Page 111 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第三章 风力发电机组设计与优化

承发生电腐蚀形成白蚀裂纹失效（WECs），甚至是凹槽腐蚀（FLUTING）失效。
目前的解决方案主要有轴承接地、静电屏蔽、使用陶瓷滚珠混合轴承、绝缘涂层
轴承和润滑脂来缓解这一问题。

目前通过润滑脂来缓解轴承电蚀损伤主要是加入电介质材料来改变润滑脂的
电阻率。但是研究人员有不同的观点，Prashad 认为提高润滑脂的电阻率可以降
低轴承电蚀损伤，但当高电阻的润滑脂表面累积的电荷超过阈值时，接触表面突
然放电也会引起轴承损伤。而 Suzumura 的试验研究发现，用纳米炭黑做的低电

阻润滑脂的轴承表面没有出现电蚀损伤，而加入碳纳米管的高电阻润滑脂则出现
了波纹状损伤，认为低电阻润滑脂不易产生电蚀损伤。近年来，国内外学者对多
种电介质材料对润滑脂电性能的影响进行了研究，一个方向是在润滑脂中加入纳
米碳黑、碳纳米管、石墨烯等碳材料，或者加入离子液体来降低电阻率制造导电

润滑脂。另一个方向是在润滑脂中加入 TiO 2 、SiO 2 、ZnO、Al 2 O 3 、Fe 3 O 4 等纳米
氧化物或者矿物质来提高润滑脂的击穿电压和电阻，制造出绝缘润滑脂。但是，
这些研究基本上还处于实验室研究阶段没有工业化应用，在用的商业电机轴承润
滑脂基本没有加入这些电介质材料。Abhishek 对商用风机轴承润滑剂的电性能
进行了表征，在 40Hz 和 50℃条件下，某在用风机润滑脂的相对介电常数在 3.8

和 4.7 之间，在极低频下，高粘度润滑脂 0.1~10mHz 的极化效应显著提高了相对
介电常数，新脂的电导率为 4200pS/m，使用后润滑脂的电导率降至 2450pS/m。
Ghezzi 等人研究了氮化硅涂层的深沟球混合轴承在脂润滑和不润滑条件下的性

能，与未加润滑脂的轴承相比，复合锂合成润滑脂在保护接触表面方面发挥了重
要的作用，脂润滑轴承与非脂润滑轴承相比显示出更长和更复杂的磨损行为。
（二）风机轴承润滑脂的配方研究进展
近年来，针对上述风机轴承的摩擦学问题，润滑脂研发人员做了许多研究工

作，主要通过选择合适的组合物配方来提高润滑脂的各项性能。因为我国巨大的
风电润滑市场以及国产化的需求，国内风机润滑脂的配方开发是比较热点的研究
领域，而国外尤其是欧美国家的风机润滑产品的技术壁垒较高，较难从公开的文
献报道中获取配方工艺等核心技术信息。目前，风机轴承润滑脂配方普遍采用锂、

锂钙、复合锂或聚脲稠化剂来稠化半合成或合成基础油，并添加抗氧防锈、极压
抗磨等多种功能添加剂。
李晓佳研制了一款风力发电机组发电机轴承润滑脂，采用复合皂稠化基础油，

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