Isolationswiderstand eines Linearmotors

Frage:
Wir verbauen in unseren Schleifmaschinen Linearmotoren. Aufgrund der eingesetzten Kühlemulsion ist es nun schon öfters vorgekommen, dass die Motoren ausgefallen sind, da sich der Isolationswiderstand mit der Zeit verschlechterte und es dann zu einem Schluss kommt. Deshalb haben wir nun während der Urlaubszeit bei allen Motoren die Isolation gemessen, dabei sind auch einige Motoren aufgefallen, bei denen der Isolationswiderstand bei ca. 120 kOhm liegt. Meine Frage ist nun, wie ist bei solchen Motoren der Grenzwert für den Isolationswiderstand. Liegt dieses bei 1 MΩ? Darf der Motor weiter betrieben werden oder muss er getauscht werden?

Antwort:
Linearmotoren sind Motoren, deren Läufer sich nicht drehen, sondern sich auf einer Ebene linienförmig entlang eines linienförmigen bzw. schienenförmigen Stators fortbewegen.

Vorab muss betont werden, dass eine „Ferndiagnose“ aufgrund von kurzen Angaben zu Mängeln extrem problematisch ist, weil es zu viele Möglichkeiten gibt, die nur bei einer Prüfung vor Ort bewertet werden können. Was bedeutet z. B. „die Motoren sind ausgefallen“? Hat es einen Windungsschluss im Motor gegeben? Oder hat lediglich eine Überstrom-Schutzeinrichtung ausgelöst, ein thermischer Schutzschalter oder eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD)? Welches Netzsystem liegt vor? Handelt es sich um ein übliches TN-System oder um ein in der Industrie hin und wieder anzutreffendes IT-System? Mit welcher Nennspannung wird der Motor betrieben?

Die Tatsache, dass bei einigen Motoren ein Isolationswiderstand von 120 kΩ gemessen wurde, reicht nicht als Ursache für eine unerwünschte Auslösung, weder bei Überstrom-Schutzeinrichtungen noch beim RCDs; denn bei einer anliegenden Spannung von z. B. 230 V würde lediglich ein Fehlerstrom von ca. 2 mA fließen.

Da diese Fragen nicht geklärt werden können, soll sich die Antwort auf die Frage beschränken, ob Isolationswiderstände von 120 kΩ toleriert werden können.

Bei der Isolationswiderstandsprüfung wurde offensichtlich mit angeschlossenen Verbrauchern gemessen. Nach DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100) [1], Abschnitt 5.3.3.101.3.3 darf der Wert des Isolationswiderstands in diesem Fall nicht kleiner sein als 300 Ω je Volt der Nennspannung. Das wären bei einem Motor, der mit 230 V betrieben wird, 69 kΩ. Der gemessene Wert von 120 kΩ wäre also noch im tolerierbaren Bereich.

Allerdings sollte man bei den Angaben der Norm für die Mindestwerte des Isolationswiderstands stets Vorsicht walten lassen. Üblichkeitswerte liegen in der Regel deutlich über diesen Normwerten. Deshalb heißt es beispielsweise im normativen Anhang NA aus DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600) [2]: „Alle bei dem Besichtigen, Erproben und Messen ermittelten Informationen sowie die Ergebnisse von Berechnungen müssen vom Prüfer bewertet werden. Diese Bewertung ist das Ergebnis der Prüfung […] Bei der Bewertung sollten auch Messwerte, die die Normanforderungen erfüllen, aber auffällig von den zu erwarteten Werten abweichen, berücksichtigt werden.“

Dazu kommt, dass offensichtlich nicht bei allen Motoren dieser relativ niedrige Wert gemessen wurde. Allein dieser Umstand sollte Anlass zu einer näheren Untersuchung geben. Die Frage muss gestellt werden, welche Möglichkeiten es für die Verschlechterung des Isolationswiderstands bei den Linearmotoren gibt? Kann die in der Anfrage erwähnte Kühlemulsion eine Rolle spielen? Kann diese Flüssigkeit beispielsweise durch irgendwelche Schlitze oder andere Öffnungen in den Bereich von unter Spannung stehenden Teilen geraten? Ist das in diesem Fall möglicherweise konstruktionsbedingt und möglicherweise deshalb unbedenklich?

Hier sollte auf alle Fälle der Hersteller befragt werden. Der kann auch sagen, ob eventuell eine bestimmte Kühlflüssigkeit für den Betrieb der Linearmotoren bedenklich ist und unter Umständen zu Windungsschlüssen und somit zu einer Auslösung von vorgeschalteten Schutzeinrichtungen oder ganz allgemein zum Ausfall des Motors führen kann.

Autor: H. Schmolke

Literatur:

[1] DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100):2015-10 Betrieb von elektrischen Anlagen – Teil 100: Allgemeine Festlegungen.

[2] DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2017-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6: Prüfungen.

Dieser Artikel wurde unserem Facharchiv entnommen.