趙峰1 劉建2 崔旭東1
（1.神華河北國華滄東發電有限責任公司；2.神華天津國華盤山發電（diàn）有（yǒu）限責任公司）
摘 要：本文闡述了汽輪（lún）發（fā）電（diàn）機組軸電壓異常（cháng）的原因、預防措施（shī）、處理方法。同時介紹了現場工作中遇（yù）到的轉子軸電壓測量數據異常及處理的過程（chéng）。
關鍵詞（cí）：軸電壓；軸電流；軸承絕緣；預防（fáng）措施
1 引言
燃煤汽輪發電機組由（yóu）於在安裝或運行期間采取的防範措施不足或不當，沒能有效地將由電磁、蒸汽靜電等多種因素形成的軸電壓進行釋放。當（dāng）該電壓升高到一定值時就會擊（jī）穿大軸與軸承間的潤（rùn）滑油膜，發生擊穿放電現（xiàn）象，使潤滑油質逐漸（jiàn）劣化，嚴（yán）重者（zhě）會使軸瓦燒壞，造成被（bèi）迫停機事（shì）故的發生（shēng）。
2 產生軸電壓的原因
軸電（diàn）壓是指發電機在全速旋轉（zhuǎn）時（shí）在其轉子大軸兩端期間之間或轉軸與軸承座之間所（suǒ）產生的電壓。產生軸電壓大致（zhì）有以下（xià）原因：
（1）由於發電機的定子鐵芯材（cái）質導磁率及安裝工藝、轉子同心度（dù）等方麵（miàn）原（yuán）因致使磁路不平衡（héng），在轉子大軸上產生（shēng）感應電勢，並在轉子汽勵兩側大軸端產生電壓（yā）差，形（xíng）成軸電壓（yā）。該電壓一般為十伏以下，如果沒有采取響應的有效措施，就會使大軸（zhóu）、軸承和基礎台板之間中形成的交變電（diàn）磁鏈通路（lù）且產生較大的（de）軸電流。這個軸電（diàn）流會造成潤滑油質迅速劣化，導致設備轉軸表麵的電蝕（shí）以及軸承鎢金的磨損，進而會加速軸承的機械磨損（sǔn）、嚴重的會造成軸瓦燒損的重大設備損壞事故。
（2）高速蒸汽產生的（de）靜（jìng）電。高溫高壓的水蒸氣從管道高（gāo）速噴射出時，汽流中往往帶有大（dà）量的靜電荷，靜（jìng）電荷（hé）在轉軸上聚集產生感應電（diàn）勢形成（chéng）軸電（diàn）壓。這種軸電壓（yā）如不采取措施將該靜電電荷導入大地，它在汽機（jī）側油膜（mó）上聚（jù）集也有可能發生放電現象破壞油膜和軸（zhóu）瓦。
（3）靜態勵磁係統產生的（de）軸電壓。由於勵磁（cí）裝置（zhì）電壓源或（huò）轉子繞組不（bú）對稱等因素作用在轉子繞組上的外（wài）部電壓使軸產生電動勢。
（4）剩磁引起的軸電壓。當發電機運行中發生轉子繞組（zǔ）不對稱匝間短（duǎn）路時，造成磁路不對稱，使得在轉軸上剩磁形成的單極電勢急劇增大、大軸上的軸電壓升高，形成很大的軸電流，造成大軸、軸瓦的燒損（sǔn）和轉子等部件的嚴重磁化。
3 軸電（diàn）壓的危害
（1）接地電刷接觸（chù）不良時，不能有效地抑製或消除（chú）軸電壓及軸電流危害，進而會導致潤（rùn）滑油質老化、軸頸表麵電蝕和軸瓦磨（mó）損現象（xiàng）的發生。（2）軸（zhóu）電壓（yā）直接影響（xiǎng）轉子接地保護的正（zhèng）常工作，由於大軸接地不良產生（shēng）感應電勢、引（yǐn）發轉子一點（diǎn）接地保護誤（wù）動。
4 預防措（cuò）施
（1）發電機轉子（zǐ）大軸（zhóu）接（jiē）地電刷裝置接觸良好。在發電機汽側的大（dà）軸上安裝接地電刷，將靜電荷導入大地。大軸接（jiē）地電刷在（zài）運行中容易受（shòu）到油汙和灰塵的汙染，會降低接（jiē）地電刷的接地效（xiào）果（guǒ），進一步會影響（xiǎng）轉子軸電壓的分布和轉子一點接地保護的正常工作（zuò）。因此需定（dìng）期開展大軸接地電刷的檢查、清掃和維護工作，保證大軸接地可靠。
（2）保證軸承絕緣強度（軸承座對地、油管路法蘭盤之間的絕（jué）緣墊片）。汽輪發電（diàn）機組在設計安裝中（zhōng）通常采用在發電機勵磁機側軸承（chéng）座下加墊絕（jué）緣（yuán）板（bǎn）、軸承座的定位銷（xiāo）釘和地腳螺栓（shuān）應加裝絕緣套管、與軸承係統連接的各油管路、水管路的法（fǎ）蘭盤等部位應加裝絕緣墊片（要求必須要做（zuò）到完全隔離），用以防止在大軸、軸承座、基礎台（tái）板間形成電流通道。
（3）定期開（kāi）展軸電壓測量工作。發電機轉子接地（dì）電刷是用來將轉軸本體良（liáng）好接地（dì），是能（néng）夠有效抑（yì）製或消除軸電壓及軸電流危（wēi）害的專門裝置。在實際運行中，該裝置往往出現由於安裝工藝不良、或（huò）運行（háng）環境的惡化、磨損等原因造成轉子接地不好、軸電壓上升、軸電流增大，導致轉軸和軸承的機械磨（mó）損、嚴（yán）重的（de）會造成軸瓦燒損的重大設備事故。因此，定期開展軸電壓檢查測（cè）量工作對改善（shàn）發電機運（yùn）行情況是十分必要的。
軸電壓測量（liàng）時通常采（cǎi）用高內阻的交流電壓表，用來消除（chú）測量儀器造（zào）成的誤差。
首先測量發電機轉子汽勵兩端之間的電壓（U1）。然後將發電機軸瓦與大軸經碳刷（shuā）短路，來消除軸瓦與大軸（zhóu）間潤滑油膜上的電壓降，再測量勵（lì）端軸承與大地間的電壓（U2）。Z後通（tōng）過U1和U2數值的大小來分析判斷勵端軸承對地絕緣的是否正常（cháng）。若U1≈U2，說明絕緣墊絕（jué）緣情況良好（hǎo）；U1>U2，說（shuō）明絕（jué）緣套管（guǎn）或絕緣（yuán）墊板絕緣被破壞；U1＜U2，說明測量（liàng）方法或測量儀表使用不正確（què），應檢查確認測量（liàng）方法和測量儀表（biǎo）正確後進行測量。
5 故障處理實例
某發電公司2號發電機（jī），運（yùn）行中測量軸電壓數據為U1=8.3V，U2=0.7V。
從測量結果分析：U1>U2，說（shuō）明勵側軸瓦絕緣不良，存在絕緣套管或絕緣（yuán）墊板髒汙或損壞情況，導致軸（zhóu）電壓完全作用在了軸（zhóu）承潤滑油膜上（shàng），並形（xíng）成了很大的軸電流。現場通（tōng）過對勵側軸瓦各部絕緣測試（用500V絕緣電阻表），發現絕緣墊板絕緣測試數（shù）據小於（yú）0.5MΩ，說明絕緣墊板絕緣異常（cháng）情況。同（tóng）時還檢查發（fā）現汽側密封（fēng）瓦存在漏油嚴重的情況，轉軸上油汙較多，影響到（dào）接地電（diàn）刷的正（zhèng）常接地。在2號機組（zǔ）停運檢修期間發現勵側軸承（chéng）座絕緣板髒汙形成（chéng）接地通道，使絕緣板失去作用。清理絕緣板複裝後測試絕緣（yuán）電阻大於（yú）100MΩ。
缺陷處（chù）理全部處理完畢機組啟動後在同等負荷下測試軸電壓數據為U1=4.7V，U2=4.6V，明（míng）顯看出U1≈U2，說明絕緣已恢複。
6 結束語（yǔ）
軸電壓過高對發電（diàn）機正常運行有著很大的影（yǐng）響，機組運行中應加強對發電機接地電（diàn）刷的日常檢查維護工作，保證大軸接地碳刷處無（wú）油汙、且與接地可靠。同（tóng）時還要加強發電機設備檢修過程質量控製，做好密封瓦間隙調整及各（gè）部位絕緣墊片（絕緣套管）安裝的清潔工作。
參考文獻：
[1]電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].GB50150-2016.
[2]高壓電氣設備絕緣技術監督規程（chéng）[S].DL/T1054-2007.
[3]李勇，劉侃.發電機軸（zhóu）電壓的形成與測量方法[J].工業儀表與自動化裝（zhuāng）置，2010（01）：90-91.
來源：《山東工業技術（shù）》2017年19期
