​淺談高壓電機軸電流的產生及預防措施

在高壓電（diàn）機停機事故中.因軸電流造成的軸承燒毀占比較（jiào）大。

由於軸電壓較低，不易測岀（chū），故有（yǒu）必要對軸電流和軸電壓采取（qǔ）有效的預防措施。

針對軸電流產生的原因，從設計、工藝（yì）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、化工、鋼鐵和煤炭等（děng）行業，高壓電機故障率的高低關（guān）乎（hū）整條生產線的運行安全。

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

由於軸電（diàn）壓較低且不易測出（chū），故有必要（yào）對（duì）軸電流和軸電壓采取有效的預（yù）防措施（shī），以（yǐ）降（jiàng）低電機的故障率。

1. 軸電流的危害

電機在正常運（yùn）行時，軸電壓很低，軸承內的潤滑油膜起（qǐ）絕（jué）緣作用，不會產生軸電流。

當軸（zhóu）電壓超過潤滑油（yóu）膜的介（jiè）電（diàn）強度時就會擊穿潤滑油膜（mó），進而形成軸電流。

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

2. 軸電流產生原（yuán）因

軸電流的產生需要具備兩個必要的條件,一是轉軸兩端存在軸電壓（yā）；二是軸承（chéng）絕緣損壞或（huò）電壓過高擊穿軸承潤滑油膜，為軸電（diàn）流提供了必要的通（tōng）路

2.1 電（diàn）機設計原因

大中（zhōng）型高壓電機的定子鐵心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（zhèng）確時就極（jí）易產生軸電流（liú），如電機極對數為P，定子鐵心片數（即接縫數量）為n，則分數n/p約分後為（wéi）n'/p',當n'，為偶（ǒu）數時，不會產生軸電流；當n'為（wéi）奇數時，則會產生軸電流，其軸電流頻率為加fn'，其中f為電源頻率。

以50 Hz、16極電機為例（lì），如定子衝片數為6, n/p約分後n'為3,則（zé）在（zài）轉軸上將產生頻率為150 Hz的軸電流（liú），由於電流回路的阻抗很小，所以產生的軸電流很大，嚴重威（wēi）脅軸承的（de）安（ān）全運（yùn）行。

2.2 製造工藝（yì）及運行（háng）原因

由於電機（jī）裝配工藝缺（quē）陷，電機可能存在一（yī）定的偏心，導致磁阻沿鐵心方（fāng）向分布不均勻，從而形成了與轉（zhuǎn）軸的交鏈（liàn）磁通（tōng），使轉軸兩端產生感應電動勢。

此時，如果電（diàn）機軸承采用的是非絕緣結（jié）構，便會在軸（zhóu）承（chéng）端產生軸電流；

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

在諸如（rú）繞線（xiàn）轉（zhuǎn）子（zǐ）高壓（yā）電機這類型式的產品運行過程中（zhōng），當一相繞組絕緣（yuán）損傷而發（fā）生接地（dì）故障時也可能會有接地電流從軸承流過（guò），從而產生軸電流損傷軸（zhóu）承的（de）情況；

另外，可拆卸式定子鐵心由於加（jiā）工工藝（yì）問題而（ér）導致兩半圓鐵心（xīn）之間存在間隙時，也可能導致（zhì）軸電壓和軸電流的產生。

除此之外（wài），還需要注意電機（jī）使（shǐ）用現場周圍（wéi）是否存在較多的高壓（yā）設備（bèi）同時運行，當電機（jī）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（liú）。

2.3 電源質量導致軸電流產生

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

電機正（zhèng）常運行時，軸承內形成潤滑油膜（mó），在電機兩端形成電容，加上電機係統內耦合電容分壓影響，形成軸電壓；

由於定子繞組和機殼（ké）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對地的泄漏電流，電流（liú）頻率在100 kHz以上，頻率變化的電流在電機（jī）周圍形成變化的磁通，在磁通的作用下,於電機轉軸處（chù）產生軸電壓（yā）。

軸電壓產生後隻要有回路便會形成軸電流。

3. 軸電流（liú）的預防措（cuò）施（shī）

大中型電（diàn）機（jī）在設計過程中（zhōng），必須校核鐵心扇形（xíng）片數量n與電（diàn）機極對數p的關係，n/p約分後為（wéi）n'/p', n'取值不能為奇數，可在設計源頭規避（bì）軸電流的產生。

由（yóu）於電機（jī）製造安（ān）裝及工藝原因（yīn）而產生軸電流（liú）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（jué）緣軸承等措施，有效切斷軸電流回路。

對於采用此類方法（fǎ）處（chù）理（lǐ）後的電機，在其運行過（guò）程中應加強巡檢，保持絕緣結構清潔和完好，定（dìng）期測量絕緣電阻值。

在絕緣（yuán）電（diàn）阻值測量時推薦采用500 V兆歐（ōu）表，絕緣電阻值應不低於0.5 MQ為宜（yí），可有效保證其絕緣作用；

對（duì）於（yú）設計時已采用絕緣軸承、絕緣軸承套或絕緣墊（diàn）板的電機，應加（jiā）強安（ān）裝操作人員的培訓，保（bǎo）證其安裝的正確（què）性和（hé）規範性，安裝完成後（hòu）有必要（yào）再次（cì）測量其絕緣電阻值；

對於繞線轉子三相異步電（diàn）機而言，在每次停機後均需測量轉（zhuǎn）子（zǐ）繞組的絕緣電阻（zǔ）值，預防轉子（zǐ）繞組運行中（zhōng）某一相接地而產生軸電流；

對於因靜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（xiào）預防，但需（xū）確保碳刷與轉軸保持（chí）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（wèi），達到預防瞬時軸電（diàn）流的目的。

高壓電機采用變頻（pín）電源供電時，變頻器的高頻諧波會產生共模電壓（yā）和共模電流。

此時可考慮（lǜ）在變頻（pín）器輸（shū）出端增設共模濾波裝置，工（gōng）程中一般會在電源（yuán）電纜套端加設濾波磁（cí）環,使高頻電流在（zài）磁環中被吸收，以抑製共模電流。