Zustandsorientierte Wartung: Nutenverschlusskeile - auf die kleinen Dinge kann es ankommen!

Während der letzten Jahre haben wir bei der Reparatur von Großmaschinen einen Anstieg der Schäden wahrgenommen, die auf lose Nutenverschlusskeile zurückzuführen sind. Ein zusätzlicher wichtiger Wartungsgrund sind daher bei größeren elektrischen Motoren und Generatoren die Nutenverschlusskeile.

Neben den kapitalen Schäden wie Windungs- und Kurzschlüsse, die eine komplette Neuwicklung erforderlich machen, werden viele Probleme verursacht durch lose oder bereits fehlende Verschlusskeile in der Statorwicklung.

Zwei Arten von Nutenverschlusskeilen werden im Allgemeinen verwendet:

Nutenverschlusskeile sind entweder aus nicht-magnetischem Material (z.B. Isoval), typisch für kleinere Maschinen oder aus magnetischem Material (z.B. Magnoval), für größere Maschinen. Die Hauptfunktion dieser Verschlusskeile ist die Sicherung und die Begrenzung von Bewegungen der Kupferwicklung in den Nuten des Blechpaketes. Zusätzlich schützen sie die Oberfläche der Statorwicklung gegen äußere und mechanische Einflüsse. Die magnetischen Verschlusskeile ermöglichen des Weiteren eine Optimierung der Feldverteilung in Luftspalten zwischen Stator und Rotor sowie im Bereich Blechverzahnung.

Während des Betriebes, sind die Verschlusskeile starken mechanischen, thermischen und magnetischen Kräften ausgesetzt, die eine Lockerung verursachen können. Oftmals ist eine Diagnose nur möglich, indem man den Rotor zurückzieht. Ein sogenannter "Knock Test" ergibt sich dann ein exaktes Bild davon, ob und wie viele Keile sich bereits gelöst haben.

Im Allgemeinen ist dies nicht Teil des Wartungsplanes. In den meisten Fällen erkennt man den Schaden bei einem "Visualcheck" frühestens wenn sich die bereits gelösten Teile im sichtbaren Bodenraum befinden. Gegebenenfalls kann ein partieller oder kompletter Austausch der Nutenverschlusskeile auch vor Ort durchgeführt werden.

Nachteilige Auswirkungen der losen Verschlusskeile

Hat ein Verschlusskeil einmal begonnen sich zu bewegen, ist es nur eine Frage der Zeit, wann er sich teilweise oder komplett aus der Nut löst. Die gelösten Teile werden sich zwischen Stator und Rotor im günstigen Fall während des Betriebes zerreiben. Aufgrund der geringen aber konstanten Bewegungen, werden sich die Zähne vom Blechpaket ebenfalls abnutzen. Dieses wiederum erhöht den Ablösevorgang der Nutenverschlusskeile.

Der Luftfluss verursacht, dass der feine Staub sich in der ganzen Maschine verbreitet. Zusätzlich zur Bewegung der Spule verstärkt diese Verschmutzung aus Staub und Fiberglasmaterial, verstärkt die Beanspruchung der Isolierung zwischen der Wicklung und dem Blechpaket, und vermindert demzufolge konstant den Isolationswiderstand. Der resultierende Schaden betrifft im Allgemeinen die komplette Statorwicklung und im schlimmsten Fall auch das Blechpaket.

Daher sollten die Generatoren regelmäßig überprüft werden! Magnetischer Staub und Fibermaterial sind eine klare Indikation für das Lösen von Nutenverschlusskeilen.

Abrieb am Nutenverschlusskeil
Fehlende Nutenverschlusskeile
Neues Einsetzen der Nutenverschlusskeile (linke Seite)
 

 


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