Überlastschutz für Elektromotoren

Wärmebilder sind eine einfache Möglichkeit, scheinbare Temperaturunterschiede in industriellen dreiphasigen Stromkreisen im Vergleich zu ihren normalen Betriebsbedingungen zu erkennen.Durch die gleichzeitige Untersuchung der thermischen Unterschiede aller drei Phasen können Techniker schnell Leistungsanomalien einzelner Zweige aufgrund von Unwucht oder Überlastung erkennen.

Elektrische Unsymmetrie wird im Allgemeinen durch unterschiedliche Phasenlasten verursacht, kann aber auch auf Geräteprobleme wie hochohmige Verbindungen zurückzuführen sein.Eine relativ kleine Unsymmetrie der einem Motor zugeführten Spannung führt zu einer viel größeren Stromunsymmetrie, die zusätzliche Wärme erzeugt und Drehmoment und Wirkungsgrad verringert.Eine schwere Unsymmetrie kann zum Durchbrennen einer Sicherung oder zum Auslösen eines Leistungsschalters führen, was zu einphasigem Betrieb und den damit verbundenen Problemen wie Motorerwärmung und -schäden führt.

In der Praxis ist es praktisch unmöglich, die Spannungen über drei Phasen hinweg perfekt auszugleichen.Um Gerätebetreibern bei der Bestimmung akzeptabler Unsymmetriewerte zu helfen, hat die National Electrical
Die Herstellervereinigung (NEMA) hat Spezifikationen für verschiedene Geräte entworfen.Diese Basislinien sind ein nützlicher Vergleichspunkt während der Wartung und Fehlerbehebung.

Was ist zu überprüfen?
Erfassen Sie Wärmebilder aller Schalttafeln und anderer hochbelasteter Verbindungspunkte wie Antriebe, Trennschalter, Steuerungen usw.Wenn Sie höhere Temperaturen feststellen, folgen Sie diesem Stromkreis und untersuchen Sie die zugehörigen Zweige und Lasten.

Überprüfen Sie die Paneele und andere Verbindungen bei abgenommenen Abdeckungen.Idealerweise sollten Sie elektrische Geräte überprüfen, wenn sie vollständig aufgewärmt sind und sich im stabilen Zustand mit mindestens 40 Prozent der typischen Last befinden.Auf diese Weise können Messungen richtig ausgewertet und mit normalen Betriebsbedingungen verglichen werden.

Wonach schauen?
Gleiche Belastung sollte gleiche Temperaturen bedeuten.In einer unausgeglichenen Lastsituation erscheinen die stärker belasteten Phasen aufgrund der durch den Widerstand erzeugten Wärme wärmer als die anderen.Eine unausgeglichene Last, eine Überlastung, eine schlechte Verbindung und ein Oberwellenproblem können jedoch alle ein ähnliches Muster erzeugen.Zur Diagnose des Problems ist die Messung der elektrischen Last erforderlich.

Ein kühlerer Stromkreis oder Zweig als normal kann auf eine ausgefallene Komponente hinweisen.

Es ist sinnvoll, einen regelmäßigen Inspektionsweg zu erstellen, der alle wichtigen elektrischen Verbindungen umfasst.Speichern Sie mithilfe der mit der Wärmebildkamera gelieferten Software jedes aufgenommene Bild auf einem Computer und verfolgen Sie Ihre Messungen im Laufe der Zeit.Auf diese Weise verfügen Sie über Basisbilder, die Sie mit späteren Bildern vergleichen können.Mit diesem Verfahren können Sie feststellen, ob eine heiße oder kühle Stelle ungewöhnlich ist.Nach der Korrekturmaßnahme können Sie mithilfe neuer Bilder feststellen, ob die Reparaturen erfolgreich waren.

Was bedeutet „Alarmstufe Rot“?
Bei Reparaturen sollte die Sicherheit an erster Stelle stehen, d. h. Gerätebedingungen, die ein Sicherheitsrisiko darstellen, gefolgt von der Kritikalität der Geräte und dem Ausmaß des Temperaturanstiegs.NETA (International Electrical
Die Richtlinien der Testing Association deuten darauf hin, dass Temperaturen von nur 1 °C über der Umgebungstemperatur und 1 °C höher als bei ähnlichen Geräten mit ähnlicher Belastung auf einen möglichen Mangel hinweisen könnten, der eine Untersuchung erfordert.

Die NEMA-Standards (NEMA MG1-12.45) warnen davor, Motoren mit einer Spannungsunsymmetrie von mehr als einem Prozent zu betreiben.Tatsächlich empfiehlt die NEMA, die Motorleistung herabzusetzen, wenn sie mit einer höheren Unwucht betrieben werden.Die Prozentsätze der sicheren Unwucht variieren bei anderen Geräten.

Ein Motorausfall ist eine häufige Folge einer Spannungsunsymmetrie.Die Gesamtkosten umfassen die Kosten eines Motors, den Arbeitsaufwand für den Austausch eines Motors, die Kosten für Produkte, die aufgrund ungleichmäßiger Produktion, Linienbetrieb und den Umsatzverlusten während der Zeit, in der eine Linie stillsteht, ausrangiert werden.

Folgemaßnahmen
Wenn ein Wärmebild zeigt, dass ein gesamter Leiter wärmer ist als andere Komponenten im gesamten Stromkreis, ist der Leiter möglicherweise zu klein oder überlastet.Überprüfen Sie die Nennleistung des Leiters und die tatsächliche Belastung, um festzustellen, was der Fall ist.Verwenden Sie ein Multimeter mit Zangenzubehör, ein Zangenmessgerät oder einen Netzqualitätsanalysator, um das Stromgleichgewicht und die Belastung jeder Phase zu überprüfen.

Überprüfen Sie auf der Spannungsseite die Schutz- und Schaltgeräte auf Spannungsabfälle.Im Allgemeinen sollte die Netzspannung innerhalb von 10 % der auf dem Typenschild angegebenen Nennspannung liegen.Die Spannung zwischen Neutralleiter und Erde kann ein Hinweis darauf sein, wie stark Ihr System belastet ist, oder ein Hinweis auf Oberschwingungsströme sein.Eine Neutral-Erde-Spannung von mehr als 3 % der Nennspannung sollte weitere Untersuchungen auslösen.Bedenken Sie auch, dass sich Lasten ändern und eine Phase plötzlich deutlich niedriger sein kann, wenn eine große einphasige Last online geht.

Spannungsabfälle an den Sicherungen und Schaltern können sich auch als Unsymmetrie am Motor und übermäßige Wärme an der Fehlerstelle äußern.Bevor Sie davon ausgehen, dass die Ursache gefunden wurde, überprüfen Sie die Strommessungen sowohl mit der Wärmebildkamera als auch mit dem Multimeter oder Zangenmessgerät.Weder Einspeise- noch Abzweigstromkreise sollten bis zum maximal zulässigen Grenzwert belastet werden.

Stromkreislastgleichungen sollten auch Oberschwingungen berücksichtigen.Die häufigste Lösung für Überlastungen besteht darin, Lasten auf die Stromkreise umzuverteilen oder zu steuern, wann während des Prozesses Lasten auftreten.

Mithilfe der zugehörigen Software kann jedes vermutete Problem, das mit einer Wärmebildkamera aufgedeckt wird, in einem Bericht dokumentiert werden, der ein Wärmebild und ein digitales Bild des Geräts enthält.Das ist der beste Weg, Probleme zu kommunizieren und Reparaturen vorzuschlagen.