在高壓電機(jī)停機(jī)事故中.因軸電流造成的軸承燒毀占比較大。

由于軸電壓較低，不易測岀，故有必要對軸電流和軸電壓采取有效的預(yù)防措施。

針對軸電流產(chǎn)生的原因，從設(shè)計(jì)、工藝和電源質(zhì)量等方面進(jìn)行分析，提岀了相應(yīng)的預(yù)防措施。

高壓電機(jī)普遍應(yīng)用于水泥、化工、鋼鐵和煤炭等行業(yè)，高壓電機(jī)故障率的高低關(guān)乎整條生產(chǎn)線的運(yùn)行安全。

在高壓電機(jī)停機(jī)事故中，由于軸電流引起的軸承燒毀占比較大，由此造成的損失也較大。

由于軸電壓較低且不易測出，故有必要對軸電流和軸電壓采取有效的預(yù)防措施，以降低電機(jī)的故障率。

1. 軸電流的危害

電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，軸電壓很低，軸承內(nèi)的潤滑油膜起絕緣作用，不會產(chǎn)生軸電流。

當(dāng)軸電壓超過潤滑油膜的介電強(qiáng)度時(shí)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(zhì)量，降低油脂的潤滑性能，從而導(dǎo)致軸承溫度升高；

2. 軸電流產(chǎn)生原因

軸電流的產(chǎn)生需要具備兩個(gè)必要的條件,一是轉(zhuǎn)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潤滑油膜，為軸電流提供了必要的通路

2.1 電機(jī)設(shè)計(jì)原因

大中型高壓電機(jī)的定子鐵心沖片大多選用扇形片，當(dāng)扇形片的數(shù)量與電機(jī)極對數(shù)關(guān)系不正確時(shí)就極易產(chǎn)生軸電流，如電機(jī)極對數(shù)為P，定子鐵心片數(shù)（即接縫數(shù)量）為n，則分?jǐn)?shù)n/p約分后為n'/p',當(dāng)n'，為偶數(shù)時(shí)，不會產(chǎn)生軸電流；當(dāng)n'為奇數(shù)時(shí)，則會產(chǎn)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(jī)為例，如定子沖片數(shù)為6, n/p約分后n'為3,則在轉(zhuǎn)軸上將產(chǎn)生頻率為150 Hz的軸電流，由于電流回路的阻抗很小，所以產(chǎn)生的軸電流很大，嚴(yán)重威脅軸承的安全運(yùn)行。

2.2 制造工藝及運(yùn)行原因

由于電機(jī)裝配工藝缺陷，電機(jī)可能存在一定的偏心，導(dǎo)致磁阻沿鐵心方向分布不均勻，從而形成了與轉(zhuǎn)軸的交鏈磁通，使轉(zhuǎn)軸兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。

此時(shí)，如果電機(jī)軸承采用的是非絕緣結(jié)構(gòu)，便會在軸承端產(chǎn)生軸電流；

如果電機(jī)設(shè)計(jì)中已采用絕緣軸承或絕緣軸承套，但由于裝配過程中操作不當(dāng)，損壞了軸承結(jié)緣結(jié)構(gòu)或軸承套絕緣層，便會形成軸電流產(chǎn)生所必要的通路，進(jìn)而形成軸電流；

在諸如繞線轉(zhuǎn)子高壓電機(jī)這類型式的產(chǎn)品運(yùn)行過程中，當(dāng)一相繞組絕緣損傷而發(fā)生接地故障時(shí)也可能會有接地電流從軸承流過，從而產(chǎn)生軸電流損傷軸承的情況；

另外，可拆卸式定子鐵心由于加工工藝問題而導(dǎo)致兩半圓鐵心之間存在間隙時(shí)，也可能導(dǎo)致軸電壓和軸電流的產(chǎn)生。

除此之外，還需要注意電機(jī)使用現(xiàn)場周圍是否存在較多的高壓設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)在強(qiáng)電場作用下運(yùn)行時(shí),也可能在轉(zhuǎn)軸的兩端感應(yīng)出軸電壓和軸電流。

2.3 電源質(zhì)量導(dǎo)致軸電流產(chǎn)生

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

電機(jī)正常運(yùn)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(jī)系統(tǒng)內(nèi)耦合電容分壓影響，形成軸電壓；

由于定子繞組和機(jī)殼之間存在很大的耦合電容，在高頻諧波作用下會產(chǎn)生電機(jī)繞組對地的泄漏電流，電流頻率在100 kHz以上，頻率變化的電流在電機(jī)周圍形成變化的磁通，在磁通的作用下,于電機(jī)轉(zhuǎn)軸處產(chǎn)生軸電壓。

軸電壓產(chǎn)生后只要有回路便會形成軸電流。

3. 軸電流的預(yù)防措施

大中型電機(jī)在設(shè)計(jì)過程中，必須校核鐵心扇形片數(shù)量n與電機(jī)極對數(shù)p的關(guān)系，n/p約分后為n'/p', n'取值不能為奇數(shù)，可在設(shè)計(jì)源頭規(guī)避軸電流的產(chǎn)生。

由于電機(jī)制造安裝及工藝原因而產(chǎn)生軸電流時(shí)，一般可采用非軸伸側(cè)加裝絕緣軸承套、絕緣墊板或采用絕緣軸承等措施，有效切斷軸電流回路。

對于采用此類方法處理后的電機(jī)，在其運(yùn)行過程中應(yīng)加強(qiáng)巡檢，保持絕緣結(jié)構(gòu)清潔和完好，定期測量絕緣電阻值。

在絕緣電阻值測量時(shí)推薦采用500 V兆歐表，絕緣電阻值應(yīng)不低于0.5 MQ為宜，可有效保證其絕緣作用；

對于設(shè)計(jì)時(shí)已采用絕緣軸承、絕緣軸承套或絕緣墊板的電機(jī)，應(yīng)加強(qiáng)安裝操作人員的培訓(xùn)，保證其安裝的正確性和規(guī)范性，安裝完成后有必要再次測量其絕緣電阻值；

對于繞線轉(zhuǎn)子三相異步電機(jī)而言，在每次停機(jī)后均需測量轉(zhuǎn)子繞組的絕緣電阻值，預(yù)防轉(zhuǎn)子繞組運(yùn)行中某一相接地而產(chǎn)生軸電流；

對于因靜電場而產(chǎn)生的軸電壓而言，可采用在電機(jī)軸伸端安裝接地碳刷的方式進(jìn)行有效預(yù)防，但需確保碳刷與轉(zhuǎn)軸保持良好接觸，接地碳刷可將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電流引入大地，保證轉(zhuǎn)軸為零電位，達(dá)到預(yù)防瞬時(shí)軸電流的目的。

高壓電機(jī)采用變頻電源供電時(shí)，變頻器的高頻諧波會產(chǎn)生共模電壓和共模電流。

此時(shí)可考慮在變頻器輸出端增設(shè)共模濾波裝置，工程中一般會在電源電纜套端加設(shè)濾波磁環(huán),使高頻電流在磁環(huán)中被吸收，以抑制共模電流。