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年限具有极大的破坏性,根据现场实际运转情形,解析其发生的原因,采取装设主轴接地碳刷、加强非轴伸端轴承座与支架的绝缘等有效举措,从而从根本上排除轴电流危害的问题。在发电机运行过程中,如果在两轴承端或发电机主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,严重的甚至只能运转几小时,给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承故障及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。发电机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,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主轴,在轴的两端感应出轴电压。发电机采用逆变供电运转时,由于电源电压含有过高次的谐波分量,在电压脉冲分量的用途下,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,从而产生轴电压。如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等要素都有可能引起轴电压的发生。 轴电压建立起来后,一旦在主轴及机座、壳体间形成通路,就产生轴电流。正常情形下,主轴与轴承间有润滑油膜的存在,起到绝缘的作用。对于过低的轴电压,这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能,不会发生轴电流。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,构成回路,轴电流将从轴承和主轴的金属接触点通过,因为该金属接触点很小,故而这些点的电流密度大,在瞬态产生高温,使轴承局部烧熔,被烧熔的轴承合金在碾压力的功用下飞溅,所以在轴承内表面上烧出小凹坑。通常因为曲轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金的高,一般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,以减小轴电位,使接地电刷可靠接地,并且与曲轴可靠接触,保证曲轴电位为零电位,以此消除轴电流。 (2) 为防范磁不平衡等原由产生轴电流,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,往往要求检验运行人员细致检测并加强导线或垫片绝缘,以解除不必要的轴电流隐患。一般通过以上解决,大多见电机的轴电流微乎其微,已对发电系统不成实质上危害。现场实践证明,经上述方式清除后实际使用时限可由原几十个小时提升到上万小时,效果比较明显,尤其对高压发电机轴电流的防止效果好,对安全生产具有积极功用。