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BEDIENUNGS- UND WARTUNGSANLEITUNG ELEKTROMOTOREN
9. SCHUTZVORRICHTUNGEN DES ELEKTROMOTORS
Jede elektrische Ausrüstung muss gegen Schäden geschützt werden, die von Defekten oder anormalen Betriebsweisen verursacht
werden. Hierbei ist zu berücksichtigen:
- Überstrom durch Kurzschluss;
- Überlastungsströme;
- Unterbrechung oder Annahme der Versorgungspannung;
- zu hohe Drehzahl der Maschinenteile.
Aus Sicherheitsgründen müssen außerdem Schutzeinrichtungen gegen direkte Berührung mit spannungsführenden Teilen sowie gegen
indirekte Berührungen mit normalerweise nicht spannungsführenden Teilen, die infolge von Defekten an der Isolierung unter Spannung
stehen können, vorhanden sein.
Der Schutz kann mit folgenden Ausstattungen erfolgen: Schmelzsicherungen, max. Stromrelais oder
• Überströme durch Kurzschluss.
Thermorelais.
Die Schmelzsicherungen unterbrechen den Stromkreis direkt, die max. Stromrelais und Thermorelais steuern die Öffnung der geschützten
Schalkreise über automatische Schalter oder Schaltschütze. Die Schutzvorrichtung gegen Überströme muss vor den zu schützenden
Leitern eingesetzt werden.
Der Schutz gegen Überlasten und Kurzschlüsse kann mit folgenden Ausstattungen erfolgen: automatischer Thermomagnetschalter
mit ausreichender Trennkraft zur Trennung des Kurzschlussstroms, in der Lage, allein den Schutz gegen Überströme und Kurzschlüsse
zu gewährleisten, oder mit einem Schalter, der bei Überströmen auslöst, der jedoch keine ausreichende Trennkraft bei Kurzschlüssen
aufweist. In diesem Fall unterliegt der Schutz weiter vorgeschalteten, verzögerten (für Motoren geeignete) Schmelzsicherungen, so dass
auch die beim Start vorgesehenen Überströme abgedeckt werden.
• Überlastungsströme.
Hier muss ein Schutz gegen Überlastströme für alle üblicherweise im Dauerbetrieb laufenden Motoren mit einer
Leistung über 0,5 kW vorgesehen werden. Dieser Schutz wird auch für alle anderen Motoren empfohlen. Der Schutz wird normalerweise
mit Thermorelais erreicht, die an allen aktiven Leitern, mit Ausnahme des Nullleiters eingefügt werden. Bei Einphasenmotoren ist der
Schutz an nur einem aktiven, nicht geerdeten Leiter zulässig.
Die Zeitkonstante der Schutzvorrichtung muss sich der des zu schützenden Motors möglichst nähern. Diese ist nicht leicht zu
erreichende Bedingung kann den Schutz ineffizient oder unzeitig gestalten, dies insbesondere bei Motoren im Schaltbetrieb oder mit
zahlreichen Schaltungen (Starts, Stopps und Drehrichtungswechsel) unterliegen. In diesem Fall kann der Schutz im Motor eingebauten
Thermosensoren (Thermistoren vom Typ PTC oder Bimetall-Thermoschütze) anvertraut werden, die die Versorgung unterbrechen, sobald
die innere Motortemperatur einen festgelegten Wert überschreitet. Diese Schutzart wird auch bei geringer Kühlung der Maschine und in
allen weiteren Situationen empfohlen, in denen der Thermoschutz nicht auslöst, weil kein lang anhaltender Überstrom vorliegt ist, der
dennoch den Motor überhitzen kann.
Es ist zu beachten, dass dieser Schutz alleine nicht ausreichend sein kann, um den Motor bei blockiertem Rotor zu schützen. Hier kann
es von Vorteil sein, den Schutz mit einem Thermoschutz an den Phasen zu kombinieren.
Ganz allgemein müssen die Geräte so geschützt werden, dass ein automatischer Neustart des Motors nach Auslösen des Thermoschutzes
ausgeschlossen ist. Bei bestimmten Produktionszyklen kann ein plötzliches Stoppen des Motors schädlich sein, besonders wenn dieser
Stopp nicht mit den weiteren, eventuell im Zyklus vorhandenen Motoren koordiniert ist. In diesen Fällen kann der Thermoschutz
zunächst ein akustisches oder ersichtliches Signal an den Bediener ausgeben und erst später, wenn der Bediener nicht eingegriffen
hat, den Stopp steuern. Selbstverständlich müssen die Ansprechstufen und Verzögerungszeiten so gewählt werden, dass jede mögliche
Gefahrensituation ausgeschlossen wird. Bei Motoren, die über Umformer (z.B. Umrichter) versorgt werden, kann der Schutz auch über
die Einschränkung des aufgenommenen Stroms erfolgen. Diese Einschränkung wird jedoch normalerweise auf einen höheren als dem
Nennstrom festgelegt, um zu ermöglichen, dass der Motor eventuellen Lastspitzen standhält und über ein ausreichendes Anlaufmoment
verfügt. Daher muss ein weiteres Gerät kombiniert werden, dass eingreift, wenn die Überlastungsbedingungen des Motors über einen
bestimmten Zeitraum anhalten.
Für den Fall ein Spannungsabfall oder eine Unterbrechung
• Unterbrechung oder Reduzierung der Anschlussspannung.
von einer schlecht funktionierenden elektrischen Anlage abhängen, muss ein auf eine bestimmte Spannungsstufe eingestelltes
Mindestspannungsgerät eingesetzt werden, das geeigneten Schutz bietet (zum Beispiel die Trennung der Maschinenversorgung). Wenn
der Betrieb einer Maschine einen kurz anhaltenden Spannungsabfall oder eine Unterbrechung vertragen kann, kann ein verzögertes
Mindestspannungsgerät eingesetzt werden. Die Funktion des Mindestspannungsgeräts darf die Funktion keiner Ausschaltsteuerungen
der Maschine beeinträchtigen.
Eventuelle Überdrehzahlen des Motors können bei Versorgung mittels Umformern, nach
• Zu hohe Drehzahl der Maschinenteile.
einem Defekt oder bei anormalem Betrieb des Umformers selbst oder im Fall des Mitschleifens der Last bei ausgebliebener oder
unzureichender Bremsleistung auftreten. Der Schutz, welcher unentbehrlich ist, wenn die Überdrehzahl eine Gefahr darstellt, kann
durch Vorbeugen solcher unregelmäßigen Funktionsweisen erfolgen, beispielsweise durch den Einsatz von Vorrichtungen, die
auf die Motordrehzahl reagieren (Zentrifugalschalter oder an tachometrische Dynamos angeschlossene Spannungsrelais), die die
Motorversorgung unterbrechen und eventuell auch Bremsvorrichtungen einschalten, wenn die Versorgungsunterbrechung nicht in der
Lage ist, die gesteuerte Last zu stoppen (z.B.: Hebevorgänge).
Zur Vermeidung von direkten Kontakten sind die aktiven Teile des Motors (welche normalerweise unter
• Schutz gegen direkte Kontakte.
Spannung stehen) in einem Gehäuse (Motorgehäuse) angeordnet und die Öffnung des Klemmenkastens kann nur unter Anwendung
eines Werkzeugs erfolgen. Die Öffnung des Klemmenkastens, für Wartungseingriffe, darf nur von erfahrenem Fachpersonal und bei
sichtbar getrennter Versorgung, einschließlich der der Hilfskreise (z.B. für Stillstandheizungen) erfolgen, sodass keine zugänglichen Teile
unter Spannung stehen.
Bei aktiven Teilen mit Restspannung, beispielsweise Kondensatoren bei Einphasenmotoren, müssen vor jeglichem Eingriff nach
sichtbarer Trennung des Versorgungsnetzes zunächst die Kondensatoren entladen werden.
• Schutz gegen indirekte Kontakte.
Der Schutz gegen indirekte Kontakte bzw. Kontakte, die durch Beschädigungen der Isolierung
entstehen, welche somit die externen Metallmassen mit den aktiven, unter Spannung stehenden Teilen in Kontakt bringen, erfolgt
hauptsächlich durch den Anschluss aller Massen an einen Schutzleiter, welcher seinerseits geerdet wird, sowie durch den Einsatz von
Schutzvorrichtungen, welche die Versorgung unterbrechen sobald, aufgrund des Schadens in der Wicklung Ströme zur Erde fließen.
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