计量校准发电机轴电流对转子零件的损伤及其后果

计量校准发电机轴电流对转子零件的损伤及其后果

计量校准发电机轴电流对转子零件的损伤及其后果是评估其运行安全性与寿命的关键课题。轴电流由磁不对称等因素产生，流经轴承时会引起电蚀，导致滚道与滚动体表面产生凹坑、润滑脂劣化，最终引发振动加剧与轴承失效。为准确监测轴电流，必须对安装于发电机轴端的电流传感器进行定期计量校准：使用标准电流源计量校准其测量范围与精度，确保预警阈值可靠。因此，通过计量校准发电机轴电流对转子零件的损伤及其后果的研究与预防，并依托精准的计量校准数据，是保障大型发电机组安全经济运行的技术基础。

在大型发电机组运行中，由磁路不对称等因素产生的轴电压一旦形成回路，会引发轴电流。从计量校准发电机轴电流对转子零件的损伤及其后果角度审视，该电流虽小但危害巨大：它流经轴承、轴颈等接触面时会产生电蚀，在摩擦副表面形成点蚀或沟槽，破坏油膜润滑，加剧机械磨损。这不仅导致轴承温度升高、振动加大，长期累积更可能引发轴瓦烧毁甚至机组停运的重大事故。因此，需通过在线监测与定期校准监测系统，精准预警此潜在风险。

本文来自东莞计量检测中心-旋转中的轴须采用一定的润滑方式使转子与轴承保持不直接接触，即整个转子在高速旋转时与静子之间有油膜绝缘。由于转子对地存在电阻，一旦带电，就会建立起对地电压，当电压升高到某一数值，就会在电阻最小的区域击穿，发生电火花放电。这种放电作用所带来的主要后果如下：

(1)在放电区域熔化金属粒子，在金属表面形成极微小的电蚀凹坑;

(2)凹坑的积聚使表面变得粗糙，失去光泽，如果发生在轴瓦上则会产生纯机械磨损;

(3)熔化的金属微粒进入润滑系统，使润滑剂受到污染，整个润滑系统的润滑性能变坏，而且含有大量金属微粒的润滑剂会降低油膜电阻，加速电火花侵蚀的进展;

(4)在仪器校验轴承承载区产生局部高温，破坏油膜，烧坏金属，增加磨耗，最终造成严重的摩擦损坏。

在旋转机械的转子系统中，最容易发生电火花放电的部位是径向轴承和止推轴承的承载面、齿式联轴器的工作齿面以及浮环密封面，这些部位因运行中的多种条件变化(如负荷、温度、润滑状况以及转子振动等)，均有可能会使油膜和气隙电阻减小，在这些部位引起电火花放电现象。

对于径向滑动轴承，轴承电蚀凹坑的发展会使巴氏合金表面受到严重的腐蚀，这不仅会改变轴承的原有间隙，而且表面光洁度下降还会导致轴承表面的擦伤和擦痕、局部高温和烧伤。高速轻载轴承表面巴氏合金的磨耗会使一部分轴瓦瓦块失去对转子轴颈的预负荷作用，转子在旋转时容易诱发油膜涡动，造成转子系统的不稳定。而不稳定的油膜反过来又会引起轴承油膜电阻的急剧下降，使更多的轴电流通过该区域，加剧电火花作用，彼此相互激励，最终导致轴承或转子系统的损坏。

止推轴承的电火花损伤是油膜过薄引起的，推力瓦块在电火花侵蚀下很快磨耗。据国外报道，一台涡轮发电机组的止推轴承在轴电流的充电和放电作用下，新更换的轴承使用仅十几天就被侵蚀得无法继续工作。对于米契尔式止推轴承，推力瓦块的电火花侵蚀结果使瓦块不能很好地形成油膜，从而加速纯机械磨损。假如轴向推力较大，会进一步导致止推轴承烧瓦或严重损坏，造成重大设备事故。

旋转中的轴须采用一定的润滑方式使转子与轴承保持不直接接触，即整个转子在高速旋转时与静子之间有油膜绝缘。由于转子对地存在电阻，一旦带电，就会建立起对地电压，当电压升高到某一数值，就会在电阻最小的区域击穿，发生电火花放电。在放电区域熔化金属粒子，在金属表面形成极微小的电蚀凹坑；凹坑的积聚使表面变得粗糙，失去光泽，如果发生在轴瓦上则会产生纯机械磨损；熔化的金属微粒进入润滑系统，使润滑剂受到污染，整个润滑系统的润滑性能变坏，而且含有大量金属微粒的润滑剂会降低油膜电阻，加速电火花侵蚀的进展；在轴承承载区产生局部高温，破坏油膜，烧坏金属，增加磨耗，最终造成严重的摩擦损坏。

对于径向滑动轴承，轴承电蚀凹坑的发展会使巴氏合金表面受到严重的腐蚀，这不仅会改变轴承的原有间隙，而且表面光洁度下降还会导致轴承表面的擦伤和擦痕、局部高温和烧伤。高速轻载轴承表面巴氏合金的磨耗会使一部分轴瓦瓦块失去对转子轴颈的预负荷作用，转子在旋转时容易诱发油膜涡动，造成转子系统的不稳定。而不稳定的油膜反过来又会引起轴承油膜电阻的急剧下降，使更多的轴电流通过该区域，加剧电火花作用，彼此相互激励，最终导致轴承或转子系统的损坏。