Увеличение срока службы генераторов с помощью подшипников с электроизоляцией

«Подшипники генераторов ветряных турбин всё больше подвергаются воздействию высокочастотных токов, однако их можно защитить, используя исполнения с изоляцией, способные работать даже в условиях высокой влажности», — говорит инженер SKF Александр Штробель.

Подшипники должны выдерживать жёсткие условия эксплуатации. Одни из самых тяжёлых условий встречаются в генераторах ветряных турбин, где подшипники подвержены воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, а их замена представляет собой сложный и дорогостоящий процесс. Они должны выдерживать любые рабочие условия.

Помимо этого, существует ещё одна проблема, обусловленная природой электрических машин, к которым относятся и генераторы. При прохождении тока через подшипники качения возникает риск электрической эрозии, которая может негативно сказаться на надёжности оборудования. Такая эрозия может повредить подшипники и ухудшить их рабочие характеристики, особенно в оборудовании с управлением от преобразователей частоты (тяговые двигатели, электродвигатели и генераторы), получившем широкое распространение в последние годы. Это приводит к снижению эксплуатационной готовности и к необходимости проведения дорогостоящего техобслуживания.

Первым признаком подобной проблемы обычно является увеличение температуры. Системы мониторинга состояния оборудования отслеживают такие изменения, хотя их можно определить и по другим признакам, например, по потемнению смазки, которая выгорает в условиях высоких температур.

Одновременно с этим в подшипнике начинает появляться вибрация. Это можно определить по возросшему уровню шума при работе оборудования или с помощью датчиков мониторинга вибрации, если они установлены. Такая вибрация возникает из-за того, что проходящие через подшипник высокочастотные токи образуют на поверхностях микрораковины.

Используемые в ветряных турбинах генераторы подвержены повреждениям даже в большей степени — они должны выдерживать самые неблагоприятные условия внешней среды (включая колебания температуры, изменяющиеся нагрузки, воздействие насыщенного солью морского воздуха). При этом они устанавливаются в труднодоступных местах, поэтому должны работать практически без техобслуживания.

Единственным способом гарантированно получить подтверждение того, что неисправность подшипника была вызвана прохождением электрических токов, является демонтаж и отправка подшипника изготовителю на изучение с возможным разрезанием такого подшипника для тщательного анализа. Если выясняется, что причиной выхода из строя стала электрическая эрозия, то, по крайней мере, становится понятно какую именно проблему необходимо решать.

Первым шагом к созданию надёжного решения является организация надлежащей работы электрооборудования, включая питание, коммутационные устройства, кабели, щётки и заземление.

Для оптимальной работы системы важно использовать подходящие компоненты. Это не решит проблему полностью, но поможет увеличить срок службы подшипника в условиях воздействия таких неблагоприятных факторов, как утечки тока.

Повышение надёжности с помощью электроизоляции
Дополнительным фактором повышения надёжности, помогающим защитить подшипник и продлить срок службы оборудования в подобных ситуациях, является использование подшипников с электроизоляцией, например, подшипников SKF INSOCOAT. Они отличаются специальным покрытием, препятствующим прохождению электрического тока даже в условиях повышенной влажности благодаря уникальному защитному герметику. Влажность снижает эффективность обычного изолирующего покрытия, поэтому новый защитный герметик подшипников INSOCOAT особенно подходит для таких стран со сложными климатическими условиями, как Китай и Индия.

Подшипники INSOCOAT широко используются в генераторах ветряных турбин. Они покрыты оксидом алюминия, который наносится методом плазменного напыления. Равномерная толщина покрытия обеспечивает более высокую степень защиты, поскольку электрический ток всегда находит самое уязвимое место. Одинарный слой может наноситься на внешнюю поверхность внутреннего или наружного кольца. Для генераторов и крупногабаритных подшипников в целом покрытие предпочтительнее наносить на внутреннее кольцо. При этом такое покрытие может наноситься на подшипники большинства размеров. Однако лучше заранее убедиться в наличии требуемых подшипников с изолирующим покрытием для конкретных задач. Покрытие внутреннего кольца уменьшает электрическую ёмкость подшипниковой системы, что приводит к увеличению импеданса, повышая защиту от воздействия электрического тока.

Подшипники INSOCOAT работают в том же температурном диапазоне и имеют те же размеры, что и стандартные подшипники, благодаря чему их можно использовать в качестве замены без дополнительных сложностей, связанных с монтажом. Демонтаж стандартных подшипников с их последующей заменой на аналоги серии INSOCOAT — это простой процесс, не требующий специальных инструментов или условий. До настоящего времени SKF поставляла подшипники INSOCOAT с покрытием толщиной 100 мкм. Однако в настоящее время появляется новое поколение подшипников с покрытием толщиной 300 мкм, обеспечивающих более надёжную защиту.

К сожалению, в конечном счёте электрические токи всегда возьмут своё, поэтому любое решение, основанное на использовании изолирующих покрытий, может лишь уменьшить, но не устранить проблемы, связанные с паразитными токами. Тем не менее, дополнительная защита подшипников SKF INSOCOAT помогает увеличить срок службы и избежать простоев оборудования, повышая энергоэффективность и экономические показатели ветряных турбин.

Источник: https://www.skf.com/ru/news-and-media/news-search/2020-Mar-19-boosting-generator-life-with-insulated-bearings.html

No Comments Yet.

leave your comment

You must be logged in to post a comment.

Вверх

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Адрес: 614064, Россия, г.Пермь, ул. Чкалова, 7 - 27
+7 (342) 241-30-71
+7 (342) 249-73-13

Could not call? Leave your number we will call you back!
[contact-form-7 404 "Not Found"]