Stromdurchgangsschäden und ihre Folgen – Stromisolierende Lager als Prävention
Stromdurchgangsschäden und ihre Folgen
Beim Einsatz von Wälzlagern in:
- Radsätzen und Fahrmotoren (Schienenfahrzeuge)
- Gleich- und Wechselstrommotoren (Antriebstechnik)
- Generatoren (Windenergie)
kann es zu Stromdurchgang kommen. Dieser führt unter ungünstigen Bedingungen zu Schäden an Laufbahnen und Wälzkörpern und damit zum vorzeitigen und unerwarteten Ausfall eines Motors oder Generators. Neben dem Instandsetzungsaufwand bedeutet dies zusätzliche Kostendurch den Maschinen- bzw. Produktionsausfall. Wesentlich wirtschaftlicher ist es, schon bei der Planung den Einsatz von elektrisch isolierten Lagern vorzusehen. Damit steigt durch reduzierte Wartungskosten und eine höhere Maschinenverfügbarkeit der Kundennutzen. Meist reicht es aus, den Stromkreis zwischen Gehäuse und Welle zu unterbrechen, um je nach Einbaufall – an einer oder an beiden Lagerstellen – stromisolierende Lager einzusetzen. Generell zeigen stromisolierende Lager (keramikbeschichtet oder in Hybridausführung) gegenüber Standardlagern einen deutlich höheren Widerstand gegen Stromdurchgang.
Stromisolierende Lager (beschichtet) als Prävention
In aller Regel ist es schwierig, die durch das Aggregat bedingten Ursachen für Lager-Spannungen zu beseitigen. Dennoch können Lagerschäden vermieden werden,wenn es gelingt, den Stromfluss zu unterbinden oder deutlich zureduzieren. Dafür stehen heute stromisolierende Wälzlager in vielen Ausführungen zur Verfügung. Welche Bauteile isoliert werdensollten, hängt von der Art der auftretenden Spannungen ab.
Induzierte Spannung längs der Welle
Sie führt zu einem Kreisstrom, dersich über Lager 1, Gehäuse und Lager 2 schließt. Ursache solcher Wellenspannungen ist häufig die asymmetrische Verteilung des Magnetflusses im Motor, speziell zu beobachten an Motoren mit einer geringen Zahl von Polpaaren. In diesem Fall reicht es aus, durch Isolation eines der beiden Lager den Stromfluss zu unterbrechen. Spannung zwischen Welle und Gehäuse Ströme fließen dann in gleicher Richtung durch jedes der beiden Lager. Als Ursache kommt vor allem die Gleichtaktspannung von Umrichtern in Betracht. Hier könnte es notwendig sein, dass beide Lagerisoliert werden. Entscheidend für die Wahl der Stromisolierung ist das Zeit verhaltender anliegenden Spannungen.
Quelle: Schaeffler
Weitere umfangreiche Informationen zum Thema finden Sie im nachfolgenden pdf von Schaeffler: