轴电流的危害与防范--SIAIF轴承

2020/6/13 12:09:58


根据同步发电机结构及工作原理,由于定子铁芯组合缝、定子硅钢片接缝,定子与转子空气间隙不均匀,轴中心与磁场中心不一致等,机组的主轴不可避免地要在一个不完全对称的磁场中旋转。


这样,在轴两端就会产生一个交流电压,我们称之为轴电压。如果电机主轴两端轴承没有绝缘垫或绝缘不好,这个电压就会通过电机两端轴承支架形成电流回路,这个电流叫轴电流。


正常情况下要求机组转动部分对地绝缘电阻大于0.5MΩ,如果在大轴两端同时接地就可能产生轴电流。


01
轴电流危害


通常转轴与轴承间有润滑油膜的存在,能够起到绝缘的作用。对于较低的轴电压,这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能,不会产生轴电流。


当轴电压增加到一定数值时,尤其在电动机启动时,轴承内的润滑油膜还未稳定形成,轴电压将击穿油膜而放电,构成回路,产生各类危害事故。


可见轴电压是内在因素,分析轴电流的产生关键得搞清楚轴电压。


当电动机运行过程中,轴电流的产生会使电机轴承的使用寿命大大缩短。


轻微的可运行千把小时,严重的甚至会致使轴承抱死,给现场安全生产带来极大的隐患。


轴电流对轴承的破坏有以下典型症状:


轴电流将从轴承和转轴的金属接触点通过,由于该金属接触点很小,所以这些点的电流密度大。


在瞬间产生高温,使轴承局部烧熔,被烧熔的轴承合金在碾压力作用下飞溅,于是在轴承内表面上烧出小凹坑或轴承内表面被压出条状电弧伤痕。


滚动轴承抱死或散架


滚动体表面和轴承圈滚道表面因电流的烧蚀,轻者发热、温度异常,重者相互抱死或散架触发过流保护停机,甚至导致烧毁电机。


因此在使用滚动轴承的大、中型电机,一旦发生轴承损坏事故,在检修中要特别注意检查轴承表面痕迹。


凡是轴电流引起的烧伤,在拆出轴承检查时会发现轴承内外圈跑道上有像搓板样的条形烧伤痕迹,这是轴电流对滚动轴承破坏的共同特征。


02
轴电流的防范


针对轴电流形成的根本原因,一般在现场采用如下防范措施:


加接地碳刷


对于由静电荷引起的轴电压,可以采用在电机负荷侧的轴上加一块接地碳刷,碳刷接地必须可靠。


这样我们就能随时地将电机轴上的静电荷引向大地,使其不能形成轴电压,避免电荷放电形成的瞬间轴电流


加绝缘隔板


为防止磁不平衡等原因产生的轴电流,可在非轴伸端轴承座和轴承支架处加绝缘隔板,切断轴电流的回路。


加强绝缘防护


为了避免其他电机附件导线绝缘破损造成的轴电流,应定期细致检查并加强导线或垫片绝缘,以消除不必要的轴电流隐患。


对于轴与轴瓦之间的润滑绝缘介质油,必须及时检查润滑油的纯度,发现油中带水必须进行过滤处理,否则油膜的绝缘强度不能满足要求,容易被低电压击穿。


另外,我们还要保持绝缘垫的干净和干燥,切实使绝缘垫起到绝缘的作用。


事实上交流大型电动机产生轴电压是不可避免的,由轴电压形成的轴电流对设备的危害是严重的,因此必须采取切实可行的措施防止轴电流的形成,最大程度地降低轴电流对设备的损伤。


一般通过以上处理,大多电动机的轴电流微乎其微,已对电动机构不成实质上危害。