发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施正式版
电机轴电压的产生原因及防治
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电机 轴 电压 的 产 生 原 因及 防 治
胡 晓飞 纪
（ 北 电力大 学 华
璇 董淑 慧
保 ］ 针对 电机轴 电压 对机 组 的破 坏 ，本 文探 索 了不 同类型 电机 的轴 电压 问题 ，包括 轴 电压 的产 生原 因、测 量 方法 等 ，实 测 了 隐极 同步 电机 与 变 频调 速 电机 的轴 电压 ，提 出 了预 防 轴 电压 破 坏 的 一些 卓 有 成 效 的方 法 ， 为今 后 的 研 究奠 定 了基础 。 ［ 关键 词］ 电压 静 电效 应 磁不 对称 测 量 轴 中图分 类号 ： ３ ３ ５ ０ ５ ． 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ９ ９ ４ （０ ０ １ — ０ ７ ０ １０ １Ｘ２ １ ）２ ０４ ２
上 个 世 纪初 ，大 型 电机 的轴 电压 问题 已经 得 到人 们 的 重 视 。 人们 发 现 ，电机 在运 行过 程 中会在 转轴 两端及 局部 位置 产生 电势 差 ，一 旦击 穿油膜 就 会形 成放 电回路 ，由于放 电面积 小 ，电流密 度大 ，因此 导致 轴承 表面烧 熔 ， 引起机 组振动 增大 ， 降低轴承 使用 寿命 。瞬 间的大 电流 还 可 以磁 化 电机 的某 些 部件 ，一 旦出现 这种 问题 ，可 能会 引发 自激效 应 ，即被磁 化 的部件 又会 继 续 在其他 部件 上感 应轴 电压 并形成 轴 电流 ，造 成 电机短 时 间 内轴 承状 态剧 烈 恶 化，无法继 续运行 。 １轴 电 压产 生原 因 轴 电压 产生 原 因主 要有 下 四种 因 素 Ｉ ： （） 静 电效应 １ 这种轴 电压 是 由蒸汽和 汽轮 机叶片 之 间的摩 擦而发 生在 汽轮 机低 压缸 内 的直 流 电压 。如 果缺 乏 有 效 的大 轴接 地 的装 黄 ，这 种 电压 值 可 能很 高 ，一 旦击 穿 绝缘 将通 过 最 短路 径 对地 放 电。此外 ，转子 绕 组一 点 或两 点 接地 故 障 以及润 滑 油 与油 管 之 间 的摩擦 带 电也可 以归类 于 此 。 （） 轴 向磁 通及 剩磁 ２ 由于 电机 中形 成 环绕 轴 的各 种 闭合回 路 ，如 电刷 装置 的集 电环 ，换 向 极和 补偿 绕 组连 接 线 ， 串激 绕 组连 接 线 等 ，在设 计 考虑 不 周或 转 子绕 组 发 生 匝 间短 路 时 ，它 们 的 磁 势 不 能 相互 抵 消 ，就 会 产 生 一 个 轴 向的 剩 余磁 一 通 ，该磁 通 经轴 、轴承 和 旋 转 电机 的底 板 而 闭合 ，如 图 １所示 。 电机 旋 转 时 ，在 轴 承 附 近 的 轴 部 产 生 直 流型 电压 。
发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施
发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施随着电源建设的迅猛发展,单机容量的逐渐增大,轴电压成为大型发电机采用静止自并励磁系统后的一个严重问题。
研究轴电压、轴电流有着很重要的意义。
轴电压的波形具有复杂的谐波脉冲分量,对油膜绝缘特别有害当轴电压未超过油膜的破坏值时,轴电流非常小。
若轴电压超过轴承油层击穿电压,则在轴承上形成很大的轴电流,即所谓电火花加工电流,将烧蚀轴承部件,造成很大危害。
磁路不对称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励磁系统、外壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压。
【文献2】轴电压是指在电机运行时,电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。
在正常情况下,轴电压较低时,燃气发电机转轴与轴承间存在的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。
但是,如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时,就会击穿油膜放电,构成轴电流产生的回路。
轴电流不但会破坏油膜的稳定性,使润滑冷却的油质逐渐劣化,同时,由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过,金属接触点很小,电流密度很大,在瞬间会产生高温,使轴承局部烧熔。
被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅,将在轴承内表面烧出小凹坑。
最终,轴承会因机械磨损加速而破损,严重时会烧坏轴瓦,造成事故被迫停机。
【文献12】发电机轴电压一直是存在的，但一般不高，通常不超过几V~十几V，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。
1、发电机轴电压产生的原因（1）、磁不对称引起的轴电压它是存在于汽轮发电机轴两端的交流型电压。
由于定子铁芯采用扇形冲压片、转子偏心率、扇形片的导磁率不同,以及冷却和夹紧用的轴向导槽等发电机制造和运行原因引起的磁不对称,结果产生包括轴、轴承和基础台板在内的交变磁链回路。
由此在发电机大轴两端产生电压差。
每一种磁不对称都会引起相应幅值和频率的轴电压分量,各个轴电压分量叠加在一起,使这种轴电压的频率成分很复杂,其中基波分量的幅值最大,3次和5次谐波幅值稍小,更高次谐波分量幅值很小。
水电厂发电机组轴电流的危害及防范措施
水电厂发电机组轴电流的危害及防范措施摘要：发电机组轴电流危害是水电厂发电厂机组工作中的常见问题，极大程度上影响到水电厂工作的进程。
为此，本文将针对水电厂发电机组轴电流的危害进行分析，结合实际情况，有针对性的制定出相应的防范措施。
关键词：水电厂；发电机组；抽电流危害；防范措施水电厂发电机组在正常运行过程中，一旦发电机组轴承出现绝缘性能下降现象，受轴承电压的影响，发电机组将会产生较大的轴电流。
若水电厂发电机组轴承电流密度大于0.2A/cm2，将会对轴瓦产生电腐蚀作用，破坏油膜，导致机组无法正常运行。
想要确保水电厂发电机组能够正常工作，应安装相应的保护装置，为发电机组的正常运行奠定基础。
一、轴电压、轴电流的产生与危害（一）轴电压、轴电流的产生水电厂发电机组在正常运行过程中，但凡转轴上出现磁通量交链不平衡现象，发电机转轴两端均会出现感应电势。
所形成的感应电势被称为“轴电压”。
根据轴电压的实际运用情况，可将其分为两种情况：情况一，发动机转轴在旋转过程中，磁通对转轴进行不平衡切割，在轴承两端产生轴电压；情况二，磁通存在漏磁现象，导致转轴连段产生轴电压。
当交流异步发电机处于正弦交变电压运行环境时，发电机转子位于正弦交变磁场。
因发电机定转子的硅钢片、扇形冲片等因素的影响，在磁通路中产生不平衡的磁阻现象。
若发电机定子铁芯圆周围出现不平衡的磁阻现象，导致定子铁芯圆与轴相交链之间产生交变磁通，以此形成交变电势。
受磁极的旋转作用，磁极和两侧轴承之间形成闭合回路并产生轴电流，导致磁通对转轴进行不平衡切割，出现轴电压不平衡现象。
发电磁场出现不平衡现象的产生原因主要来源于以下三个方面：其一，转轴在制造过程和安装过程受制造工艺与安装手法的限制，导致磁通量存在气隙不对称、磁路不均衡现象，该现象在实际运行中是无法避免的一种现象；其二，发电机组内外环境出现不对称短路现象，从而产生轴承电压，该现象是因定子绕组短路部分存在感应电流，对合成磁通产生一定的阻止作用，未短路部分的定子绕组不存在阻挠合成磁通的现象，从而导致定子磁路出现不对称现象；其三，转子绕组匝间出现短路现象、励磁回路出现接地均会产生较强的轴向不平衡磁通现象。
汽轮发电机组轴电压异常原因分析
汽轮发电机组轴电压异常原因分析本文阐述了汽轮发电机组轴电压异常的原因、预防措施、处理方法。
同时介绍了现场工作中遇到的转子轴电压测量数据异常及处理的过程。
标签：轴电压；轴电流；轴承绝缘；预防措施1 引言燃煤汽轮发电机组由于在安装或运行期间采取的防范措施不足或不当，没能有效地将由电磁、蒸汽静电等多种因素形成的轴电压进行释放。
当该电压升高到一定值时就会击穿大轴与轴承间的润滑油膜，发生击穿放电现象，使润滑油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，造成被迫停机事故的发生。
2 产生轴电压的原因轴电压是指发电机在全速旋转时在其转子大轴两端期间之间或转轴与轴承座之间所产生的电压。
产生轴电压大致有以下原因：（1）由于发电机的定子铁芯材质导磁率及安装工艺、转子同心度等方面原因致使磁路不平衡，在转子大轴上产生感应电势，并在转子汽励两侧大轴端产生电压差，形成轴电压。
该电压一般为十伏以下，如果没有采取响应的有效措施，就会使大轴、轴承和基础台板之间中形成的交变电磁链通路且产生较大的轴电流。
这个轴电流会造成润滑油质迅速劣化，导致设备转轴表面的电蚀以及轴承钨金的磨损，进而会加速轴承的机械磨损、严重的会造成轴瓦烧损的重大设备损坏事故。
（2）高速蒸汽产生的静电。
高温高压的水蒸气从管道高速喷射出时，汽流中往往带有大量的静电荷，静电荷在转轴上聚集产生感应电势形成轴电压。
这种轴电压如不采取措施将该静电电荷导入大地，它在汽机侧油膜上聚集也有可能发生放电现象破坏油膜和轴瓦。
（3）静态励磁系统产生的轴电压。
由于励磁装置电压源或转子绕组不对称等因素作用在转子绕组上的外部电压使轴产生电动势。
（4）剩磁引起的轴电压。
当发电机运行中发生转子绕组不对称匝间短路时，造成磁路不对称，使得在转轴上剩磁形成的单极电势急剧增大、大轴上的轴电压升高，形成很大的轴电流，造成大轴、轴瓦的烧损和转子等部件的严重磁化。
3 轴电压的危害（1）接地电刷接触不良时，不能有效地抑制或消除轴电压及轴电流危害，进而会导致润滑油质老化、轴颈表面电蚀和轴瓦磨损现象的发生。
汽轮发电机轴电压产生原因
汽轮发电机轴电压产生原因摘要：为最大限度抑制轴电压的产生和危害。
本文在概述轴电压以及轴电压的危害的基础上，对汽轮发电机轴电压产生的原因进行分析，并提出相应的处理方法，以供相关的工作人员参考借鉴，关键词：汽轮发电机；轴电压；原因；处理方法1轴电压轴电压是指由于发电机磁场不对称，发电机大轴被磁化，静电充电等原因在发电机轴上感应出的电压。
为了监视轴绝缘的完好与否，需定期测量轴两端的电压和轴与机身之间的电压。
2轴电压危害轴电压是发电机运行过程中在转轴两端、转轴局部以及转轴对地的电位差。
轴电压是发电机运行过程中普遍存在的一种电气现象，大型、高速发电机尤为严重。
轴电压较低时，由于油膜的绝缘作用，放电是不容易发生的。
然而，当轴电压较高，轴瓦表面有缺陷，润滑油油质或流量不达标以及发电机异常振动等可能会造成油膜击穿，导致轴与轴瓦形成金属性接触，形成相当大的轴电流，可达到几百安甚至上千安，它足以烧损轴颈和轴瓦。
轴电压造成轴承腐蚀是一个加速过程，一次放电就可能使轴瓦表面金属局部融化，在油膜内形成金属颗粒并破坏油膜绝缘，使得放电更易发生，形成连锁反应，引发机组振动加剧，直至被迫退出运行，给现场安全生产带来隐患。
轴承损坏带来的直接和间接经济损失十分严重。
例如在20世纪70年代，我国一台QFSS-200-2型200MW汽轮发电机发生一起励磁回路两点接地故障，造成轴承绝缘击穿产生强大的轴电流、引起轴系和汽轮机磁化事故，使发电机、转子、隔板、缸体、曲瓦等部件发生了严重磁化，并导致部分轴瓦烧坏，30级隔板与隔板套摩擦和烧伤。
揭缸检查发现许多部位剩磁达几十至几百高斯，需要停机检修一个月左右，对整个机组进行退磁和修理。
根据统计，由于轴承破坏而造成的发电机故障约为故障总数的20%，而其中由轴电流引起的轴承故障又占30%，是发电机损坏的重要原因。
3汽轮发电机轴电压产生原因3.1静止励磁系统引发轴电压大部分汽轮发电机是用静止励磁系统作为励磁方式，但静止励磁系统内部的晶闸管会因换弧而产生轴电压。
发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施
仅供参考[整理] 安全管理文书发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施日期：__________________单位：__________________第1 页共4 页发电机轴电压产生的原因、危害及消除措施①磁通不对称。
造成磁通不对称的原因，可能是由于定子铁芯局部磁阻较大、定子与转子气隙不均匀、分数槽电机(多为水轮发电机)电枢反应不均匀等所引起。
②电机大轴被磁化。
③高速蒸汽产生静电。
由于与发电机同轴相连的汽轮机的轴封不好，沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷，这种性质的轴电压有时很高，当人触及时感到麻手。
(2)危害及消除措施高速蒸汽产生的静电荷，不易传导到励磁机侧，在汽轮机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽轮机轴上装设接地炭刷来消除。
对于其他原因所产生的轴电压，如果在安装时和运行中不采取有效的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，将产生一个由发电机大轴、轴颈、轴瓦、轴承支架及机组底座为回路的轴电流，虽然轴电压不高，通常在1V以下，个别机组为23V，但由于回路的电阻非常小，因此产生的轴电流可能很大，有时可达数百安培，轴电流会使轴承油的油质劣化，严重时会将轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。
为了防止轴电流的产生，设计安装时，在位于发电机励磁机侧的轴承支架与底座之间己加装绝缘垫，同时将所有螺杆、螺钉(控制销)及油管等均已采取绝缘措施。
(3)测量轴电压的意义由以上分析可知，发电机一侧的轴承支架与底座之间的绝缘垫是否保持良好的绝缘性能，对于防止发电机的轴和轴瓦的损坏以及轴承油质第 2 页共 4 页的劣化，保证机组的安全运行起着重要作用。
因此，机组在安装时和运行中，通过测量比较发电机两端的电压和轴承与底座的电压，检查判断发电机轴承支架和底座之间的绝缘好坏是十分必要的，所以，交接试验标准和预防性试验规程中都把发电机轴电压的测量列为必做的试验项目。
第 3 页共 4 页仅供参考[整理] 安全管理文书整理范文，仅供参考！日期：__________________单位：__________________第4 页共4 页。
发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施
发电机轴电压产生的原因、危害及处理措施随着单机容量的逐渐增大,轴电压成为大型发电机采用静止自并励磁系统后的一个严重问题。
轴电压的波形具有复杂的谐波脉冲分量,对油膜绝缘特别有害。
当轴电压未超过油膜的破坏值时,轴电流非常小。
若轴电压超过轴承油层击穿电压,则在轴承上形成很大的轴电流,即所谓电火花加工电流,将烧蚀轴承部件,造成很大危害。
磁路不对称、单极效应、电容电流、静电效应、静态励磁系统、外壳、轴等的永久性磁化均有可能引起轴电压。
轴电压是指在电机运行时,电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压。
在正常情况下,轴电压较低时,发电机转轴与轴承间存在的润滑油膜能起到较好的绝缘作用。
但是,如果由于某些原因使得轴电压升高到一定数值时,就会击穿油膜放电,构成轴电流产生的回路。
轴电流不但会破坏油膜的稳定性,使润滑冷却的油质逐渐劣化,同时,由于轴电流从轴承和转轴的金属接触点通过,金属接触点很小,电流密度很大,在瞬间会产生高温,使轴承局部烧熔。
被烧熔的轴承合金在碾压力的作用下飞溅,将在轴承内表面烧出小凹坑。
最终,轴承会因机械磨损加速而破损,严重时会烧坏轴瓦,造成事故被迫停机。
发电机轴电压一直是存在的，但一般不高，通常为几伏至十几伏。
但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。
1、发电机轴电压产生的原因(1)磁不对称引起的轴电压它是存在于汽轮发电机轴两端的交流型电压。
由于定子铁芯采用扇形冲压片、转子偏心率、扇形片的导磁率不同,以及冷却和夹紧用的轴向导槽等发电机制造和运行原因引起的磁不对称,结果产生包括轴、轴承和基础台板在内的交变磁链回路。
由此在发电机大轴两端产生电压差。
每一种磁不对称都会引起相应幅值和频率的轴电压分量,各个轴电压分量叠加在一起,使这种轴电压的频率成分很复杂,其中基波分量的幅值最大,3次和5次谐波幅值稍小,更高次谐波分量幅值很小。
高压电动机轴电压的产生及其对策
高压电动机轴电压的产生及其对策摘要大容量电动机重新组装时易出现装配质量问题，例如轴电压对电动机会产生损坏。
本文就高压电动机轴电压的产生及故障现象进行了分析，并提出了应对措施。
关键词轴电流；轴电压；电腐蚀容量超过100kw的大、中型电动机和采用变频器供电的电动机，其特殊点在于转子需要定期抽出，进行保养，再组装起来继续使用。
然而，有时会因此而发生装配质量问题，例如发生气隙不均匀等问题，使电动机运行时，在转子轴向产生数伏的电动势。
在轴电动势的作用下，两侧轴承和大地等形成电流回路，这就是所谓轴电流。
轴电流将对轴承造成损伤，从最初出现异常噪声和震动，直至发展到完全损坏。
有的电动机在制造时就设置了轴电流防止装置，设置时，应对轴电压进行测量，有利于设备的保全。
1 状况有两台电动机相对安装，并带动负载机械做功，运行2年来一切正常，按规定，将转子1年两次抽出，进行保养后再组装起来继续运行。
该三相感应电动机额定电压3.3kw、额定功率600kw、额定频率60Hz、级数6，开启型、自空冷式，使用滑动轴承，轴承的润滑油用油泵来循环。
保养后2个多月，感到其中一台电动机的声音有异常，测定其噪声达90方。
对现场的调查情况如下。
1）混杂在电动机旋转声音中，还能听到一种很尖厉的异常噪声。
再一次测量噪声时，在距离电动机1m处，噪声值增加到95方。
2）在这种状态下，电动机的温度、负载电流、轴承温度等均未发现异常。
电动机就这样又继续运行了1个月，在此期间只是感觉到电动机本体开始发出的异常振动，仍未发现其他问题。
3）为了调查电动机产生噪声和振动的原因，人为地提高负载和降低负载，但电动机的异常声音没有变化。
为此，让这台异常的电动机在空载的情况下单独运行。
可以确认，电动机非负载侧的轴承是异常噪声的发生源。
无论是电动机空载运行还是负载运行，这种异常噪声基本上没有变化。
电动机在上述状态下又继续运行了6个月后，在例行的定期保养时，将轴承拆下检查发现，非负载侧推力轴承的滚子全部出现茶褐色的不规则筋道，用手触摸可以明显感觉到这些筋道。
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发电机轴电压产生的原因、危害及消
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(1)轴电压产生的原因
①磁通不对称。
造成磁通不对称的原因，可能是由于定子铁芯局部磁阻较大、定子与转子气隙不均匀、分数槽电机(多为水轮发电机)电枢反应不均匀等所引起。
②电机大轴被磁化。
③高速蒸汽产生静电。
由于与发电机同轴相连的汽轮机的轴
封不好，沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷，这种性质的轴电压有时很高，当人触及时感到麻手。
(2)危害及消除措施
高速蒸汽产生的静电荷，不易传导到励磁机侧，在汽轮机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽轮机轴上装设接地炭刷来消除。
对于其他原因所产生的轴电压，如果在安装时和运行中不采取有效的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，将
产生一个由发电机大轴、轴颈、轴瓦、轴承支架及机组底座为回路的轴电流，虽然轴电压不高，通常在1V以下，个别机组为2—3V，但由于回路的电阻非常小，因此产生的轴电流可能很大，有时可达数百安培，轴电流会使轴承油的油质劣化，严重时会将轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。
为了防止轴电流的产生，设计安装时，在位于发电机励磁机侧的轴承支架与底座之间己加装绝缘垫，同时将所有螺杆、螺钉(控制销)及油管等均已采取绝缘措施。
(3)测量轴电压的意义
由以上分析可知，发电机一侧的轴承支架与底座之间的绝缘垫是否保持良好的绝缘性能，对于防止发电机的轴和轴瓦的损坏以及轴承油质的劣化，保证机组的安全运行起着重要作用。
因此，机组在安装时和运行中，通过测量比较发电机两端的电压和轴承与底座的电压，检查判断发电机轴承支架和底座之间的绝缘好坏是十分必要的，所以，交接试验标准和预防性试验规程中都把发电机轴电压的测量列为必做的试验项目。
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