发电机轴电流的分析
摘 要〕 轴电流的存在对发电机轴承的使用时限具有极大的破坏性,根据现场实际运行状况,分析其产生的因由,采取装设主轴接地电刷、加强非轴伸端轴承座与支架的绝缘等高效举措,从而从根本上清除轴电流损害的问题。在发电机运转流程中,如果在两轴承端或发电机曲轴与轴承间有轴电流的存在,那么对于发电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时,严重的甚至只能运行几小时,给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承事故及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。发电机因为扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通气孔等的存在,造成在磁路中存在不平衡的磁阻,并且在主轴的周围有交变磁通切割曲轴,在轴的两端感应出轴电压。发电机采用逆变供电运转时,由于电源电压含有较高次的谐波分量,在电压脉冲分量的功用下,定子绕组线圈端部、接线部分、曲轴之间产生电磁感应,使主轴的电位发生变化,从而发生轴电压。如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能引起轴电压的发生。 轴电压建立起来后,一旦在曲轴及机座、壳体间形成通路,就发生轴电流。正常情形下,曲轴与轴承间有润滑油膜的存在,起到绝缘的功用。对于过低的轴电压,这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能,不会产生轴电流。但是当轴电压增加到一定数值时,尤其在发电机起动时,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,组成回路,轴电流将从轴承和曲轴的金属接触点通过,由于该金属接触点很小,于是这些点的电流密度大,在瞬态发生高温,使轴承局部烧熔,被烧熔的轴承合金在碾压力的功能下飞溅,于是在轴承内表面上烧出小凹坑。一般由于曲轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高,通常表现出来的症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。 (1) 在轴端安装接地电刷,以降低轴电位,使接地碳刷可靠接地,并且与曲轴可靠接触,保证主轴电位为零电位,以此消除轴电流。 (2) 为避免磁不平衡等因由产生轴电流,往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板,以切断轴电流的回路。 (3) 为了防范其他发电机附件导线绝缘破损造成的轴电流,往往要求检查运转人员细致严查并加强导线或垫片绝缘,以消除不必要的轴电流隐患。一般通过以上排除,大易见电机的轴电流微乎其微,已对发电机构不成实质上损害。现场实践证明,经上述方式清除后实际使用年限可由原几十个小时增强到上万小时,效果比较明显,尤其对高压发电机轴电流的防范效果好,对安全生产具有积极用途。