​淺談高壓電機軸電流的產生及預防（fáng）措施

在高（gāo）壓電機（jī）停機事故（gù）中（zhōng）.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（bú）易測岀，故有（yǒu）必要對軸電流和軸電壓采取有效的預防措施（shī）。

針對軸電流（liú）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（yīng）用於水泥、化工、鋼鐵和煤炭（tàn）等行業，高壓電機（jī）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承（chéng）燒（shāo）毀占比較大，由此造成的損失也較大。

由於軸電壓較低且不易測出，故有必要對軸（zhóu）電（diàn）流和軸電壓采（cǎi）取有效的（de）預防措施，以（yǐ）降低電機的故障率。

1. 軸電流的（de）危害（hài）

電機在正常（cháng）運行時，軸電壓很低，軸（zhóu）承內的潤滑油膜起絕緣作用，不會產生軸電（diàn）流。

當軸電壓超過潤滑油膜的（de）介電強度時就會擊穿潤滑油膜，進而形成軸電流。

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

2. 軸（zhóu）電流產生原因

軸電流的產生需要具（jù）備兩個必要的條件,一是轉軸兩端（duān）存在軸電（diàn）壓（yā）；二（èr）是軸承絕緣損壞或電壓過高（gāo）擊穿軸承潤滑油膜，為軸電流提供了必要的通路

2.1 電機設計原因（yīn）

大中型高壓電機的定子鐵心（xīn）衝片大多選用扇形片，當扇形片的數量與電機極對數關係不正確時就極易產生（shēng）軸電流，如電機（jī）極對數為P，定子鐵心片數（即接縫數量）為n，則分數n/p約分後為n'/p',當n'，為偶數時，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（pín）率為加fn'，其中f為電源頻（pín）率。

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（shàng）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，嚴重威脅（xié）軸承（chéng）的安全運行。

2.2 製造工藝及運行原因

由（yóu）於電機裝配工藝缺陷，電機可能存在一定的偏心，導致磁阻沿鐵（tiě）心方向分布不均勻，從而形成（chéng）了與轉軸的交鏈磁通，使轉軸兩端產生感應電動（dòng）勢。

此時，如果電機軸承采用的是非絕緣結構，便會在軸承端產生（shēng）軸電流；

如果電機設計中已采用絕（jué）緣軸承或絕緣軸承（chéng）套，但由於裝配過程（chéng）中操（cāo）作不當（dāng），損壞了（le）軸（zhóu）承結緣結構或軸（zhóu）承套絕緣層，便會形（xíng）成軸電流產生所必要（yào）的（de）通路，進而形成軸電（diàn）流；

在諸如（rú）繞線轉子（zǐ）高壓電機這類型式的（de）產品運行過程中，當一相繞組絕緣損傷而發生接地故障時也可能（néng）會有（yǒu）接地電流從軸承流（liú）過，從而產生軸（zhóu）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（yì）問題而導致兩半（bàn）圓鐵心（xīn）之間存在間隙時，也可能導致（zhì）軸電（diàn）壓和軸電流的產生。

除此之外，還需要注意電機使用現場周（zhōu）圍是否存在較多的高壓設備同時運行，當電機在強電場作（zuò）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。

2.3 電源質量導致軸電流（liú）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（diàn）機正常運行時，軸承內形成潤滑油膜，在電機兩（liǎng）端形成電容，加上電機係統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的耦合電容，在高頻諧波作用下會產生電機繞組（zǔ）對地的泄漏電流，電流頻率在100 kHz以上，頻率變化的電流在（zài）電機（jī）周圍形成變化的磁通，在磁通的作用下,於電機轉軸處產生軸（zhóu）電壓。

軸（zhóu）電壓產生後隻要有回路便會形成軸電流。

3. 軸電流的預防措施

大（dà）中型電機在設計過程中，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（qǔ）值不能為奇數，可（kě）在設計源頭規避軸電流的產生。

由於電機製造（zào）安裝及工藝（yì）原因而產生軸電流時，一（yī）般可采（cǎi）用非軸伸側加裝絕緣軸承套、絕（jué）緣墊板或采用絕緣軸承等措施，有效切斷軸電流回（huí）路。

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

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

對於設計（jì）時（shí）已采用絕緣軸承、絕緣軸承套或（huò）絕緣（yuán）墊（diàn）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（fàn）性，安裝完成後有必要再（zài）次（cì）測量其絕緣電阻值；

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（zǐ）繞組的絕緣電阻值，預防轉子繞組運（yùn）行中某一相（xiàng）接地而產生軸電流；

對於因靜電場而產生的（de）軸電壓而言，可采（cǎi）用在電機軸（zhóu）伸端安裝（zhuāng）接地碳刷的方式進行有效預防，但需確保碳刷與轉軸保持良好接觸，接（jiē）地碳刷可將電動機轉子的電（diàn）流引入大地，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（diàn）時（shí），變頻器的高頻諧（xié）波會產生共（gòng）模電壓（yā）和共模電流。

此時可考（kǎo）慮在變頻器輸（shū）出端增設（shè）共模濾波裝置，工程中一（yī）般會在電源電纜套端加設濾波磁環,使高頻電流在磁環中被（bèi）吸收，以抑製共模（mó）電流。