Fehlersuche an ausgefallenen Motoren mit Isolationswiderstandsmessungen

10-15-2018 | Isolationsmessgeräte

In Anlagen, die nach der Methode „Betrieb bis zum Ausfall“ betrieben werden, lastet ein hoher Druck auf den Instandhaltern, um Motoren und andere Systeme schnellstmöglich wieder einsatzfähig zu machen. Jede Minute, die ein Motor außer Betrieb ist, wirkt sich auf die Kosten des Unternehmens aus. Plötzlich wird die Fehlersuche an einem ausgefallenen Motor zu einem Notfall.

Nicht in allen Anlagen sind Mitarbeiter vorhanden, die für die vorbeugende Instandhaltung der Motoren über eine hinreichende Qualifikation verfügen. Viele Betriebe verlassen sich beim Ausfall von Motoren auf externe Experten. Und obwohl die vorbeugende und vorausschauende Instandhaltung die bevorzugten Methoden sind, weil sie für die kürzesten Motorstillstandzeiten sorgen, ist der Betrieb bis zum Ausfall heute immer noch weit verbreitet.

Oft werden ausgefallene Motoren von Druckmaschinen, Feuerlöschpumpen, Kühlgeräten, Aufzügen, Lüftern und anderen Anwendungen von externen Dienstleistern repariert. Die Isolationswiderstandsmessung an einem ausgefallenen Motor hilft einem Servicetechniker zusammen mit einer kurzen Liste anderer einfacher Prüfungen, zu bestimmen, ob der Motor noch betrieben werden kann. Dabei lautet die große Frage: Ist es sicher, den Motor wieder zu starten?

SICHERHEITSHINWEIS: Isolationsmessgeräte von Fluke warnen Sie, wenn Sie die Verbindung mit einer stromführenden Schaltung hergestellt haben. Wird eine stromführende Schaltung erkannt, legt das Messgerät keine Prüfspannung an. Außerdem verfügen Isolationsmessgeräte von Fluke über eine sichere Entladefunktion für die Zeit nach Abschluss der Prüfung.

Im Folgenden finden Sie eine typische Aufgabenliste für Servicetechniker, die eine Fehlersuche an einem ausgefallenen Motor durchführen:

  1. Versuchen Sie nicht, den Motor erneut zu starten. Auf den ersten Blick kann es so aussehen, als ob alles in Ordnung ist. Jedoch kann ein Neustart des Motors, ohne eine Fehlersuche durchzuführen, schwere Schäden verursachen.
  2. Führen Sie eine grundlegende Untersuchung des Motors durch. Schauen Sie, ob Sie Rauch bemerken. Prüfen Sie, ob ein ungewöhnlicher Geruch auftritt.
  3. Sammeln Sie Basisinformationen über den Motor. Erfassen Sie die Daten vom Typenschild. Führen Sie mit einem Digitalmultimeter Spannungsmessungen und die Überprüfung der Sicherungen und Erdungsverbindungen durch.
  4. Messen Sie den Isolationswiderstand der Netz- und Laststromkreise gegen den Schutzleiter. Vor der Isolationswiderstandsmessung MÜSSEN Sie jedoch UNBEDINGT alle elektronischen Steuerungen und andere Geräte von dem zu prüfenden Stromkreis trennen. Isolationsprüfspannungen können diese Steuerungen schwer beschädigen.
    1. Trennen Sie den Starter ab. Befolgen Sie dabei übliche Prozeduren zur Abschaltung und Kennzeichnung.
    2. Stellen Sie das Isolationsmessgerät auf die entsprechende Prüfspannung.
    3. Messen Sie den Widerstand zwischen folgenden Punkten:
      1. Netzseite des Starters gegen Schutzleiter
      2. Lastseite des Starters gegen Schutzleiter

    Die Prüfung wurde erfolgreich bestanden, wenn Netz- und Laststromkreise einen hohen Widerstand gegen den Schutzleiter aufweisen. Für einwandfreien und sicheren Betrieb muss der Widerstand gegen den Schutzleiter mindestens 2 MΩ bei Wechselstromgeräten und 1 MΩ bei Gleichstromgeräten betragen.

    Dieses Beispiel zeigt ein Prüfergebnis für einen ausgefallenen Pumpenantrieb. Der Widerstand Last gegen Schutzleiter ist größer als 2 GΩ, und die Stromstärke ist kleiner als 1 nA. Dies deutet darauf hin, dass das Problem an einer anderen Stelle liegt. Mithilfe der Fluke Connect®-Software werden die Ergebnisse auf einem Smartphone angezeigt.

    Fahren Sie mit dem nächsten Prüfschritt fort, wenn die Widerstandswerte auf der Lastseite im zulässigen Bereich sind. Wenn dies nicht der Fall ist, verfolgen Sie das Problem zurück: Befindet sich der Isolationsdurchschlag auf der Lastseite des Starters, in den Leitungen oder im Motor?

  5. Führen Sie eine Isolationsprüfung des Wicklungswiderstands Phase zu Phase und Phase zum Schutzleiter durch. Anders als bei der Speicherung und Trenddarstellung von Messdaten bietet diese Prüfung ausschließlich eine Momentaufnahme.

    Gute Ergebnisse:

    • Widerstandswerte bei allen drei Statorphasen sind in gleicher Größenordnung
    • Hohe Widerstandswerte bei der Isolationsprüfung zwischen den Phasen und dem Schutzleiter

    Probleme:

    • Große Mängel bei den Widerstandswerten, z. B. durch einen Kurzschluss zwischen zwei Phasen.
    • Unsymmetrischer Widerstand bei den einzelnen Wicklungen. Die Messwerte dürfen nur wenige Prozent abweichen, andernfalls kann der Motor nicht gefahrlos eingeschaltet werden.

    Die Fehlersuche an ausgefallenen Motoren erfordert eine sorgfältige, schrittweise Beurteilung vieler verschiedener Motorelemente. Isolationswiderstandsmessungen liefern nützliche Informationen und Daten, mit denen der Zustand des Motors festgestellt werden kann. Schließlich ist jede Prüfung erst dann aussagekräftig, wenn alle Messungen durchgeführt wurden. Ein guter Messwert bedeutet nicht, dass nicht noch andere Fehler vorhanden sein können. Hingegen liegt bei einem schlechten Messwert sicher ein Fehler vor.

    Sobald ein Servicetechniker die Prüfung des ausgefallenen Motors abgeschlossen und den Zustand des Motors bestimmt hat, kann er Empfehlungen für die nächsten Schritte aussprechen, damit das System wieder einsatzbereit wird. Ohne diese wichtigen Prüfungen bleibt die Frage: Ist es sicher, den Motor wieder zu starten? Diese Frage möchte kein Verantwortlicher für den Anlagenbetrieb falsch beantworten.