轴承中粒子引起绝缘故障的研究

摘要

在引入电力电子开关后，风力涡轮机驱动器轴承的早期故障增加，这导致轴电压和轴承电流。在存在电压时，由于几种合理的电物理机制，可能发生轴承绝缘的破裂，粗糙，电击，颗粒等。在击穿机制期间，通过轴承的高热电流流动可能导致早期故障．我们的目的是通过等效电路模型来了解轴承的电气行为，并强调粒子引发的故障。在存在轴电压时，颗粒通过轴承形成低电阻的路径，并导致轴或承载电流的流动，这可能导致轴承预成熟失效。颗粒如亚利桑那州试验粉尘（ATD），炭黑，铝粉和细铁粉在润滑剂中，在颗粒浓度的范围内，在7.5mg / L和150mg / L之间。在给定测试期间的轴承电绝缘的击穿特性被量化为导通时间，表示在测试期间轴承处于导电状态的时间的百分比。对不同润滑剂样品的传导时间的调查以及研究旋转轴的开始和止挡的影响。粒子的导电性质在轴承电压故障中没有作用。在固定浓度为150mg / L的情况下，具有ATD的润滑剂中的绝缘击穿事件最高，其次是铁粉，铝力和炭黑颗粒。相同的试验润滑剂的导通时间增加了24倍，因为颗粒浓度从7.5mg / L增加到150mg / L. The current activity reduced to almost half in the test after stopping the shaft rotation. The resistance of bearing during insulation breakdown events is highest for aluminium powder, followed by fine iron powder, carbon black and ATD.

1.介绍

对电机的故障分析显示过早失效的轴承是停机的主要原因，不仅在风力发电行业[1，2，也包括石油和化学工业[3.- - - - - -5]．轴承的高故障率也导致大型停机时间，这增加了成本并降低了从风力涡轮机产生的能量的可行性。因此，轴承的更高可靠性是重要的，并且应减少其预成熟失败。这些预成熟故障已经与诸如串联的含量电流的形式的额外电应力和轴承两端的电压相关联6]．杂散轴承电流通常分为:(i)容性轴承电流[7- - - - - -12]， (ii)容性放电电流，也称为静电放电加工(EDM)类型的轴承电流[7，13- - - - - -17]、(iii)高频循环型轴承电流[7，11，12，18- - - - - -20.]，（iv）HF地电流[7，21和(v)欧姆电流[7，22]．

在每分钟转速超过几百的速度下，轴承在一层承载运行负荷的润滑油薄膜上滚动。由于在滚动元件周围形成的润滑膜在本质上是电绝缘的，轴承可以承受一定的电压通过其内和外滚道;通常称为轴承电压。如果轴承电压超过某个阈值，在轴承滚道之间形成一个低电阻的路径，并可能导致高安培轴承电流的流动。在这种情况下，电压源是由由共模电压源在机器内部产生的杂散电容充电引起的，并引起电容放电电流。颗粒和碎片的存在降低了在轴承中引起击穿事件的阈值电压。由于颗粒的存在，高安培高频循环类型的轴承电流通过轴承的流动通常在较大的机器中发现，并已知导致轴承过早故障[7]．引言包括三个部分;（1）建议的轴承等效电路模型，（2）轴承电路的合理机制，以及（3）文学中报告的轴承电路模型。

１．1.轴承的等效电路模型

我们研究的总体目标是从电物理的角度，增加对轴承电流如何在有电压的情况下在钢轴承中启动的理解。此外，研究轴承在不同工作点的电气性能也是总体目标的一部分。为了实现这一点，我们提出了一个基于其作为不同工作点函数的电行为的轴承的等效电路模型。因此，轴承被电建模为具有两种主要电气状态的几个电气元件的系统，即绝缘和导电。研究了这两种电态的组成作为工作点的函数。等效电路模型如图所示1，而类似的电路模型亦在[13，23]．在本文中，我们以粒子引发击穿为焦点，实验研究了一个微型轴承的电学行为和性能，即报道了在粒子引发击穿影响下的导电状态性能的研究结果。

在绝缘状态下，当轴承在EHL状态下工作时，轴承可以用电容并联表示， ，和阻力, ．电容是由轴承的尺寸和几何形状以及润滑剂的相对电容决定的。因此,由于在操作期间薄膜的物理，化学或电性能的临时变化和轴承弹性变形而导致的临时变化。由共模电压驱动的轴承电流然后主要通过轴承流过绝缘状态。与电容平行，电阻， ，是连接的，代表润滑剂中的各种损耗，如导电损耗，也可能是轴承内部件的极化损耗。润滑油膜厚度一般在0.2-2左右μ.m [24]和轴承类型的变化。

在导通状态下，击穿机制形成一个低阻路径，电桥接轴承滚道，代表如图所示的电路开关的临时闭合1．在发生击穿的情况下，轴承在导电状态下的电阻比在绝缘状态下的阻抗要低得多。总电流将由两部分组成，通过机器杂散电容的电容驱动电流和由于机器杂散电容放电而产生的放电电流。轴承阻力,由测量的轴承电压和轴承电流的比值给出。

运行时润滑膜厚度在0.2-2范围内μ.M在一个运行的轴承。几个10伏特的电压[6从而产生高电场(高达100 V/μ.M）在亚微米润滑膜中，薄膜的绝缘分解导致润滑剂的加热，蒸发，轴承钢的熔化和轴承表面上的火山口形成。

为了获得通过轴承的阻性电流，必须满足两个条件:(i) a分解机制通过绝缘轴承润滑剂提供临时电路，（ii）a轴电压驱动电流通过既定的路径。当这种情况发生时，横跨轴承的电压，即轴承电压，下降到一个小值，由导电路径的电阻( ）。

1．2．轴承内部的电气故障机制

轴承内的击穿事件为承载电流的流动提供了低阻抗路径，导致其过早失效。不同类型的轴承电流可以在轴承的电绝缘间隔内流过轴承。由于几种合理的机制，例如（i）诸如润滑膜的电气分布，（ii）的润滑膜，（iii）污染和固体颗粒，可以在轴承内部发生绝缘击穿。

轴承运行期间频繁的粗糙接触导致轴承内外滚道之间的任何轴承电压放电。滚道和滚动元件的金属表面上的凸起(局部峰值)使物理接触频繁，为通过轴承的欧姆电流流动提供一条路径。频繁的粗糙接触在低转速下存在，但在较高转速下没有影响，因为油膜分离轴承内部的相互作用表面。

润滑膜的电击穿还导致在轴承的内滚道和外滚道之间形成导电路径，并且当轴承电压交叉阈值时发生[7，13- - - - - -17]．击穿现象也可以治疗类似于绝缘油的电击[25- - - - - -31]．This assumption should be taken with precaution since a higher load of operation (in order of 100’s of MPa to a few GPa) on the liquid lubricating film in the bearing results in a glassy state of the lubricant, where the lubricant does not have liquid-like properties [32- - - - - -34]．

污染物和固体颗粒是在存在外部颗粒的情况下润滑的一部分，或者在轴承表面上侵蚀的固体颗粒[35- - - - - -43]．通过调查轴承当前的活动和故障数量，研究了不同颗粒类型、大小和浓度水平的影响。本文还研究了不同颗粒导电性能的差异，以及承载阻力的研究( ）在排放。因此，在受控的实验室环境下，本研究提供了在当前限制条件下轴承电压击穿的分析，以避免轴承表面的损伤和重复使用测试对象。

在现场条件下，由于外部HF源驱动轴承电流，因此轴承可能发生损坏。由于接触面积非常小，击穿将导致高电流密度，从而导致局部加热，熔化损坏和陨石坑的形成以及表面的重新硬化和布景化。存储在杂散电容中的能量和通过轴承的电流通过的能量可以导致滚动元件和滚道表面上的微坑。当内圈和外圈道发生电气损坏（或洗涤隔板）时，球得到哑光饰面。从腐蚀表面的形态方面是显而易见的，因为在正常轴承操作期间存在电力应力的存在，显微凹坑和波纹模式发生在[23，24，44，45]．也有报道称，轴承过早产生波纹的时间，以电流的表观电流密度为对数[46]．颗粒的存在会导致轴承表面的划痕、压痕。运行的负荷也可能导致在轴承滚道内嵌入外来颗粒。由于已就此课题进行了充分的调查[23，24，44，45]．因此，与测试轴承表面上出现的电流初始损伤相关的研究不是本出版物的范围。

在行业中，轴承类型的选择基于机器的运行条件，如运行速度和径向和轴向负荷在运行中预期。然而，不同类型轴承的几何形状，即点接触(如滚珠轴承)或线接触(如球面轴承)将导致金属表面不同的接触和相互作用轮廓。因此，由于这种几何差异，接触区润滑剂(轴承绝缘)的击穿受到影响。实验研究表明，线接触轴承的击穿场强要小于点接触轴承的击穿场强[47]．这是因为对于相同尺寸的轴承，具有线接触的轴承具有更多的赫兹接触面积，因此比具有点接触的轴承具有更高的启动电流路径的机会。

1.3。文献中的轴承电路模型

文献中发现的电路建模还基于类似的思路。重点在很大程度上保持了共同模式等效电路中的杂散电容的建模。在Busse等人提出的简单版本的共模电路模型中。在 [48]，轴承模型与变换器、电机一起构成共模等效电路模型的一部分。轴承模型用电容表示 ，非线性阻抗电气放电期间的轴承电阻（ ），如图所示2．由于轴承电容是润滑液的电性能和摩擦件之间的几何分离的函数，因此它是可变的。作者描述了非线性装置来代表轴的充电和放电，即，换句话说，在轴承电气故障事件的发生。作者认为，滚道和滚子等金属轴承元素代表了具有有效阻力的阻力 ， 和分别。每个滚筒周围都有一层润滑膜，其代表为 ，分别在内滚道和外滚道附近形成。这种形式的有效电容在每组球之间，这导致““并联电容器。此外，添加到模型中，以说明轴承中出现的机械和电气异常现象。横跨轴承的电压击穿的性质称为统计的，并依赖于击穿 ，这要通过实验来确定。因此，这种轴承的故障是取决于球的位置、轴承表面的条件和润滑剂的电气特性。

在更高的速度下，薄膜形成，轴承的阻抗( ）更高，据报道在兆欧范围内。由于大多数研究的重点都集中在系统级参数和不同种类的轴承电流的出现上，因此可以更加重视阐述轴承电气故障事件发生的机理。由于轴承的动态特性和机械和电气应力的变化特性，其运动是复杂的，因此需要进一步阐述。在文献中，轴承的故障也用一个开关来描述，但故障时间是任意选择的[7，11]．轴承润滑膜的击穿特性取决于许多因素，如运动、电压大小、轴承表面粗糙度、振动程度、润滑膜性能、油的清洁度等。

为了进一步理解轴承在传导状态下的行为，最近的实验研究[19]报道了轴承在放电轴承电流和高频电压影响下电击穿事件的非稳态性质。所提出的模型与本出版物中提出的模型具有相似的性质。轴承从电容态(无击穿)到欧姆态(击穿)的过渡依赖于某些工作点，如速度和负载，这被作者称为“过渡活度，TRA”。总结他们的工作，一般的结果是，在轴承的转变活动增加的温度和幅值的应用电压。轴承在低速时保持更长时间的电阻模式，而在高速时保持更长时间的电容模式。虽然，它表明，电流传导和故障机制在滚动元素轴承现在只是部分了解。

2.方法

本节详细描述了测试对象、试验台和被测轴承连接的电路。本节讨论了分析方法和测量的概述。

2．1．测试对象和测试设置

对于实验，使用SKF 608型具有七个球的深沟钢球轴承，如图所示3.．外径为22mm，孔径为8mm。它是一个微型滚珠轴承，具有48,000次每分钟旋转的限制速度（RPM）。静电额定值为1.37 kn，动态载荷等级为3.45kN。由聚酰胺制成的笼6,6将球与轴承内的球分开。试验润滑剂由与丙烯酸共聚物添加剂混合的水干燥处理的矿物型基础油组成。基础油粘度为100毫米²/ s在40°C和11.4 mm处²/s at 100°C [49]．使用油浴润滑轴承，水平为3mm。

在实验中，用无颗粒油样品润滑的原始轴承磨合4小时后，制备了4个试验轴承，对给定类型的颗粒使用单独的轴承。

实验中使用的润滑剂在下面与颗粒类型，浓度水平和粒子的尺寸类一起示出。选择最高的颗粒浓度为150mg / L，因为它建议是Elforsk粒子污染的阈值[35]，有关风力涡轮机齿轮箱内油清洁的报告。使用四种不同的颗粒来制备四种版本的试验润滑剂，如表所示1．样品A1和A2的浓度分别为150 mg/L到7.5 mg/L。A3、A4样品在150 mg/L浓度下检测。

ATD包含硅的主要氧化物（SIO₂-68%)和铝(Al₂O_3.-10％）。其他较小的级分包括铁，钠，钙和镁的氧化物。炭黑颗粒取自复印碳粉盒，并且具有非常小的尺寸（大部分颗粒小于5 μ.m）。因此，它们可能无法瞬间弥合内部和外滚道的间隙。炭黑颗粒可以在表面上保持电荷，因此可以在润滑剂中的气泡上凝结。选择铝和铁颗粒，因为它们本质上是导电的，因此它们模拟轴承磨损碎片的导电性能。

被测轴承与杂交轴承，SKF混合轴承608一起安装在水平轴上，具有陶瓷球，如图所示4．通过这种方式，我们通过轴承控制电流和放电路径。轴通过带轮和由永磁电动机驱动的绝缘带旋转。与轴承壳体电绝缘的接地U型梁为设定提供了坚实的基础。可以通过改变块的位置来施加各种水平的机械负载。轴向载荷可以在4到40 n之间变化[45]．由于轴的重量，每个轴承的径向负荷约为1 N。测试轴承是轴向加载的，这导致在轴承中的所有球均受载荷。由于轴的重量，径向载荷略微增加了轴承下部滚珠上的载荷。

2.2。清洁程序

在测试中，拆卸轴承，用异丙醇(纯度99.9%)清洗表面，然后对轴承部件和轴承座单元使用超声波处理5分钟。在清洁的环境中使用橡胶手套重新组装轴承，以避免杂质从手上转移到轴承表面。将组装好的轴承和外壳在50°C下用热风枪干燥10秒，以去除表面残留的异丙醇。清洗程序完成后，将轴承座和轴承重新安装在试验台上，然后用给定类型的润滑剂样品进行润滑，如表所示1．在测试给定浓度水平之前，以相同的方式重复清洗程序。超声处理有助于去除小颗粒从跑道和外壳不能清除异丙醇。

2.3。评估方法

轴承在室温和实验室环境中运行，在进行任何类型的测量之前运行5分钟。速度设定为2000 rpm，对应于30000的速度因子（由轴承型SKF 608的转速和轴承平均直径为15mm的乘积为15mm），而轴向载荷为4 n.由于纸张讨论了切换在进行导电状态期间轴承的图案分析，本节中提出了相关的评价方法。

运行轴承的导电状态特性，即开关特性和轴承电阻特性 ，在施加直流电压时，通过测量轴承电压和通过轴承的响应电流来评估。在本研究中，重点是颗粒引发的故障，因此选择了操作点，以避免由于粗糙点接触而导致故障。5 V的直流电压不会导致轴承击穿，并在结果的参考测量中进行了详细讨论。由于在轴承的内滚道和外滚道之间制造了粒子启动桥，电路模型中的开关闭合并表示制造了a临时电流的传导路径。

使用DC电压的原因是确保总是存在轴承电压，这使得能够通过润滑剂作为电流检测突然的桥接导电路径。测试电压5V DC通过滑环接触从稳定的DC电源（CE-BIT LK 31）从稳定的DC电源（CE-BIT LK 31）供应，而电流限制电阻（ ）为了避免可能的电流对轴承表面造成损伤，测试电路如图所示4．轴承电压（ ）等于 ．通过轴承的电流被测量为通过电阻分流器( ）;并且等于 ．电阻的选择使记录的电流脉冲可以清晰地与0.01 mA的噪声水平区分开来，因此选择了0.1 mA的阈值来排除噪声的影响。

轴承在运行过程中因不同的速度和机械载荷而发生绝缘故障。由粒子引发的击穿引起的轴承电流活动由传导时间的百分比( ）在测量期间。是每个等式计算轴承在导电状态下的时间的一部分（以％）（1）。测量窗口（T._全部的)，每个测试的时间约为30秒，并且“N是故障事件的总数。每秒故障的数量也显示为测量点。每秒将故障标准化，以便在不同的测试之间进行比较。

的阻力在从轴承电压和轴承电流的比率中被评估为导电状态期间轴承的直流电阻。使用NI USB 6251的数据采集卡记录轴承电压和通过轴承的电流。数据采集卡提供1 ms / s的最大聚合采样率。由于我们使用两个通道，因此采样率为每通道为500 ks / s。在每个击穿事件期间计算轴承电阻。由于变化可能很大，以箱形图的形式表示，以显示统计上的显著值，如中位数，以及75^th百分位数和25^th形成框限制的数据集的百分位数。

2．4．测试过程

用测试油样润滑轴承，并使其在设定的操作参数下旋转。在开始阶段(开始1)，进行了5次测量，每次测量持续30秒。停止转动轴承2分钟，保存积累的数据。对第二组(Start 2)和第三组(Start 3)进行了相同的测试。因此，每个润滑剂样品都进行了10到15次测试。采用此程序研究起停对轴承绝缘击穿的影响。

3.结果和分析

结果大致分为两个部分:由于粒子引起的击穿的传导模式分析和在击穿期间的轴承电阻。

3.1。传导模式分析

3.1.1。参考测量

在主要测试前，用干净、无颗粒的新鲜油样品进行参考测量。为此，拆卸轴承，从缓蚀剂润滑脂清洗，重新组装和无颗粒新鲜油样品润滑。对于本节中的所有测试，轴承都在固定工作点上运行。轴承以2000 rpm的速度运行，轴向载荷为4 N，计算出的润滑油膜总厚度为1.37μ.m，在20°C。内部和球之间的膜厚度为0.58 μ.M，在外圈和球之间的同时为0.75 μ.m。

对于参考测试，当施加5V DC时，不会观察到电流活动。因此，所有实验的参考水平为0％ ，这是指全绝缘状态的轴承。因此，我们可以得出结论，轴承在这些操作参数下，轴承没有具有粗糙接触发起的击穿和电压依赖性故障。所有发生的崩溃都仅是由粒子引发的三体磨损触点引起的，并且将出现导通的百分比时间颗粒浓度的函数。

3.1.2。由于粒子发起的故障导致的传导模式分析

根据用于污染的颗粒的类型，轴承中的颗粒引发的椎间盘呈现不同。故障事件期间的轴承电压和电流活动如图所示5．击穿事件的特征在于突然下降轴承电压和电流通过的突破事件的持续时间。与其他样品相比，样本A1的击穿事件相对较长。与其他样品相比，轴承电压和轴承电流也会少波动。与其他样品相比，样品A2中的电流活性相对较少。显示由于不同粒子引起的轴承电压和电流的分解事件如图所示5．

用样品A1的试验结果分别分别分别图表，第一个图表，颗粒浓度为75和150mg / L和颗粒浓度为30,15和7.5mg / L，因为电流活动变化一个数量级。在150mg / L的颗粒浓度下，崩溃的数量为每秒1000次，如图所示6．在Start 1中，故障的平均值是每秒4722次。对于Start 2，故障数量减少到每秒2426次的平均值。故障数量的减少是在轴承的内滚道和外滚道之间形成的颗粒桥数量减少的直接结果。这也导致减少从开始1的平均值9.5%到开始2的平均值4.4%。在较低的粒子浓度为75 mg/L时，起始1的平均值为每秒2287，起始2的平均值为每秒1415。

对于30mg / L且较低的粒子浓度，每秒崩溃的次数在每秒100秒内伴随着减少 ，如图所示7．减少故障和是由于颗粒从负载区移除，并进入油浴，并由于重力沉降在水池底部。

对于用样品A2的试验，在150mg / L的颗粒浓度下，击穿显着低于样品A1。轴承平均每秒16个击穿，对应0.03%,(图8）。与开始1相比，起始2和开始3中的故障次数更高，并且可以将碳黑颗粒的小尺寸结合在其表面上存储电荷的能力，因此它们可以在气泡上聚集。在75 mg / L，故障减少到一半，如图所示8．颗粒浓度为30mg / L，较低的结果少于10％的每秒次数，其对应于小于0.01％ ．由于空间限制，这些结果不会显示。

对于使用样品A3的测试，记录的绝缘击穿范围高达每秒100秒，但在开始1开始，数量明显减少（图9）。轴承中的故障最初是每秒830左右，但在过去的三个测试中，它们每秒少于300左右。相应地，这是在开始1中的前两个测量值为1.5％，但在过去的三次测量中的前两个测量值减少到约0.5％。这表明在操作期间快速地从轴承中取出大型尺寸粒子。停止并测量开始2后，平均值5个测量值是0.1%，而在Start 3中降低到0.03%的平均值。在启动2和启动3期间，故障也减少到每秒100以下。

对于样本A4的测试，有类似于样本A1的故障，但当前活动的衰减必须更快。的在测试1中的第一次测量中是8.24％，从每秒8258个故障产生。随后将该值下降到开始1的第五次试验中的2.8％（从每秒3278个击穿），表明加载区域中的一滴数量的铁颗粒在开始1中。该趋势在开始2中持续到开始3，并且开始3可以在图中看到10．在测试期间，注意到这一点是有趣的系统地减少每一次测量，以及每秒粒子引发的故障的数量。这表明这些较硬的金属颗粒在操作过程中受到磨损，并由于断裂而碎裂成更小的碎片。从这些测量可以看出，样本A1的当前活动最高，其次是样本A4、样本A3和样本A2。

3.2。评估等效轴承电阻（ ）在进行状态

击穿机构将导致低电阻路径，导致与轴承平行的电压和能量的放电，或者当轴承是HF循环电流路径的一部分时。低电阻路径由桥接轴承内外滚道的颗粒提供。当轴承的绝缘性能下降时，电流流动路径将存在剩余电阻，这是一种量度 ．的平均值取决于粒子的类型在单个放电事件中可能会有显著变化，如图所示11．分析R_B对于固定浓度水平的不同颗粒，为150 mg / L，显示样品A1和A2的情况下的中值值在28Ω和63Ω之间，而样品A3和A4的样品约为5-10倍，图11．

样本A1的中位数在所有测试中均为28 Ω，而在其他类型的颗粒中，其变化相对较大，如图所示12．

测量数据有75个^th和25^th样本A1的百分比值为54 Ω和20 Ω。测量仍然相当恒定，并且不会随轴承的开始数量和测试序列而变化。对于A1样本，达到的最小值为在这些测试中发现有一个中间值为17 Ω，而最小的值是可以达到小于1 Ω，可能是由于较大的接触在击穿事件。中位数的值不受一种粒子的浓度水平的影响，而是受其大小的影响。对于所有不同类型的粒子，脉冲持续时间的中值大致保持在相同的数量级，但是A3样本中出现了较大的扩散，这可能是大尺寸粒子的影响。

对放电持续时间的分析表明，不同的粒子似乎在相同的持续时间内或多或少地引起击穿事件。这可能是由于不同测试轴承的固定转速。75年^th所测脉冲持续时间的百分位值可达30μ.S，虽然最大值最多可达60 μ.铝粉的情况很糟糕。铝粉颗粒比测试的所有其他颗粒都大，因此在加载区停留的时间更长，直到它们断裂成更小的颗粒。A4样品中的细铁粉比铝粉小得多，导致故障时脉冲持续时间较低。

4.结论

为了进一步了解微型轴承在轴向电压作用下的电学特性，提出了一个电路模型。本文讨论了与这两种电态相关的参数，并给出了不同类型、大小和浓度的粒子的击穿特性。

轴承绝缘的击穿需要存在激活机构，该机构启动击穿和电压源，电压源在绝缘故障期间通过轴承驱动电流。

从这些测量结束时，目前的活动对于ATD最高，其次是铁粉，铝粉和炭黑颗粒。的current threshold limit of 150 mg/L for cleanliness levels in gear box oils in wind turbines is recommended to be lowered to 30 mg/L as the time of conduction is reduced by one order of magnitude.

在给定的启动过程中，由亚利桑那测试尘埃引起的故障逐渐减少，但随着轴承的转动暂时停止，粒子桥的数量减半。故障也减少到大约一半的连续启动。颗粒浓度水平降低10倍，从150 mg/L降至15 mg/L;在Start 1中，故障数量的平均值从每秒4722次减少到每秒203次。在Start 2期间，两种情况下的故障数量都减少到大约一半。

与亚利桑那州的测试粉尘相比，由炭黑颗粒引发的故障要短得多，也少得多。这是由于较小的尺寸，可能导致它们不能在球和轴承的内、外滚道之间形成完整的传导桥。放电比亚利桑那测试尘埃粒子低100倍，故障在每秒30以下。

对于铝粉和细铁粉，随着试验的进行，故障次数逐渐降低。这表明这些较硬的金属颗粒在操作过程中受到磨损，并由于断裂而碎裂成更小的碎片。

在单个粒子发起的崩溃事件中，瞬时值R_B变化很大，可以变化到几百欧姆。这可以归因于多体触点提供的接触电阻。中位数R_BA1、A2样品在28 Ω ~ 63 Ω之间，A3、A4样品约为5-10倍。对于A1样本，达到的最小值为在这些测试中发现有一个中间值为17 Ω，而最小的值是可以达到小于1 Ω，可能是由于较大的接触在击穿事件。所有粒子的放电时间大致相同，可以归结为实验过程中固定的速度。

数据可用性

用于支持本研究结果的分解数据可从相应的作者要求。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

本出版物部分基于Abhishek Joshi博士的博士论文。该项目由瑞典风电技术中心（SWPTC）提供资金。SWPTC是风力涡轮机设计的研究中心。该中心的目的是支持瑞典行业，了解设计技术以及风力领域的维护。该中心由瑞典能源机构，查尔摩工业大学以及学术和工业伙伴资助。作者谨此感谢SKFGoblestöm的OlleBankestöm提供测试样本，实验室设施，分析和在研究项目中的通信。

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