轴电流引起的电机轴承烧损事故分析周文,唐建惠,康丽华河北省电力研究院,河北石家庄(050021摘要通过对某电厂高压电机轴承过热故障进行分析,阐述了变频调速电动机轴电压和轴电流产生的原因,形成的危害以及采取的技术措施。关键词变频调速;轴电流;轴承;绝缘中图分类号TM306文献标识码B文章编号100827281(20100120034203FaultAnalysisontheBurnedMotorBearingCausedbyBearingCurrentZhouWen,TangJianhui,andKangLihuaAbstractThroughanalyzingfailureoftheoverheatedhigh2voltagemotorbearinginaelectricstation,thispaperdescribesthereasonsandharmsproducedbyshaftvoltageandshaftcurrentofthevariable2frequencyadjustable2speedmotoraswellasthetechnicalmeasuresthatshouldbetaken.KeywordsVariable2frequencyadjustable2speed;bearingcurrent;bearing;insula2tion0引言某热电厂2×300MW机组辅机系统的高压电机采用变频调速控制,在运行中发现电机的轴承有过热现象。如给水泵电机在运行中发现轴承温度高,轴承受到烧损,从机械方面分析采取措施后效果不明显。经分析检查是由于轴电流作用造成的。给水泵电机的型号为YKS71024,额定功率为3600kW,额定电压为6kV,额定电流为394A;采用滑动轴承,高压变频调速系统,装置型号为HARSVERT2A。1轴电压产生的原因旋转电机在运行中产生轴电压的原因有轴交链交变磁通和静电荷积累两种。前者产生的轴电压是连续的、周期性的。通常转子切割磁场感应的交变电势所产生的交变电流也是对称的,因此,正常时转子两端间不会有不对称电压的出现。但是当电动机的定子铁心的圆周方向上的磁阻出现不平衡时,便产生与轴相交链的含有谐波的交变磁通,这时就会产生不对称的交变电势。随着磁极的旋转,其与轴相交链的磁通交替变化,便产生了轴电压。这种电压是沿轴向而产生的。一般情况下,这种轴电压大约1~2V。然而静电荷产生的轴电压是间歇的,并且是非周期的,其大小与运转状态、流体的状态等因素有关。电动机在运行过程中,负载方面的流体会与运行的旋转体有摩擦,因而在旋转体上产生静电电荷,电荷逐渐积累便产生轴电压。由这种情况产生的轴电压和由磁交变产生的轴电压在机理上是不同的。轴电压通常8~10V左右。测量时使用10~20V的高内阻电压表,在被试电机运行于空载和负载的情况下分别进行测试,测试方法如图1所示,分别测量U1和U2。(a两端轴承短路(b励磁机侧轴承短路(c汽机侧轴承短路图1轴电压的测量注意测点表面要和电压表引线接触良好。U1=U2表明油膜绝缘良好,U1>1.1U2说明绝缘不良。432轴电流的形成和危害大中型交流电动机运行中,转子轴电压一旦形成回路,就会产生轴电流。轴与轴瓦之间采用油润滑,电机轴是压在油膜上的。由于轴电压幅值较低,所以油膜的绝缘一般是不会被击穿的。在转子高速运转过程中,如果出现润滑油脂不合要求或缺油等情况,将会导致油膜破裂击穿,造成轴和轴瓦形成金属性接触,在瞬间轴电压会形成闭合回路,形成低电压击穿。这时,产生的轴电流相当大,瞬间可达到几百安甚至上千安,足以烧坏轴颈和轴瓦。由运行摩擦在轴上产生的静电电荷逐渐积累,使轴电压的电位因充电而不断升高。当运转的轴接触到旋转体以外的任何部件时,便通过该部件进行放电。当运转的轴一直不接触旋转体外的部件时,会一直积累电荷,最后产生过高的电压。如果该电压超过轴承油膜的绝缘强度,那么电荷在极短的时间内放电,则形成轴电流。轴电流会在转轴、轴承内圈、轴承外圈、轴承室构成的回路中流过,最显著的是在转轴轴承的位置和轴承内圈表面因电弧放电产生的小而深的圆形蚀点。轴电流不但破坏油膜的稳定和油膜形成条件,而且由于放电在转轴和轴承内圈的表面产生很多蚀点,破坏了轴与轴承的良好配合,从而造成轴承无法正常工作。在特殊情况下,强大的轴电流会在轴颈和轴瓦的接触面上产生强烈的电弧,导致轴颈和轴瓦损坏,造成电机振动和杂响声,最后导致电机无法正常工作。轴电流可以分为低频轴电流和高频轴电流。由于交变磁通、静电荷积累以及电动机制造中产生的不对称等原因,产生的轴电流往往频率不高,属于低频轴电流。一般来说,交流传动系统都会产生轴电流,但大多数幅值低,达不到危害程度。滚动轴承...