​淺談高壓電機軸電流（liú）的（de）產生及預防措施

在高壓電機停機（jī）事故中.因軸電流造成的軸承燒毀占比較大。

由（yóu）於軸電壓（yā）較低，不易測岀（chū），故有必（bì）要對軸電流和軸（zhóu）電壓采取有效的預防措施。

針對軸電（diàn）流（liú）產生的原因，從設計、工藝（yì）和電源質量（liàng）等方麵進（jìn）行分析，提岀（chū）了相應的預防措施（shī）。

高壓電（diàn）機普遍應用於水泥、化工、鋼（gāng）鐵（tiě）和煤炭等行業，高壓電（diàn）機故障率的高低關乎整條（tiáo）生產線（xiàn）的（de）運行安全。

在高壓電機停（tíng）機事故中，由於軸電流引起的（de）軸承燒毀占比較大，由此造成的損失（shī）也較大（dà）。

由於軸電壓較低且不易測出，故（gù）有必要對（duì）軸電流和軸（zhóu）電壓采取有效的預（yù）防措施，以降低電機的故障率。

1. 軸電流的危害

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

當軸電壓（yā）超過潤滑油膜的介電強度時就會擊穿潤滑油膜，進而形成軸電流。

軸電流會破壞潤（rùn）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；

2. 軸電流產生原因

軸（zhóu）電流的產生需（xū）要具備兩個必要的條件,一是（shì）轉軸兩端存在軸電壓；二是軸承絕緣損壞或電壓過高擊穿軸承（chéng）潤（rùn）滑油膜，為軸電流提（tí）供了必要的（de）通路（lù）

2.1 電（diàn）機設計原因

大中型高壓電機的定子鐵心衝片大多選用扇形片（piàn），當扇形片的數量與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（shù）量）為n，則分數n/p約（yuē）分後為n'/p',當n'，為偶數時，不會（huì）產生軸電流（liú）；當n'為奇數時，則會產生軸電（diàn）流，其軸電流頻率（lǜ）為加fn'，其中f為電源頻率。

以50 Hz、16極電機（jī）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（shēng）頻率為150 Hz的軸（zhóu）電流，由於電流回路的阻抗很小，所以產生的軸電流很大，嚴重（chóng）威脅軸承的安全運行（háng）。

2.2 製（zhì）造工藝及運行原因

由於電機裝配工藝缺陷，電機可能存在一定的（de）偏心，導致（zhì）磁阻（zǔ）沿鐵心方向分布不均勻，從而形成了（le）與轉軸的交鏈磁通，使轉軸兩端產（chǎn）生感應電（diàn）動勢。

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

如（rú）果電（diàn）機設計中（zhōng）已采用絕緣軸承或絕緣軸承套，但由於裝配過程中（zhōng）操（cāo）作不當，損壞了軸承結緣結構或軸承套絕（jué）緣（yuán）層，便會形成軸電流產生所必要的通路，進而形成軸電流；

在諸如繞線轉子高壓電機（jī）這類型式的產品運行過程中，當一相繞（rào）組絕（jué）緣損傷而發（fā）生接地故障時也可能會有接地（dì）電流從軸承流過（guò），從（cóng）而產生軸電流損傷（shāng）軸承的情況；

另外，可拆（chāi）卸式定（dìng）子鐵心由於（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（diàn）流的產生。

除此之（zhī）外，還需要注（zhù）意電機使用現場周圍是否（fǒu）存在較多的（de）高壓設（shè）備同時運行，當電機在強電場作用下運行時（shí）,也可能在轉軸（zhóu）的兩端感應出軸（zhóu）電壓和軸電流。

2.3 電源質量導致軸電（diàn）流產生

高壓電機采（cǎi）用變頻電源供電，三相（xiàng）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（zài）電機兩（liǎng）端形成電容，加上電機係（xì）統內耦合（hé）電容分壓影響（xiǎng），形成軸電壓；

由於定子繞組（zǔ）和機殼之間存在很大的耦合電容，在高頻諧波作用（yòng）下會產生電機繞組（zǔ）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（diàn）機周圍形成變化的磁通，在磁通（tōng）的作用下,於電機轉軸處產生軸電壓。

軸電壓產生後隻要有回路便會形成軸電流。

3. 軸電（diàn）流的預防措施

大中型電機在設計過程中，必須校核（hé）鐵心扇形（xíng）片數量n與電機極對數p的關係，n/p約（yuē）分後為n'/p', n'取值（zhí）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（zhì）造安裝及工藝原因而產生軸電流時，一般可采用非軸伸側加（jiā）裝絕緣軸承套、絕緣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（diàn）機，在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（yuán）電阻值測量時推（tuī）薦采（cǎi）用500 V兆歐表，絕緣（yuán）電阻值應（yīng）不低於（yú）0.5 MQ為宜，可有（yǒu）效保證其絕緣作用；

對於設計時已采用絕（jué）緣軸承、絕緣軸承套或絕緣墊板的電機（jī），應加（jiā）強安裝操作人員的培訓，保證其安裝的正（zhèng）確性和規範性，安（ān）裝完成後有必（bì）要再次測量其絕緣電阻值；

對於繞線轉子三相異步電（diàn）機而言，在每（měi）次（cì）停機後均需測量轉子繞（rào）組的絕緣電阻值，預防轉子繞組運（yùn）行中某一相接地而產生軸電流；

對於（yú）因（yīn）靜電場而產生（shēng）的軸電壓而言，可采用在電機軸伸端安裝接（jiē）地碳（tàn）刷的方式進行有效預防（fáng），但需確保碳刷（shuā）與轉軸保持良好接（jiē）觸，接地碳（tàn）刷可將電動機轉子的電流引入大地，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（gòng）電時，變頻器的高頻諧波（bō）會產生共模電壓和共（gòng）模電流。

此時可考慮在變頻器輸出端增設共模濾波裝置，工程中一（yī）般會在電源電纜套端加設濾波磁環,使（shǐ）高頻電流在磁環（huán）中被吸收，以抑製共模電流。