轴电压在防爆区域电机中的影响及风险分析

在潜在的爆炸性环境中，电机的安全运行至关重要。轴电压作为一种常见的电气现象，其产生和影响不容忽视。本文将探讨轴电压的概念、成因及其在防爆区域中的危害。

轴电压定义

轴电压指的是电机转轴两端或转轴与轴承座之间产生的电压。它通常由电机轴周围的磁路不平衡引起，导致不平衡的磁通切割转轴，从而在轴两端感应出电压。

轴电压产生的原因

1. 磁不平衡：电机定转子的扇形冲片、硅钢片等叠装不均，加上铁芯槽、通风孔等存在，造成磁路中的不平衡磁阻，进而产生轴电压。
2. 逆变供电：电机采用逆变供电时，供电电压中的高次谐波分量会在定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，导致轴电压。
3. 静电荷积累：电机运行过程中，负载流体与旋转体摩擦产生静电荷，电荷积累形成轴电压。
4. 外部电源介入：复杂的接线环境中，带电线头搭接在转轴上，可能产生轴电压。

轴电压的危害

轴电压虽小，但在特定条件下可能引发严重后果。大型、高速电机尤其明显。轴电压较低时，油膜绝缘作用可防止放电。然而，轴电压较高或轴瓦表面有缺陷、润滑油质或流量不达标、电机异常振动等情况可能破坏油膜，导致轴与轴瓦金属性接触，产生轴电流和放电，引发高温，烧损轴颈和轴瓦。

在爆炸性危险区域，隔爆型和正压型电机外壳可以防止内部轴承的轴电压成为点燃源，但安装在这些电机壳体外部的轴承，以及增安型和n型电机的轴承，存在由轴电压引起的点燃风险。

防爆标准的应用

GB/T 3836.1-2021标准的附录H提供了评估轴电压引发电机轴承或电刷火花放电能量的方法，并给出了不同爆炸性危险环境下放电能量的最大限制。通过这些计算，可以评估电机是否存在由轴电压引起的点燃危险。

综上所述，轴电压是电机运行中不可忽视的电气现象，特别是在防爆区域，其管理和控制对于保障人员和设备安全至关重要。通过遵循最新的防爆标准，可以有效评估和管理轴电压带来的风险。