CN105340139A - 用于尤其在风力设备中导出接地电流的装置 - Google Patents

用于尤其在风力设备中导出接地电流的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105340139A
CN105340139A CN201480036791.1A CN201480036791A CN105340139A CN 105340139 A CN105340139 A CN 105340139A CN 201480036791 A CN201480036791 A CN 201480036791A CN 105340139 A CN105340139 A CN 105340139A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sliding contact
carbon brush
contact element
ground loop
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480036791.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105340139B (zh
Inventor
M·法布尔
B·基纳斯特
W·费斯佩尔
D·沃尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pantrac GmbH
Original Assignee
Pantrac GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51033198&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN105340139(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Pantrac GmbH filed Critical Pantrac GmbH
Publication of CN105340139A publication Critical patent/CN105340139A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105340139B publication Critical patent/CN105340139B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/26—Solid sliding contacts, e.g. carbon brush

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于导出接地电流的装置，尤其用于风力设备中，由电机导出接地电流，该装置具有安装在电机转子上的接地环以及接地的滑动接触元件，所述滑动接触元件与所述接地环接触。其设置为：所述滑动接触元件具有表观密度为1.1-1.4g/cm3的碳刷，并且所述碳刷具有由银制得的金属嵌入，其中，银含量处于1％和8％之间。

Description

用于尤其在风力设备中导出接地电流的装置
技术领域
本发明涉及一种用于导出接地电流的装置，尤其用于风力设备中，由电机导出接地电流，该装置具有安装在电机转子上的接地环以及接地的滑动接触元件，该滑动接触元件与所述接地环接触。
背景技术
类属形式的装置已经为公众所知。
在电网运行中使用大型电机情况下以及在变流器运行中使用电机情况下，会出现轴电压。只要这些轴电压超过约4V范围中确定的阈值(峰值电压)，那么在轴承的动液压的、仅微米(μm)厚的绝缘油膜中出现电击穿。所述电击穿损坏运转面并且导致电腐蚀，该电腐蚀会明显减少静态的轴承寿命。
此外，在变流器机器中通过所谓的共模电压引起轴电压。与三相电网相反，在变流器出口上三个相的电压矢量不会在任何时间点都消除到零。这种技术上造成的残余电压被称作共模电压。经由由线路电感和机器电容组成的振荡回路，通过共模电压的脉冲施加轴电压作为被强阻尼的电振荡。被称之为振荡的频率处在30至50kHz的范围内并且单个电压峰值的重复频率相应于变流器时钟频率处于2至3kHz范围内。
在转子馈给式风力异步发电机中，变流器经由滑动环直接处在转子上。
专利DE2010039065A1中公开了一种所谓的轴接地，用于导出轴承电流，即所述轴承电流不通过轴承引导。在此情况下，在该轴上设置接地环，该接地环与滑动接触元件接触，该滑动接触元件接地连接。已经公知的所述滑动接触元件由金属石墨刷或金属石墨-天然石墨层刷构成。
已证实的是，在使用金属石墨刷或金属石墨-天然石墨层刷的情况下，在用于导出接地电流的装置上出现相对快的磨损。在此情况下，接地环和接触轨上一般会出现斑块以及接地环和接触轨上出现烧灼和金属沉积。接地环与滑动接触元件之间使用微电弧，这些微电弧导致所述接地环的腐蚀。接地环的以及与所述接地环接触的滑动接触元件的由此产生的机械磨损导致经由接触配对件的电压降的提高。由此存在轴电流不通过用于导出接地电流的装置，而是通过轴承导出的危险，这些轴承由此又会经受本身要阻止的磨损。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种类属形式的用于导出接地电流的装置，该装置的特征在于简单的结构并且为磨损少并且确保了高频率电流的可靠导出。
根据本发明，该目的是通过具有权利要求1中所述特征的装置得以实现。所述滑动接触元件具有表观密度为1.1g/cm3至1.4g/cm3的碳刷，并且所述碳刷具有由银制得的金属嵌入，其中，银含量处于1％至8％之间。因此，赋予碳刷高弹性是可能的。通过该相对于已知的金属石墨刷很低的表观密度会实现，碳与金属嵌入确保了滑动接触元件与接地环的良好的、电的和机械的接触并且以非常恒定的摩擦系数在全部负载范围上具有高的长时间运行强度。例如，所述摩擦系数在0.15至0.20之间的范围中。摩擦系数在不同的运行条件和环境条件下保持恒定。
接地环的、也就是与滑动触点产生接触的接触轨的磨损被减少到绝对最小值。
在不同运行条件和环境条件下，通过添加银出现均匀和小的电压降。具有根据本发明的表观密度的、具有金属嵌入的碳刷同样具有前面所描述的优点。通过具有低密度和恒定的高摩擦值的石墨与在结构中很低的银含量的根据本发明所找到的组合实现了石墨原料的弹性和摩擦因数保持获得，其中，低的银量仅很小地影响密度，但是同时造成电压峰值的明显减少。由此可以从轴可靠导出高频电流。从而可靠地保护了轴承并且轴承由此具有大的静态寿命。
总之，用于检查或更换滑动接触元件和/或接地环的维护时间段可以明显延长。由此，尤其在使用风力设备中的转子馈给异步发电机的情况下，基于经常很难的可接触性，例如在离岸应用的情况下获得了明显的、经济上的优点。
在本发明的一个优选实施方式中设置为，具有金属嵌入的碳刷的表观密度处在1.15-1.30g/cm3、尤其是1.2-1.28g/cm3之间。已证实的是，在该表观密度下可以实现具有已提到的优点的非常恒定的摩擦系数。
该目的还通过具有权利要求中所述特征的具有金属嵌入的碳刷来解决。滑动接触元件与风力设备中的电机的接地环接触，通过用于该滑动接触元件的具有金属嵌入的碳刷具有1-1.4g/cm3、优选1.15-1.30g/cm3、尤其是1.2-1.28g/cm3的表观密度，有利地可行的是，使用于导出风力设备中的接地电流的已经存在的装置配备有根据本发明的具有金属嵌入的碳刷。由此显著地延长了电机轴承的静态寿命。维护时间段和由此与之相关的结构可以明显被减小。
本发明的其它的优选实施方式从其余的、在从属权利要求中所述特征中获得。
附图说明
接下来，参考附图在实施例中对本发明进行了更详细解释，该附图示意性示出了用于导出接地电流的装置。
具体实施方式
图1示出了用于导出接地电流的总体上以10标示的装置。该装置10包括接地环12，该接地环12设置在轴14上。该轴14是电机转子的组成部件，尤其是用于风力设备的转子馈给式异步发电机的转子的组成部件。转子馈给式异步发电机的结构和作用方式一般是已知的，因此在本说明书的范畴内不再详细探讨。
给所述接地环12配置滑动接触元件16，该滑动接触元件16包括具有金属嵌入的碳刷18。具有金属嵌入的碳刷18通过在这里示出的线路20与地电位连接。
具有金属嵌入的碳刷18与接地环12接触。这类布置方案本身是已知的。
根据本发明设置为：具有金属嵌入的碳刷18具有1.2-1.28g/cm3的表观密度。此外，金属石墨刷18具有2.5％-5％银含量之间的银渗入。
通过低密度和银含量，在恒定的摩擦系数之外也获得了小的电压降，也就是实现具有金属嵌入的碳刷18与接地环12之间的低接触电阻。
为了获得所述银渗入，银溶液被注入到具有低的表观密度的、具有金属嵌入的碳刷18中，然后银通过化学-热力过程被析出。为此，银没有被熔融。银含量针对具有金属嵌入的碳刷18的电流传导性而言仅扮演了次要的角色。相对于没有以银浸入的、具有金属嵌入的碳刷，金属石墨刷18中5％的银含量造成经过装置10的电压降下降50％并且2.5％的银含量造成装置10中的电压降下降25％。
银渗入由此附加于具有金属嵌入的碳刷18的本身已经根据本发明所设置的低表观密度引起了其它的优点。
尤其是获得了高的脉冲电流强度。在空转运转时，该脉冲电流强度例如为0A/cm2，并且在负载时为20A/cm2。通过小的密度，所述具有金属嵌入的碳刷18具有高弹性，该高弹性导致恒定的摩擦系数。例如通过低的灰含量，例如具有金属嵌入的所使用的碳刷中的例如0.8％的灰含量能够获得小的密度。
总之可以因此确定，通过具有低密度的、针对具有金属嵌入的碳刷18的高弹性刷原料获得了与刷原料中的小的银含量结合的稳定摩擦因数并获得了低的电压降。由此获得了接地电流的装置导出的维护少的运转行为，其具有带金属嵌入的碳刷18的低磨损和接地环12的低磨损。
附图标记
10装置
12接地环
14轴
16滑动接触元件
18具有金属嵌入的碳刷
20线路

Claims (5)

1.一种用于导出接地电流的装置，其尤其用于风力设备中，由电机导出接地电流，所述装置具有安装在电机转子上的接地环以及接地的滑动接触元件，所述滑动接触元件与所述接地环接触，
其特征在于，
所述滑动接触元件(16)具有表观密度为1.1-1.4g/cm3的碳刷，并且所述碳刷(18)具有由银制得的金属嵌入，其中，银含量处于1％至8％之间。
2.按照权利要求1所述的装置，
其特征在于，
所述表观密度为1.15至1.30g/cm3。
3.按照权利要求1所述的装置，
其特征在于，
所述表观密度为1.2至1.28g/cm3。
4.按照权利要求1所述的装置，
其特征在于，
所述银含量为2％至5％之间。
5.一种具有金属嵌入的碳刷(18)，其用于滑动接触元件(16)，所述滑动接触元件能够与风力设备中的电机的接地环(12)接触，
其特征在于，
表观密度为1.1至1.4g/cm3、优选为1.15至1.30g/cm3、尤其为1.2至1.28g/cm3并且银含量为1％至8％之间。
CN201480036791.1A 2013-06-25 2014-06-25 用于尤其在风力设备中导出接地电流的装置 Active CN105340139B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013212062.1 2013-06-25
DE102013212062.1A DE102013212062B4 (de) 2013-06-25 2013-06-25 Vorrichtung zur Ableitung von Erdungsströmen, insbesondere in Windkraftanlagen
PCT/EP2014/063414 WO2014207047A1 (de) 2013-06-25 2014-06-25 Vorrichtung zur ableitung von erdungsströmen, insbesondere in windkraftanlagen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105340139A true CN105340139A (zh) 2016-02-17
CN105340139B CN105340139B (zh) 2019-06-07

Family

ID=51033198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480036791.1A Active CN105340139B (zh) 2013-06-25 2014-06-25 用于尤其在风力设备中导出接地电流的装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10109969B2 (zh)
EP (1) EP3014712B1 (zh)
JP (1) JP2016525329A (zh)
CN (1) CN105340139B (zh)
DE (1) DE102013212062B4 (zh)
EA (1) EA030914B1 (zh)
WO (1) WO2014207047A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109565227A (zh) * 2016-07-26 2019-04-02 申克碳科技有限公司 用于释放电干扰的释放装置
CN114556720A (zh) * 2019-11-25 2022-05-27 特耐斯株式会社 以银为主成分的金属石墨质接地电刷及其制造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015005859A1 (en) 2013-07-10 2015-01-15 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Mutated immunoglobulin-binding polypeptides
EP3255276B1 (en) 2016-06-09 2019-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Lighting protection system for a wind turbine
CN111129797A (zh) * 2020-01-06 2020-05-08 珠海优特电力科技股份有限公司 智能接地环装置、智能接地装置、智能接地环系统及监测方法
EP4210203A1 (en) 2022-01-08 2023-07-12 General Electric Renovables España S.L. Electrical machines and methods to mitigate bearing currents
DE102022205412A1 (de) * 2022-05-30 2023-11-30 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Wellenstromableiter und Wellenanordnung
CN116717439B (zh) * 2023-08-11 2023-11-17 威海亨策新能源科技有限公司 一种带有防雷保护装置的风力发电机组

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2640944A (en) * 1949-06-04 1953-06-02 Union Carbide & Carbon Corp Electrical contact brush
EP0212666A2 (en) * 1985-08-27 1987-03-04 Intercal Company Electrical contact containing intercalated graphite
CN1701487A (zh) * 2003-09-04 2005-11-23 东炭化工株式会社 电动机械用碳刷
DE102010039065A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Erdungsvorrichtung zur Erdung einer Welle
CN102806511A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 江国军 一种精密修磨机
CN202710201U (zh) * 2012-08-19 2013-01-30 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种永磁电机永磁体温度在线检测装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB804688A (en) * 1957-05-09 1958-11-19 Nobrac Carbon Ltd Improvements in or relating to dynamo electric machines
US2989490A (en) * 1958-02-19 1961-06-20 Union Carbide Corp Electrical contact brush for high altitude use
US3284371A (en) * 1964-01-14 1966-11-08 Stackpole Carbon Co Electrographitic brush
DE4403433A1 (de) * 1994-02-04 1995-08-10 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Metallimprägnierter Kohlenwerkstoff
US5634800A (en) * 1994-04-29 1997-06-03 The B. F. Goodrich Company Sliding contact for a propeller ice protection system
JP4091024B2 (ja) * 2004-07-26 2008-05-28 東炭化工株式会社 カーボンブラシ
WO2007073793A1 (en) * 2005-12-24 2007-07-05 Pyongyang Technical Trading Centre Flexible natural graphite material and flexible manufacturing method (process) and use thereof
JP5825705B2 (ja) * 2010-03-26 2015-12-02 東洋炭素株式会社 カーボンブラシ
JP6539018B2 (ja) * 2014-04-23 2019-07-03 東炭化工株式会社 樹脂結合炭素質ブラシおよびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2640944A (en) * 1949-06-04 1953-06-02 Union Carbide & Carbon Corp Electrical contact brush
EP0212666A2 (en) * 1985-08-27 1987-03-04 Intercal Company Electrical contact containing intercalated graphite
CN1701487A (zh) * 2003-09-04 2005-11-23 东炭化工株式会社 电动机械用碳刷
DE102010039065A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Erdungsvorrichtung zur Erdung einer Welle
CN102806511A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 江国军 一种精密修磨机
CN202710201U (zh) * 2012-08-19 2013-01-30 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 一种永磁电机永磁体温度在线检测装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109565227A (zh) * 2016-07-26 2019-04-02 申克碳科技有限公司 用于释放电干扰的释放装置
CN109565227B (zh) * 2016-07-26 2021-05-25 申克碳科技有限公司 用于释放电干扰的释放装置
CN114556720A (zh) * 2019-11-25 2022-05-27 特耐斯株式会社 以银为主成分的金属石墨质接地电刷及其制造方法
CN114556720B (zh) * 2019-11-25 2024-06-04 特耐斯株式会社 以银为主成分的金属石墨质接地电刷及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EA030914B1 (ru) 2018-10-31
JP2016525329A (ja) 2016-08-22
EP3014712B1 (de) 2019-02-27
EA201501138A1 (ru) 2016-05-31
CN105340139B (zh) 2019-06-07
WO2014207047A1 (de) 2014-12-31
EP3014712A1 (de) 2016-05-04
DE102013212062A1 (de) 2015-01-08
DE102013212062B4 (de) 2017-05-11
US20160134072A1 (en) 2016-05-12
US10109969B2 (en) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105340139A (zh) 用于尤其在风力设备中导出接地电流的装置
MY164079A (en) Apparatus for balancing impedance of a resistivity measuring tool
MX2019007941A (es) Recoleccion de energia en el fondo del pozo.
MX2019007940A (es) Recoleccion de energia en el fondo del pozo.
CN103683687A (zh) 汽轮发电机接地装置及方法
JP5615406B2 (ja) コネクタ回路及びサージ防護機器
ATE522966T1 (de) Windturbine mit geringer elektromagnetischer strahlung
Rzayeva et al. Overvoltages during Single-Phase Earth Fault in Neutral-Isolated Networks (10÷ 35) kV
CN103296661A (zh) 一种直流系统的防雷保护电路
CN205260230U (zh) 风电机组防雷滑环
Durham et al. Oilfield electric power distribution
CN104066984A (zh) 用于风力涡轮机的轴承布置
CN203481765U (zh) 一种用于500kv的避雷保护装置
Brinner et al. Electric submersible pump grounding
CN103475140A (zh) 一种自短路绝缘轴承
RU2683799C2 (ru) Подземная высоковольтная электрическая линия
RU168089U1 (ru) Система подземного высоковольтного электроснабжения с изолированной нейтралью
Adesina et al. Development of an improved earthing method for power and distribution transformers substations
CN205376792U (zh) 一种低阻抗高压线路避雷系统
CN205377231U (zh) 一种高压线路的避雷系统
CN204131118U (zh) 一种地电位反击保护器
CN209170154U (zh) 一种能够消除轴电流的高压柴油发电机组
CN203352162U (zh) 避雷器
CN203813218U (zh) 一种零线纵向布置的开关柜
CN203180467U (zh) 交联电缆终端与gis开关外壳屏蔽连接装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant