发电机组的轴承绝缘电阻和轴电压测量

【摘要】　介绍了轴电压的形成，用系统图分析轴电压的测量法，介绍了轴承座绝缘电阻的作用和测量方法。

【关键词】　发电机　轴承绝缘　轴电压　接地保护 大轴接地

发电机组在运行中，因磁通不平衡导致沿转子轴向感应出轴电动势。这种磁通不平衡是由于定子与转子气隙不均匀；定子铁心局部导磁不良(铁心的锈蚀、分瓣铁心组装时接合不好)；电枢反应不均匀等原因引起的。轴电动势将沿着转子轴、轴承、机座形成闭合回路，在回路中产生轴电流。轴电流通过轴承使轴瓦发热，油质劣化，甚至会烧坏轴瓦，迫使停机，造成事故。所以，发电机转子一端轴承与机座加一绝缘垫，阻止轴电流流动。因此，机组在安装和运行中，应检测发电机轴承对机座的绝缘电阻或轴承对机座的轴电压，以判断机座轴承的绝缘性能。

(1)测量发电机和励磁机轴承的绝缘电阻时用1000V兆欧表。汽轮发电机的轴承绝缘在安装好油管后进行测量。汽轮发电机组的轴承绝缘电阻不得低于0．5MΩ，立式水轮发电机组的推力轴承每一轴瓦不得低于100 MΩ，油槽冲油并顶起转子时，不得低于0．3MΩ，所有类型的水轮发电机，凡有绝缘的导轴瓦，油槽冲油前，每一轴瓦不得低于100 MΩ。

(2)轴电压是指发电机在全速旋转时，在发电机转子两侧形成的电位差。理清楚轴电压、转子一点接地保护与大轴接地的关系，对于分析转子一点接地保护动作的原因及分析发电机轴承油膜压降，避免发电机因轴承油膜击穿而导致轴瓦烧坏事故的发生，都有一定的帮助。

1　轴电压的测量

轴电压的测量应分为满载、半载和空载三种状态下进行，分别测量转轴两端以及轴承与底座之间的电压值。测量发电机轴电压时，简易的轴系统见图1。在测量轴电压时，可将轴电压理解成一电势E，将油膜理解成等值可变电阻RL(励侧)和RC(汽侧)，将轴瓦对地绝缘垫理解成绝缘电阻RJ，则测量轴电压的等效电路图如图1(b)。

1．1　测量方法

(1)用高内阻电压表测量轴两端电压即bc点电压，得发电机转子轴电压U1。测量时可选用3～10V的电压表，测量的连接线与转轴的接触必须用专用电刷，且电刷上应具有300mm以上的绝缘手柄。

(2)将发电机励磁机侧油膜短接(即ab点短接)；将发电机汽机侧油膜短接(即cd点短接)；用电压表测量发电机励磁机侧轴瓦对地电压即ae点电压U2，可检测绝缘垫对地绝缘情况，当U2＜U1的10％时，说明绝缘垫绝缘情况不良，需进行处理；当U2=U1时，则表明轴承绝缘良好；当U2＞U1时，可认为测量不准确。

运行中水轮发电机组轴颈是密封的。所以，只能测量转子轴对机座的电压U2。在我们厂的氢冷发电机组汽轮机侧轴颈也密封，测量无法触及，而且也没有测量意义，也只能在励磁机侧将轴承与轴短接后，测量轴承对机座电压U2。轴电压U2值不做规定，但是得和历次试验结果比较。

测量轴电压时，应将轴上原接地保护电刷临时提起。

2　测量轴电压时的注意事项

(1)由于轴电压的测量是直接在转动的发电机上进行，因此要特别注意安全，尤其是防止发生卷扎事故。

(2)为了减少误差，应尽量选择内阻大的电压表，并注意使电刷和旋转的轴接触良好。

(3)为了保证测量结果的正确性，应重复进行测定，观察各次测量值是否相同。

(4)当轴承座与底座之间是双重绝缘垫片时，还应该分别测量检查轴承与金属垫片、金属垫片与底座之间的绝缘电阻。

3　大轴接地的好处及对轴电压分析的影响

根据运行实践，大轴接地可以做到：消除转子上由叶片产生的静电荷；对转子进行屏蔽和避免转子一点接地保护误动。保证了机组的稳定运行。

4　结束语

总而言之，由于机组运行当中一些不可避免的原因，轴电压会变大，当轴电流的幅值过大时，轴承油膜将被破坏。在轴承对地绝缘不良的情况下，轴电压产生的电流会引起轴颈表面和轴瓦的电烧伤。因而对轴电压进行测量，分析其分布情况，检查油膜电压及轴承对地绝缘有着很重要的意义。