عبور جریان الکتریکی، خطری برای بیرینگ‌های ژنراتورهای توربین‌های بادی

توربین‌های بادی
توربین‌های بادی

بیرینگ‌های به‌کاررفته در ژنراتورهای توربین‌های بادی به طور فزاینده‌ای در معرض عبور جریان‌های الکتریکی فرکانس‌بالا قرار می‌گیرند که این امر ممکن است منجر به تخریب این بیرینگ‌ها در اثر وقوع پدیده خوردگی الکتریکی گردد. طی سال‌های اخیر تعداد گزارش‌های خرابی‌ بیرینگ ناشی از این نوع آسیب، افزایش یافته است.

به طور معمول اولین علامت وقوع این مشکل، افزایش دما است که از طریق سیستم‌های پایش وضعیت بیرینگ قابل تشخیص است. البته در صورت عدم وجود چنین سیستم‌هایی معمولاً از تغییر رنگ روانکار که ناشی از سوختن آن در اثر بالارفتن دما است نیز می‌توان به بروز مشکل پی برد. هرچند که ممکن است دیرهنگام باشد.

با ایجاد میکروپیتینگ‌ توسط جریان عبوری، میزان ارتعاشات بیرینگ نیز افزایش می‌یابد که این امر در درجه اول توسط سیستم‌های پایش ارتعاشات و سپس توسط افزایش نویز دستگاه قابل تشخیص است.

البته تشخیص قطعی وقوع خرابی در اثر عبور جریان الکتریکی از طریق انجام آزمایش‌های پیشرفته بر روی بیرینگ صورت می‌گیرد که در برخی موارد نیازمند برش دادن بیرینگ برای مطالعه آن است.

آن‌چه وضعیت را برای بیرینگ‌های به‌کاررفته در ژنراتورهای توربین‌های بادی نسبت به سایر ماشین‌آلات الکترکی بدتر می‌کند، شرایط کاری این بیرینگ‌ها است که در معرض نوسان دما، بارهای متغیر و در برخی موارد هوای آلوده به نمک در دریاها قرار دارند. همچنین شرایط کاری و دسترسی این بیرینگ‌ها به گونه‌ای است که تعویض آن‌ها امری زمان‌بر و بسیار پرهزینه است. به همین دلیل باید این بیرینگ‌ها به گونه‌ای کار کنند که برای زمان‌های طولانی مدت، عملاً نیازی به انجام عملیات نگه‌داری یا تعویض نداشته باشند.

برای غلبه بر مشکل عبور جریان الکتریکی از بیرینگ‌های به‌کاررفته در ژنراتورهای توربین‌های بادی، معمولاً از بیرینگ‌های ایزوله‌الکتریکی استفاده می‌شود. در این بیرینگ‌ها، سطح رینگ داخلی یا خارجی توسط لایه نازکی از جنس اکسید آلومینیم روکش می‌گردد. همچنین اغلب از یک لایه رزین نیز برای مقابله با امکان انتقال جریان الکتریکی از طریق رطوبت استفاده می‌شود. در حال حاضر مطالعاتی برای تولید بیرینگ‌های دارای لایه‌های عایق ضخیم‌تر در جریان است. البته متأسفانه معمولاً عبور جریان الکتریکی بالأخره رخ داده و موجب تضعیف عملکرد بیرینگ در درازمدت می‌گردد. اما استفاده از بیرینگ مناسب موجب می‌شود تا زمان بروز این آسیب طولانی شده و عملکرد مجموعه توربین به‌صرفه گردد.

برای آشنایی بیشتر با پدیده عبور جریان الکتریکی از بیرینگ‌های غلتشی می‌توانید مقاله زیر را مطالعه نمایید.

مروری بر پدیده عبور جریان الکتریکی از بیرینگ‌های غلتشی

bearingnet_blog