Wie Hochspannungs-Elektromotoren
Ein Hochspannungs-Elektromotor ist für eine höhere Stromstärke ausgelegt als ein Niederspannungs-Elektromotor. Dadurch kann der Motor bei gleicher Größe und Form mehr Leistung liefern und für den sicheren Betrieb in Industrieumgebungen, einschließlich gefährlichen oder explosiven Arbeitsbereichen, eingesetzt werden. Hochspannungs-Elektromotoren werden häufig in Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren und Gebläsen, Förderbändern, Brechern, Schreddern, Mühlen und Turbinen eingesetzt. Sie sind auch in Kraftwerken und Zuckerfabriken sowie in Wasseraufbereitungs-, -aufbereitungs- und -entsalzungsanlagen und in der Windenergieerzeugung zu finden.
Das Isolationssystem eines Hochspannungs-Elektromotors ist darauf ausgelegt, erheblichen Spannungsbelastungen standzuhalten. Tatsächlich handelt es sich bei der Durchbruchspannung des Isolators um einen unabhängigen Nennwert, der nicht mit der Betriebsspannung auf dem Typenschild des Motors verknüpft ist. Wenn der Isolator seine Durchbruchspannung erreicht, wird der Strom durch ihn so groß, dass er zum Versagen der Isolierung führt. Der Fehlerpunkt liegt normalerweise deutlich unter der Betriebsspannung und lässt sich durch einen Standard-Isolationswiderstandstest leicht erkennen.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass keinerlei Zusammenhang zwischen der Fähigkeit der Isolierung, einer Hochspannungsbeanspruchung standzuhalten, und ihrer Widerstandsfähigkeit bei niedrigen, nicht belastenden Spannungen besteht. Der Grund dafür liegt darin, dass eine Prüfung des Isolationswiderstands bei Niederspannungs-Gleichstrom nicht die elektrische Belastung der Isolierung eines Motors simuliert, die bei normalen Schalttransienten auftreten würde.
Aus diesem Grund ist der Einsatz eines statischen Testers, der eine kontrollierte und wiederholbare Simulation der Spannungsbelastung der Isolierung ermöglicht, von entscheidender Bedeutung für die Gesamtbewertung der Motorzuverlässigkeit. Die Isolierung eines Hochspannungs-Elektromotors muss hohen Spannungen standhalten, die weit über seiner Strombelastbarkeit liegen.
Wie Hochspannungs-Elektromotoren in industriellen Umgebungen eingesetzt werden
Darüber hinaus muss der Wechselstrom, der durch die Wicklungen eines Hochspannungs-Elektromotors fließt, eine erhebliche Belastung tragen, um mit der Nennleistung der Wellenlager mithalten zu können. Wenn der Strom höher ist als der auf dem Typenschild angegebene Nennstrom, beginnt sich in der Motorisolierung Wärme aufzubauen, und der Motor kann seinen normalen Belastungen nicht mehr standhalten.
Der einfachste Weg, dies zu vermeiden, besteht darin, die Anzapfungen an den Eingangstransformatoren zu optimieren, um eine gleichmäßige, stabile Versorgung zu gewährleisten, die den Nennwerten der Geräte nahe kommt. Dies reduziert die stündlichen Schwankungen der Anlagenspannung, die für die Ausrüstung so schädlich sind.
Wartungsexperten, die sich bei der Bewertung ihrer kritischen Elektromotoren ausschließlich auf die Prüfung des Isolationswiderstands bei Niederspannungs-Gleichstrom verlassen, sind oft besorgt darüber, dass sie ihre Motoren bei Spannungen testen müssen, die weit über dem Nennwert auf dem Typenschild liegen. Dies ist verständlich, da es möglicherweise kontraintuitiv erscheint, einen 460-V-Motor mit 2.000 V zu testen. Wissenschaftliche Feldforschungen haben jedoch gezeigt, dass die bei normalen Schalttransienten in den Motorwicklungen induzierten Kontaktöffnungsspannungen bis zu viermal höher sein können als die angelegte Busspannung. Diese Belastung führt dazu, dass die Isolierung viel schneller zusammenbricht, als wenn sie nur bei niedrigen, nicht belastenden Spannungen getestet würde.