王 林，毛 健，李新田

（向家坝水力发电厂，四川 宜宾 644612）

1 轴电压的产生及其危害

由于定、转子之间的气隙不均匀以及定子铁芯的局部磁阻较大、磁路不对称等原因，导致发电机的定子磁场存在不平衡，这会使得水轮发电机的转子上产生与轴相交的交变磁通和轴向的感应电势，即轴电压[1]。对于水轮发电机，由于机组转速不高，且通过设计制造和安装单位对机组安装质量的控制，机组正常运行时该感应电势对地不会太高，发电机上端轴轴电压一般不超过2～3 V，某大型电站机组的轴电压也大致处于这一水平。仅某大型电站个别机型因定子磁路设计上的问题，轴电压偏高，峰值甚至达数十V。

在波形特征上，轴电压谐波特征明显，但起主要作用的是基波与三次谐波[2]。以某大型电站机型为例，通过FFT分析，（如图1、2）当机端电压为额定时，三次谐波占整个电压比例的一半以上。随着机端电压的下降，高次谐波比重加大，如电压为40%Un时，15次谐波成主要成分，这说明轴电压的性质与转速有关系。

尽管轴电势数值不大，但在发电机内部各种交变的脉冲磁场的作用下，其峰值却很高（如图1）。由于转子轴内电阻很小，且一般轴承与大轴间只有不到1 mm的油膜间隙，如轴领与大轴间绝缘破坏，它将在轴电压的作用下，沿轴承和底板形成的闭合回路，对轴瓦击穿放电，轴电流可达很大数值（数百到数千安培），对轴瓦造成电气侵蚀，同时使润滑油劣化进一步恶化轴瓦的运行环境。……