基於(yú)高壓電動機(jī)受軸電流影響損壞軸承的原因及解決辦法的分析

2017-08-09

唐海鋒
(青海華電大通發(fā)電(diàn)有(yǒu)限公司,西寧 810100)
  摘 要:針對某公(gōng)司送風機(jī)軸電流過大對(duì)軸承損壞頻繁問題進行了分析(xī),並對(duì)如何減少(shǎo)此軸電流進行(háng)了闡(chǎn)述,提出了措施和可行方案,通過送風機電機加裝轉子接地裝置減少電(diàn)機軸電流損壞軸承的故障率,減少了設備風險,提高了(le)可靠性(xìng)。
  關鍵詞:軸電流;接(jiē)地碳刷;軸承損(sǔn)壞
  0 引言
  近年來某公司送風機高壓電動機因軸電流造成軸承損壞的故障頻繁,檢修工作量加劇,如何(hé)消除高壓電機(jī)軸電流,減少軸承損壞的頻率,提(tí)高設備可靠性和供電質量是(shì)我們必(bì)須麵對和解決的問題。
  1 軸電流的定義及危害
  軸電壓是指轉軸與軸承座之間或者電動機軸兩端之間所產生的電壓。如果電機主(zhǔ)軸兩端軸承之間絕緣缺失或絕緣不佳,軸電壓就會通過電機兩(liǎng)端的軸承支架形成電流回路,這個電(diàn)流一般稱之為軸電流。
  軸電流的主要危害體現在軸瓦和軸頸(jǐng)之間產(chǎn)生小(xiǎo)電弧侵蝕,造成油膜破壞(huài),進而使軸承溫度升高(gāo)造成潤滑油碳化變質(zhì)等;如果(guǒ)軸電流超過一(yī)定數值,就可能損壞電動機轉軸軸頸的軸(zhóu)瓦和滑動表麵,在電動機運行過程中(zhōng)電動機兩軸承端或轉軸與軸承間如果存在軸電流,將會(huì)造成(chéng)電動機軸承的使用壽命極大的縮短,嚴重時甚至僅(jǐn)能運行(háng)幾小時。
  2 軸電壓產(chǎn)生的原因
  交流異步電動機在正弦交變的電壓下運行時,轉(zhuǎn)子處於正弦交變磁場(chǎng)之中。由於電動機矽鋼片、定轉子風扇衝片等疊裝因素(sù),加之通風孔、鐵芯槽等的(de)存在,容易形成不平(píng)衡的磁阻。當電動機的定子鐵芯圓(yuán)周方向(xiàng)上的磁阻產生不平衡時,就會產生與軸相(xiàng)交鏈的交變磁通,並且產生交變電勢。當電動機轉動及磁極旋(xuán)轉時,通過各磁極的(de)磁通必(bì)然發生變(biàn)化,在軸的兩端相應的感應出軸電(diàn)壓,產生軸相交鏈(liàn)的磁通(tōng)。隨著磁極的不斷旋轉,與軸相交鏈的磁通交(jiāo)替變化,軸電壓便延軸向(xiàng)產生,在與軸兩側的軸承形成閉合回路(lù)後就產生了(le)1-2V的軸電流(liú);另外一種情況是(shì)在電動機運行現場,由於存在高壓設備的強電場作用,在(zài)轉(zhuǎn)軸的兩端因為感應產生軸電壓;還有一種情(qíng)況是電(diàn)動機在運(yùn)行過程中,負載方麵的流體(tǐ)與旋轉體運行摩擦?M而導致旋轉體上產生靜電荷(hé),電荷不斷積累(lèi)便產(chǎn)生了軸電壓。但這(zhè)種情況產生的軸電壓(yā)和由磁交(jiāo)變所(suǒ)產生(shēng)的周電壓在原理上有所不同。靜(jìng)電荷產生的軸電壓呈(chéng)現出一定的(de)間歇性,並且其大(dà)小與運轉狀(zhuàng)態、流體的狀態不同而呈現為非周期性的,如測溫元件絕緣破損、靜電荷的積累(lèi)等因素都有可能形成軸電壓。軸電壓建立起來後,一旦在轉軸及殼體、機座之間形成通路就必然產生了軸(zhóu)電流。
  3 送風機軸電流發現過(guò)程
  3.1次(cì)檢修
  2014年12月21日,某公(gōng)司#1爐A送風機電機運行中電機非驅動端軸承溫度出現(xiàn)異常,至1月1日,溫度(dù)達(dá)到(dào)60℃,電機運行聲音開始出現異常,1月3日(rì)電(diàn)機運行過(guò)程(chéng)中聲(shēng)音表現為異常(cháng)尖叫,振動明顯加大(dà),緊急停運後進行第1次搶(qiǎng)修,解體後電機兩端軸承外圈發現彈道呈現軸向(xiàng)階梯深溝槽痕跡,非負荷端軸(zhóu)承彈道痕跡相對其(qí)它痕跡更為明顯。分析認為是軸承自身原因(yīn)引起,更(gèng)換驅動端NU228和非驅動端6326軸承後投入運行。
  3.2第二次檢修
  2015年2月6日(rì),送風機電(diàn)機(jī)振動、聲音、溫度均出(chū)現異常,緊急停運後進行第2次搶修,解體後發現軸承受損現象與(yǔ)12月21日情況相同(tóng),用手(shǒu)觸摸可感覺到很明顯深溝槽痕跡,軸承的下半部位(wèi)有深溝狀痕跡。深入分析(xī)後判(pàn)斷為裝配原因或軸電流引起,為防範軸電流損壞在電機非負荷(hé)端軸承(chéng)處絕緣處理,在軸套與大端蓋間加了一層約(yuē)1mm厚(hòu)的絕緣膜墊(diàn)片,並對軸承套(tào)的固(gù)定(dìng)螺栓加絕緣套管(guǎn)及絕緣墊(diàn)片。
  3.3第三次(cì)檢修
  2015年3月9日,#1爐A送風機電機再次出現震動過大,聲音異常,工作人員立即組織第三次檢(jiǎn)修,發現(xiàn)後側軸承仍然存在軸電流電蝕灼傷。確定更換的絕緣(yuán)墊,絕緣套管未能徹底解決軸電流問題,於是決定采取(qǔ)在送風(fēng)機(jī)電機(jī)後側加裝自(zì)製接地碳刷的解決方(fāng)案。
  4 接地碳刷(shuā)裝置原理
  4.1結構原理
  電動機轉子(zǐ)接地裝置是(shì)一端連接到接(jiē)地扁鐵上,另一端連接在電(diàn)動機的(de)轉子上,目的在於防止(zhǐ)高的靜電電荷在電動機轉子上產生積聚(jù)的接地裝置。
  接地(dì)碳刷裝置還采用了(le)安裝在支架上的電刷。電刷采用螺釘固定在高壓電動機端部的擋油環上。電刷保(bǎo)持與電動(dòng)機轉子可靠接(jiē)觸,將電動機轉子上積聚的靜電電荷通過電刷(shuā)座及(jí)時導入大地。
  4.2維護與保(bǎo)養
  因為接(jiē)地裝置帶有(yǒu)相對小的(de)電流,同時長期運(yùn)行過程中電刷表麵趨於光滑,因此會產生一定電(diàn)阻,電刷的效率隨之下降。因此,在運行過程中應每周對轉子(zǐ)碳刷(shuā)進行一次檢查,如發現有電壓建(jiàn)立時應該用砂紙輕(qīng)輕(qīng)地打磨,以保證接觸良好。
  5 方(fāng)案成果
  在加裝了(le)自製絕緣(yuán)接地(dì)裝置(zhì)後(hòu)近兩年,某公司送風機電機(jī)運行狀態良好(hǎo),振動,溫度保持正常,高(gāo)壓電機(jī)兩端軸承再無(wú)出現因軸電(diàn)流而(ér)引起的溝槽痕跡異常。除正常大小修外無異常出現,減小了維護工作(zuò)量,節約(yuē)了檢修成本,同時此方案為類似問題提供了參考的解決方案,有力的保障了機組的安全穩定(dìng)運行。
  參考文獻:
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  [3]楊冠成(chéng)主編.電力係統自動裝置原理(第四版)[M].中國電力出版社.
來源:《山東工業技術》2017年13期
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