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摘要：针对鄂州电厂3号机组3A凝结水泵电机驱动端及自由轴承在一年内发生相同3次故障的现象，我项目部电气技术人员及业主点检，协同湘潭电机厂技术人员，对电机轴承故障原因进行了认真分析和会诊，最后确定为电机轴电流的作用，使轴承寿命大幅缩短。现在电机驱动端转轴部位安装接地碳刷，使转轴可靠接地，轴电流消失，电机连续运行8个月，一切正常。本文对电机轴电流的产生、危害和消除方法进行分析和论述，希望对存在同类问题的单位有参考价值。
关键词：高压电机轴；电流；排除方法
鄂州电厂3号机组凝结水泵电机是湘潭电机厂生产的YKSL630-4型高压电机，额定功率2000kW，额定电压6kV，额定电流226.4A，额定转速1489r/min。该电机自2009年投运以来，每年都进行一次小修，2012年进行了一次大修，运行近6年来，一直非常稳定。然而在2015年10月至2016年9月期间，该电机驱动端及自由轴承均多次出现不同程度的异音、温度异常升高并伴随振动增加的故障现象。因凝结水泵电机是一用一备，一台电机有问题，另外一台运行就没有备用。为保证机组的安全可靠运行，必须对3A凝结水泵电机轴承频繁故障的缺陷进行技术攻关，以彻底消除。
1电机轴承故障现象及历次检修情况
2015年3月18日，3号机组C修，4月11日3A凝结水泵电机投入正常运行。2015年10月6日，电机自由端声音开始出现异常。当时分析肯能是轴承润滑脂缺少，对电机自由端加油（航空7008润滑滑脂）一次，异音减小；10月7日电机自由端异音突然扩大并伴随有尖啸声，轴承温度从正常运行的40℃缓慢上涨到55℃，振动变大。随立即安排巡检人员加强巡视，一日3次汇报电机振动数据。10月9日自由端轴承轴向振动已严重超标，迅速向业主点检汇报后，切3B凝结水泵电机运行，3A凝结水泵电机抢修。
运行至2016年2月5日，3A凝结水泵电机又发生同类轴承异响情况，利用机组调停，对3A凝结水泵电机进行解体检修，解体后发现电机自由端SKF6330轴承外圈滚道同样有轴向阶梯深沟槽，后分析可能之前抢修时间紧没有更换驱动端轴承SKF6236，更换电机前后轴承，电机装配完后，投入使用。
2轴承故障及产生轴电流的原因
2.1电机轴承故障的原因分析
从三次损坏的自由端轴承内套看，其外圈滚道上除了有轴向阶梯深沟槽痕迹外，仔细查看还存在有较多点状微孔。分析认为，这些点状微孔应该是轴电流对轴承的损伤产生。引起轴电流的原因主要是电机转子存在较大轴电压。在轴电压的作用下，当电机的轴—轴承座—底座绝缘破坏形成通路时，电机就产生非常大的轴电流，电流通过转子与轴承时发生放电现象，使轴承内套发生电灼伤而产生点状微孔。致使轴承运转性能发生恶化，摩擦损耗和发热量增加，轴承温度快速上升，导致轴承润滑脂受热融化从轴承内溢出，绝缘润滑脂量进一步减少，形成恶性循环，最终导致轴承快速损坏。同时，由于轴承磨损严重，电机转子出现位移，造成电机转子驱动端与非驱动端不同心，轴承径向受力不均匀，致使轴承外圈滚道磨出类似“搓衣板纹”状的轴向阶梯深沟槽划痕。
2.2高压电机产生轴电流的原因分析
造成高压电机产生轴电流的原因有很多，其中之一是设备厂在制造电机时，由于原材料的纯度等客观因素的制约，导致电机的定、转子沿铁芯圆周方向的磁阻不均，产生与转轴交链的磁通，从而感应出电动势。由于大型电动机的轴承都没有绝缘，当轴电压产生后极容易形成轴电流，而形成轴电流后轴电压会迅速降低，因此，如果电动机产生轴电压一般情况下不易测出，即使发生轴承损坏事故，多数人一时也找不到原因。但是，当我们把原来的轴承更换为绝缘轴承以后，便会测出轴电压，自然就发现了电机有轴电流存在。
高压电机产生轴电流的原因一般有如下几种：1）磁场不对称；2）供电电流中有谐波；3）制造、安装不好，由于转子偏心造成气隙不匀；4）可拆式定子铁心两个半圆间有缝隙；5）有扇形叠成的定子铁心的拼片数目选择不合适；6）由静电引起，但一般静电电流较小，作用不会太大。虽然电动机产生的轴电压很低，只有1V～2V左右，但是，由于电流回路的阻抗很小，所以，在电机运行时将会产生很大的轴电流，对电机滚动轴承的危害就不言而喻。
3电机轴电流的预防
通过分析，我们不难发现在检修工作中，如果电机安装或装配不当，将使传动系统不能长期平稳运行；或者电机的装配工艺不够精良，致使电机的定、转子的磁中心不重合产生轴向力，均会导致电机轴承振动、噪声增加，同时使得轴电压升高。如果预防轴电流的措施不完备，会造成电机运行后很快发生故障，轴承声音异常，振动增大，温度升高，其轴承因电腐蚀而加速损坏。以上原因可以采用科学的方法加以改进，但是，都很难完全克服。因此，容量较大的高压电机都有防轴电流措施。一种方法是对大型电机两端轴承均采用碳刷接地，让轴电流不经过轴承；另一种方法是在电机自由端轴承处加绝缘垫，并且对轴承的固定螺栓进行绝缘处理；或者将自由端轴承更换为绝缘轴承，以隔断轴电流的通路。
4故障排除带给我们的重要启示
4.1通过在电机驱动端转轴部位安装接地碳刷，消除了轴电流的存在，运行10个月，没有再发生轴承损坏故障；不仅提高了重要辅机的可靠性，为机组安全稳定运行提供了保障。同时，也取得了良好的经济及社会效益。
4.2通过对3A凝结水泵电机轴承损坏故障的排除过程，至少给我
们带来了两点以后同类电机检修注意事项。第一，提示电机检修工作要制定科学的作业指导书，验收时做到认真细致，对每一个重要节点都要亲自把关。特别是检修高压大容量电机时，一定要注意轴电流问题。重点检查防轴电流的绝缘垫以及绝缘螺栓垫圈等情况，必要时在电机空试就测量是否存在轴电流，以便提前处理。第二，电机检修时，要按照作业指导书，精心调整电机定、转子之间的气隙，尽量使定、转子的磁中心重合；并安排测量轴电压，以检查预防轴电流绝缘垫或者绝缘轴承的绝缘效果，从根本上消除轴电流的危害。
参考文献
[1]索渊，陈莉.电动机轴电流和轴电压的危害和预防[J].甘肃电力技术，2005，12.
[2]戴文进，徐龙权，张景明.电机学[M].北京：清华大学出版社，2008.