於電機製造安裝及工藝（yì）原因而（ér）產（chǎn）生軸電流時，一般可采用非軸伸側（cè）加裝絕緣軸承套（tào）、絕緣墊板或采用絕緣（yuán）軸承等措施（shī），有效切斷軸電流回路。

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

在絕緣電阻值測量時推薦（jiàn）采用500 V兆歐表，絕（jué）緣電阻值應不低於0.5 MQ為宜，可有效保證（zhèng）其絕（jué）緣作用（yòng）；

對於設計（jì）時已采用絕緣軸承、絕緣軸承套或絕緣墊板的電機，應（yīng）加強安裝操作人員的（de）培訓，保（bǎo）證其安裝的正確性和規範性，安裝完（wán）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（cè）量轉子（zǐ）繞組的絕（jué）緣電阻（zǔ）值，預防轉子繞組運行中某一相（xiàng）接（jiē）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（yòng）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（tàn）刷與轉軸保持良好接（jiē）觸，接地碳刷可將電動機轉子的電流引入大地，保（bǎo）證轉軸為零電位，達到預防瞬時軸電流的目的（de）。

高壓電機（jī）采（cǎi）用變頻（pín）電（diàn）源（yuán）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（lǜ）在變頻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加設濾波（bō）磁環,使高頻電流在磁環中（zhōng）被吸收，以抑製（zhì）共模電流。