基于高壓電動(dòng)機(jī)受軸電流影響損壞軸承的原因及解決辦法的分析

1、    基于高壓電動(dòng)機(jī)受軸電流影響損壞軸承的原因及解決辦法的分析    唐海鋒摘 要：針對(duì)某公司送風(fēng)機(jī)軸電流過(guò)大對(duì)軸承損壞頻繁問(wèn)題進(jìn)行了分析，并對(duì)如何減少此軸電流進(jìn)行了闡述，提出了措施和可行方案，通過(guò)送風(fēng)機(jī)電機(jī)加裝轉(zhuǎn)子接地裝置減少電機(jī)軸電流損壞軸承的故障率，減少了設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，提高了可靠性。關(guān)鍵詞：軸電流；接地碳刷；軸承損壞doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.1860 引言近年來(lái)某公司送風(fēng)機(jī)高壓電動(dòng)機(jī)因軸電流造成軸承損壞的故障頻繁，檢修工作量加劇，如何消除高壓電機(jī)軸電流，減少軸承損壞的頻率，提高設(shè)備可靠性和供電質(zhì)量是我們必須面

2、對(duì)和解決的問(wèn)題。1 軸電流的定義及危害軸電壓是指轉(zhuǎn)軸與軸承座之間或者電動(dòng)機(jī)軸兩端之間所產(chǎn)生的電壓。如果電機(jī)主軸兩端軸承之間絕緣缺失或絕緣不佳，軸電壓就會(huì)通過(guò)電機(jī)兩端的軸承支架形成電流回路，這個(gè)電流一般稱之為軸電流。軸電流的主要危害體現(xiàn)在軸瓦和軸頸之間產(chǎn)生小電弧侵蝕，造成油膜破壞，進(jìn)而使軸承溫度升高造成潤(rùn)滑油碳化變質(zhì)等；如果軸電流超過(guò)一定數(shù)值，就可能損壞電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸軸頸的軸瓦和滑動(dòng)表面，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電動(dòng)機(jī)兩軸承端或轉(zhuǎn)軸與軸承間如果存在軸電流，將會(huì)造成電動(dòng)機(jī)軸承的使用壽命極大的縮短，嚴(yán)重時(shí)甚至僅能運(yùn)行幾小時(shí)。2 軸電壓產(chǎn)生的原因交流異步電動(dòng)機(jī)在正弦交變的電壓下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子處于正弦交變磁場(chǎng)之中。

3、由于電動(dòng)機(jī)硅鋼片、定轉(zhuǎn)子風(fēng)扇沖片等疊裝因素，加之通風(fēng)孔、鐵芯槽等的存在，容易形成不平衡的磁阻。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯圓周方向上的磁阻產(chǎn)生不平衡時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生與軸相交鏈的交變磁通，并且產(chǎn)生交變電勢(shì)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及磁極旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)各磁極的磁通必然發(fā)生變化，在軸的兩端相應(yīng)的感應(yīng)出軸電壓，產(chǎn)生軸相交鏈的磁通。隨著磁極的不斷旋轉(zhuǎn)，與軸相交鏈的磁通交替變化，軸電壓便延軸向產(chǎn)生，在與軸兩側(cè)的軸承形成閉合回路后就產(chǎn)生了1-2v的軸電流；另外一種情況是在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，由于存在高壓設(shè)備的強(qiáng)電場(chǎng)作用，在轉(zhuǎn)軸的兩端因?yàn)楦袘?yīng)產(chǎn)生軸電壓；還有一種情況是電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，負(fù)載方面的流體與旋轉(zhuǎn)體運(yùn)行摩擦進(jìn)而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)體上產(chǎn)生靜電

4、荷，電荷不斷積累便產(chǎn)生了軸電壓。但這種情況產(chǎn)生的軸電壓和由磁交變所產(chǎn)生的周電壓在原理上有所不同。靜電荷產(chǎn)生的軸電壓呈現(xiàn)出一定的間歇性，并且其大小與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、流體的狀態(tài)不同而呈現(xiàn)為非周期性的，如測(cè)溫元件絕緣破損、靜電荷的積累等因素都有可能形成軸電壓。軸電壓建立起來(lái)后，一旦在轉(zhuǎn)軸及殼體、機(jī)座之間形成通路就必然產(chǎn)生了軸電流。3 送風(fēng)機(jī)軸電流發(fā)現(xiàn)過(guò)程3.1 第一次檢修2014年12月21日，某公司#1爐a送風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行中電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度出現(xiàn)異常，至1月1日，溫度達(dá)到60，電機(jī)運(yùn)行聲音開始出現(xiàn)異常，1月3日電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中聲音表現(xiàn)為異常尖叫，振動(dòng)明顯加大，緊急停運(yùn)后進(jìn)行第1次搶修，解體后電機(jī)兩端軸承外

5、圈發(fā)現(xiàn)彈道呈現(xiàn)軸向階梯深溝槽痕跡，非負(fù)荷端軸承彈道痕跡相對(duì)其它痕跡更為明顯。分析認(rèn)為是軸承自身原因引起，更換驅(qū)動(dòng)端nu228和非驅(qū)動(dòng)端6326軸承后投入運(yùn)行。3.2 第二次檢修2015年2月6日，送風(fēng)機(jī)電機(jī)振動(dòng)、聲音、溫度均出現(xiàn)異常，緊急停運(yùn)后進(jìn)行第2次搶修，解體后發(fā)現(xiàn)軸承受損現(xiàn)象與12月21日情況相同，用手觸摸可感覺(jué)到很明顯深溝槽痕跡，軸承的下半部位有深溝狀痕跡。深入分析后判斷為裝配原因或軸電流引起，為防范軸電流損壞在電機(jī)非負(fù)荷端軸承處絕緣處理，在軸套與大端蓋間加了一層約1mm厚的絕緣膜墊片，并對(duì)軸承套的固定螺栓加絕緣套管及絕緣墊片。3.3 第三次檢修2015年3月9日，#1爐a送風(fēng)機(jī)電機(jī)再

6、次出現(xiàn)震動(dòng)過(guò)大，聲音異常，工作人員立即組織第三次檢修，發(fā)現(xiàn)后側(cè)軸承仍然存在軸電流電蝕灼傷。確定更換的絕緣墊，絕緣套管未能徹底解決軸電流問(wèn)題，于是決定采取在送風(fēng)機(jī)電機(jī)后側(cè)加裝自制接地碳刷的解決方案。4 接地碳刷裝置原理4.1 結(jié)構(gòu)原理電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子接地裝置是一端連接到接地扁鐵上，另一端連接在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，目的在于防止高的靜電電荷在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生積聚的接地裝置。接地碳刷裝置還采用了安裝在支架上的電刷。電刷采用螺釘固定在高壓電動(dòng)機(jī)端部的擋油環(huán)上。電刷保持與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子可靠接觸，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上積聚的靜電電荷通過(guò)電刷座及時(shí)導(dǎo)入大地。4.2 維護(hù)與保養(yǎng)因?yàn)榻拥匮b置帶有相對(duì)小的電流，同時(shí)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中電刷表面

7、趨于光滑，因此會(huì)產(chǎn)生一定電阻，電刷的效率隨之下降。因此，在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)每周對(duì)轉(zhuǎn)子碳刷進(jìn)行一次檢查，如發(fā)現(xiàn)有電壓建立時(shí)應(yīng)該用砂紙輕輕地打磨，以保證接觸良好。5 方案成果在加裝了自制絕緣接地裝置后近兩年，某公司送風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，振動(dòng)，溫度保持正常，高壓電機(jī)兩端軸承再無(wú)出現(xiàn)因軸電流而引起的溝槽痕跡異常。除正常大小修外無(wú)異常出現(xiàn)，減小了維護(hù)工作量，節(jié)約了檢修成本，同時(shí)此方案為類似問(wèn)題提供了參考的解決方案，有力的保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1高志強(qiáng)，郝曉光，楊子林，趙洋.汽輪發(fā)電機(jī)軸電壓分析及一例故障處理j.河北電力技術(shù)，2004，06（23）.2李發(fā)海，朱東起主編.電機(jī)學(xué)（第四版）m.3楊冠成主編.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理（第四版）m.中國(guó)電力出版社. 山東工業(yè)技術(shù)2017年13期山東工業(yè)技術(shù)的其它文章10kv配電室高壓