一起高压电动机轴承损坏事故的分析和处理

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摘 要：本文对几台锅炉二次风机电动机轴承的损坏事故进行了分析，论述了电动机轴电流产生的原因及对轴承的损害，介绍了如何防止电动机产生轴电流，采取具体应对措施消除了轴电流，取得了较好的效果。

关键词：电动机；轴承损坏；轴电流；消除措施

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.014

1 引言

某电厂装机两台200MW循环流化床空冷燃煤发电机组，每台锅炉配备两台二次风机。该电动机自投运以来频繁发生电动机轴承振动大，电机运转噪音大等问题，不得已多次更换电动机驱动端和非驱动端轴承，但运行不到3个月就发生重复的故障。最终经分析确认为轴电流导致的轴承损坏，在采取针对性措施，给电动机非驱动端增加绝缘端盖后，彻底解决了这个问题。

2 电机轴承损坏现象和原因分析

滚动轴承在中小型电动机中普遍使用，主要原因是滚动轴承维护方便、运行可靠。但轴电流对滚动轴承的损害很大，只要有轴电流存在，就会对滚动轴承的使用寿命造成影响。

该电厂锅炉二次风机电机为YKK560-4型高压电动机，定位轴承为单列深沟球轴承6232/C3，非轴伸端轴承为单列滚柱NU232ECM/C3，轴承均为SKF品牌。

自2012年以来，#1、2锅炉四台二次风机电机轴承频繁出现轴承振动大、温度高的异常现象，运行中测量轴伸端轴承振动X向达13mm/s以上，Y向达9mm/s以上，电机运转中噪音较大，轴承运行也有较大异音。

前两次异常发生后，经停机解体检查，电机非轴伸端轴承铜合金支架磨损严重断裂损坏，轴伸端NU232内套半边现搓板状，6232轴承游隙较大约40s。我们认为故障原因可能是：1、 风机风叶圆周运转偏心，电机非轴伸端外圈轴线相对偏斜。推力轴承应力集中，铜合金滚柱支架摩擦产生高温。膨胀不均匀；2、轴承质量不好，有假冒伪劣可能；3、对轮中心存在不同心，偏差大，导致电机轴承受力不均。

为此，我们更换了电机轴承的供应商，从SKF地区授权商中采购备品轴承，全部更换电机轴伸端和非轴伸端轴承三盘轴承，检修完成试转，刚加入运行的电动机振动、声音、温度表现正常，两侧轴承振动均小于3mm/s，达到优良水平。

但运行一段时间（-至两个月）后，轴承振动逐步增大，异音逐步增大。直到振动超标，不得不停下来再次更换轴承。如此反复几次，我们发现几次轴承损坏的表现基本一致，即电机两侧支持轴承NU232出现内跑道搓板状条纹，且轴承游隙变大。经查阅资料，咨询SKF中国代表处，我们判断这种损坏现象是典型的过电流腐蚀引起轴承损坏，故障图片与SKF厂家提供的典型轴承损坏故障图像完全一致。

因此，我们购置了SKF生产的漏电检测笔TKED 1，对运行中的电动机两侧轴承进行了现场检测。TKED1漏电检测笔是手持式仪器，简单易用，靠近电机轴承就可以检测到轴承的放电现象，这种放电现象就是电机轴电压通过电机的轴承对地放电而引起的，它会造成滚动体和轴承跑道表面出现电腐蚀，脂降解，从而引起轴承故障，振动增大，噪音增大。

经漏电笔检测，发现出现过轴承故障的二次风机电动机轴承有明显放电，1分钟内检测到的最大放电次数多达120多次。而其他高压电动机均未检测出轴电流的放电现象。这也进一步证明了二次风机电动机轴承损坏就是由于电机轴上的电压通过轴承向地面释放时引起轴电流，从而导致轴承电蚀、脂降解和轴承的最终失效。

3 电动机轴电流故障的特征

通过这几次轴承损坏事件的分析，我们也总结出了电动机轴电流损坏轴承的特征。即：轴电流会在轴承内外圈的跑道上形成许多搓板样的条形烧伤痕迹，这是轴电流对滚动轴承破坏的特有特征。严重时，轴承的表面还会出现一些麻点及伤痕，甚至出现轴承表面裂纹。同时，由于轴承表面的损伤，使得轴承温度出现较为明显的上升，造成油脂流出。

因此，对于使用滚动轴承的大、中型电机，检修过程中需要检查轴承表面痕迹，判断是否发生了轴电流损伤轴承的现象。

4 电动机轴电流的产生

电动机轴电流产生的原因是轴电压。而轴电压是通过电机轴的交变磁链产生的。产生轴电压的原因主要是，电动机转子和定子槽、铁心片之间的连接部分和供电电源不平衡造成的，进而造成电动机内部磁通的不平衡。

轴电压形成轴承电流有两种基本途径。一是由于分布电容的存在，使电动机定子绕组和轴承形成一个电压耦合回路，进而耦合回路将轴电压传到大地，形成轴电流。二是电机转动时，滚珠和滚道之间不断接触，轴电压超过轴承跑道与滚动体之间的油层击穿电压时，使得轴承内外的滚道发生短路，轴电压就会在轴承上形成很大的放电电流，也就是电火花加工电流，加工电流使得轴承跑道表面出现烧痕。

5 消除轴电流损坏轴承的措施及实施效果

为了有效消除轴电流损坏轴承的现象。我们采取的办法是将电机一端的滚动轴承与其端盖绝缘，切断轴电流的形成回路。为此，我们委托湘潭电机股份有限公司制作了电机非轴伸端绝缘端盖，在轴承座及端盖间采用环氧树脂绝缘材料进行绝缘隔绝处理，驱动端的轴承端盖未进行更换。

更换四台二次风机电动机非轴伸端端盖为绝缘端盖后，运行中我们继续采取加强监测，采用SKF漏电检测笔对四台电动机每周进行定期检测，再未测出轴承过电流的现象。

四台电机绝缘端盖处理后，均运行正常，电机振动小于3mm/s，轴承温度小于60℃。运行一个小修周期后，打开检查发现轴承完好，表面光滑，油脂状态良好。

需要特别注意的是，电动机非轴伸端绝缘端盖采用绝缘材料隔绝了轴承座与端盖机壳之间的电气连接，但轴承座排油口及排油管与轴承座和轴承连接，需要在排油孔及排油管与机壳之间采用绝缘橡胶进行绝缘处理，否则功亏一篑，仍然会产生轴电流。

6 结束语

为了有效消除了轴电流对轴承的损坏现象，取得良好的经济效益和社会效益，需要对电机端盖进行改造。通过以上改造，希望为相同类型电动机轴承故障的预防和处理提供一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]SKF维护和产品――SKF公司.

[2]杨萍.电动机轴电流的危害及消除轴电流的措施[J].包钢科技，2005，31（4）.

作者简介：马永辉（1975-），陕西渭南人，硕士，工程师，主要从事：电力生产技术管理方面的工作。