Tauchpumpe fördert kein Wasser: Die 10 häufigsten Störungen und ihre Lösung

Eine Tauchpumpe ist eine mehrstufige Kreiselpumpe, die zusammen mit ihrem Motor unter Wasser arbeitet und das Wasser senkrecht an die Oberfläche fördert. Da sie im Brunnen nicht sichtbar ist, erfolgt die Diagnose über indirekte Messungen. Es gibt drei Messungen, die sich ohne Abstieg in den Brunnen durchführen lassen, und diese drei reichen aus, um neun der zehn Ursachen voneinander zu unterscheiden: die Stromaufnahme, der Nullförderdruck und der Wasserspiegel im Brunnen.

Die erste Messung ist die Stromaufnahme. Eine Strommesszange wird nacheinander um jeden Phasenleiter im Schaltschrank gelegt, und der bei laufender Pumpe abgelesene Wert wird mit dem Nennstrom auf dem Motorschild verglichen. Auf die Frage, wie viel Ampere eine Tauchpumpe zieht, gibt es keine einheitliche Antwort; der Wert hängt von Motorleistung, Spannung und Betriebspunkt ab. Entscheidend ist nicht der absolute Wert, sondern das Verhältnis zum Typenschildwert. Ein Strom, der 50 Prozent unter dem Nennwert liegt, zeigt, dass die Pumpe kein Wasser fördert.

Die zweite Messung ist der Nullförderdruck. Der Kugelhahn am Brunnenkopf wird geschlossen, am unmittelbar dahinter liegenden Manometer wird der Wert abgelesen, und die Pumpe läuft in dieser Stellung höchstens 60 Sekunden. Der bei geschlossenem Ventil gemessene Druck ist die maximale Förderhöhe, die die Pumpe erzeugen kann, und lässt sich direkt mit dem Katalogwert bei Nullvolumenstrom vergleichen. Bei einer gesunden Pumpe liegt der gemessene Wert über 90 Prozent des Katalogwerts.

Die dritte Messung ist der Wasserspiegel im Brunnen. Ein akustisches Pegelmessgerät oder eine Schwimmersonde wird vom Brunnenkopf aus abgelassen; die bei stehender Pumpe gemessene Tiefe ist der statische Wasserspiegel, die sich bei laufender Pumpe einstellende Tiefe der dynamische Wasserspiegel. Diese drei Messungen sind in zehn Minuten erledigt, erfordern keinerlei Ausbau und grenzen die Ursache meist auf zwei Möglichkeiten ein. Für Pumpensortiment und Brunnenausrüstung können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Pumpensysteme)

Die Messreihenfolge verläuft vom günstigsten und risikoärmsten Schritt zum teuersten. Die Reihenfolge lautet: Sichtkontrolle, Messungen im Schaltschrank, hydraulische Messungen, Wasserspiegel im Brunnen, Isolationswiderstand, und als Letztes das Ziehen der Pumpe. Wird diese Reihenfolge übersprungen, entstehen unnötige Kosten, und zugleich gehen Diagnosedaten verloren; nach dem Ziehen der Pumpe lässt sich der dynamische Wasserspiegel nicht mehr messen, der Nullförderdruck nicht mehr ermitteln und keine Leckageprüfung mehr durchführen.

Die Sicherheitsregel lässt sich in einem Satz zusammenfassen: Messungen unter Spannung führt ausschließlich eine befugte Elektrofachkraft durch, alle übrigen Arbeiten erfolgen bei ausgeschaltetem und gegen Wiedereinschalten gesichertem Hauptschalter des Schaltschranks. Der Brunnenkopf steht meist auf nassem Boden; ein Schaltschrank ohne Erdung und Fehlerstromschutz ist lebensgefährlich. Bei einphasigen Anlagen hält der Kondensator seine Ladung auch nach dem Ausschalten und darf nicht ungeentladen angefasst werden.

Die Sichtkontrolle umfasst fünf Punkte. Gibt es im Schaltschrank verbrannte Klemmen oder dunkel verfärbte Leiter? Hat das Thermorelais ausgelöst? Hat eine der Sicherungen ausgelöst? Dringt Wasser in die Kabelverschraubung ein? Funktionieren Manometer und Ventil am Brunnenkopf? Ein beachtlicher Teil der Störungen, die wir vor Ort sehen, geht auf eine einzige lockere Klemmenschraube zurück; die sich mit der Temperatur ausdehnende Verbindung verliert den Kontakt, und ein Motor, der damit nur noch einphasig versorgt wird, läuft nicht an.

Die Messungen im Schaltschrank bestehen aus drei Schritten. Zuerst wird die Netzspannung zwischen den Phasen sowie zwischen Phase und Neutralleiter gemessen; bei einer Drehstromanlage sollten alle drei Messwerte im Bereich von 380-400 V liegen und nah beieinander. Anschließend wird dieselbe Messung bei laufender Pumpe wiederholt; der Spannungsabfall unter Last darf den Leerlaufwert um nicht mehr als 3 Prozent unterschreiten. Im letzten Schritt werden die Ströme der drei Phasen abgelesen und die Unsymmetrie zwischen der höchsten und der niedrigsten Phase berechnet.

Die Messung des Isolationswiderstands bleibt für den Schluss, weil dafür das Motorzuleitungskabel vollständig vom Schaltschrank getrennt sein muss. Diese Messung erfolgt mit einem Megger, der 500 V DC liefert, und lässt sich nicht mit einem gewöhnlichen Vielfachmessgerät durchführen. Für die Punkte Elektroinstallation und Schaltschrankwartung finden Sie Informationen in unserem Wartungsratgeber. (Details: Pumpenwartung)

Trockenlauf bedeutet, dass die Ansaugöffnung der Tauchpumpe oberhalb des Wasserspiegels liegt und die Pumpe versucht, eine Luft-Wasser-Mischung zu fördern. Er ist die häufigste Einzelursache für die Beschwerde „Die Tauchpumpe läuft, aber es kommt kein Wasser“ und tritt besonders in den Sommermonaten mitten in der Bewässerungssaison auf. Die Pumpe läuft, der Motor dreht, am Austritt kommt jedoch gar kein oder nur stoßweise Wasser.

Die Symptome sind eindeutig. Die Stromaufnahme liegt deutlich unter dem Nennwert, weil eine Kreiselpumpe, die kein Wasser fördert, keine Last aufnimmt. Der Nullförderdruck ist entweder null oder schwankt. Am Austritt sind Luftgeräusche, Spucken und ein unterbrochener Strom zu beobachten. Wird die Pumpe eine Weile abgeschaltet und erneut gestartet, liefert sie kurz normal Wasser und fällt dann wieder aus; das bedeutet, dass sich der Brunnen teilweise von selbst auffüllt und sich dann wieder leert.

Der zu messende Wert ist der dynamische Wasserspiegel. Am Brunnenkopf werden mit dem Pegelmessgerät zwei Werte ermittelt: der statische Wasserspiegel nach 4 Stunden Pumpenstillstand und der dynamische Wasserspiegel, der sich nach 30 Minuten Dauerbetrieb der Pumpe eingependelt hat. Die Differenz zwischen beiden ist die Absenkung. Beispiel: Beträgt der statische Wasserspiegel 22 m und der dynamische 47 m, so beträgt die Absenkung 25 m. Liegt die Pumpenansaugung bei 50 m, steht das Wasser nur 3 m über der Ansaugung, und an einem heißen Sommertag ist diese Reserve aufgebraucht.

Die Regel für die richtige Einbautiefe gilt in beide Richtungen. Die Pumpenansaugung muss mindestens 3-5 m unter dem dynamischen Wasserspiegel im ungünstigsten Fall liegen; andernfalls saugt die Pumpe Luft an. Gleichzeitig muss sie mindestens 3-5 m über der Brunnensohle liegen; eine Pumpe, die nahe am Boden arbeitet, saugt Sand und Schlamm an. Außerdem wird der Tauchmotor durch das am Motorgehäuse vorbeiströmende Wasser gekühlt, und die Geschwindigkeit dieser Strömung sollte bei 4-Zoll-Motoren mindestens 0,15 m/s und bei Motoren größerer Baureihen in der Größenordnung von 0,50 m/s liegen.

Die Grundursache liegt häufig nicht bei der Pumpe, sondern beim Volumenstrom des Brunnens. Wurde bei einer Ergiebigkeit des Brunnens von 4 m³/h eine Pumpe eingebaut, die 7 m³/h fördert, läuft der Brunnen bei jedem Betrieb leer. Die Lösung folgt dieser Reihenfolge: Zuerst den Volumenstrom auf die Ergiebigkeit des Brunnens reduzieren, falls nötig durch Drosseln der Pumpe oder durch Drehzahlabsenkung mit einem Frequenzumrichter. Danach den Betrieb auf Intervallbetrieb umstellen. Zuletzt eine Niveauelektrode oder einen stromgestützten Trockenlaufschutz in Betrieb nehmen. Kriterien für die richtige Pumpenauswahl finden Sie in unseren Ratgebern zu Druckerhöhungsanlagen und Pumpen. (Details: Druckerhöhungsanlage läuft ständig und schaltet nicht ab: 10 mögliche Ursachen und Lösungen)

Das Rückschlagventil ist ein Einwegventil, das verhindert, dass das Wasser in der Druckleitung zurückfließt, wenn die Pumpe stillsteht. Bei Tauchpumpen sitzt es an zwei Stellen: integriert am Pumpenaustritt und bei langen Steigleitungen in bestimmten Abständen in der Leitung. Sein Ausfall ist zweiseitig und äußert sich in zwei verschiedenen Symptomen: Es bleibt offen oder klemmt geschlossen.

Bleibt das Rückschlagventil offen, läuft das Wasser aus der Steigleitung beim Stillstand der Pumpe vollständig in den Brunnen zurück. Das Symptom: Beim Einschalten der Pumpe kommt in den ersten 30-90 Sekunden überhaupt kein Wasser, weil die Pumpe zunächst die leergelaufene Steigleitung füllt. Außerdem ist beim Abschalten das Rauschen des in den Brunnen zurückströmenden Wassers zu hören, und wenn die Pumpe sehr oft ein- und ausschaltet, steigt der Energieverbrauch deutlich, weil sie jedes Mal dieselbe Steigleitung neu füllt. In diesem Fall kommt das Wasser trotzdem; es kommt verzögert.

Klemmt das Rückschlagventil geschlossen, kommt gar kein Wasser. Das Symptom lässt eine klare Unterscheidung zu: Die Stromaufnahme ist normal oder etwas höher als normal, weil die Pumpe gegen eine geschlossene Leitung fördert und im Nullförderpunkt arbeitet. Der Nullförderdruck wird hoch gemessen, doch beim Öffnen des Ventils entsteht kein Volumenstrom. Sand und Kalkablagerungen, eine gebrochene Klappenfeder und Fremdkörper im Ventilgehäuse sind die wichtigsten Ursachen.

Der zu messende Wert ist die Druckhaltezeit nach dem Abschalten der Pumpe. Schließen Sie das Ventil am Brunnenkopf, schalten Sie die Pumpe ab und beobachten Sie das Manometer 10 Minuten lang. In einer gesunden Leitung bleibt der Druckabfall unter 0,2 bar. Fällt der Druck innerhalb weniger Minuten auf null, schließt das Rückschlagventil nicht dicht, oder die Steigleitung hat eine Leckage. Zur Unterscheidung dieser beiden Möglichkeiten dient die Leckageprüfung im folgenden Abschnitt.

Die Lösung hängt von Typ und Lage des Ventils ab. Das in die Pumpe integrierte Rückschlagventil wird ausgebaut und gereinigt oder ersetzt. Bei langen Steigleitungen genügt ein einziges Rückschlagventil nicht; ein zusätzliches Rückschlagventil etwa alle 30-50 m der Steigleitung begrenzt sowohl das Zurücklaufen als auch den Wasserschlag beim Abschalten. Federbelastete Scheibenventile schließen leiser als Klappenventile und senken die Geschwindigkeit der Rückströmung. Für Armaturen und Installationsbauteile können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Ventile & Armaturen)

Eine Rohrleitungsleckage ist ein Loch oder eine gelöste Verbindung in der Steigleitung oder in der Leitung zwischen Brunnenkopf und Behälter, durch die ein Teil des geförderten Wassers oder das gesamte Wasser verloren geht, bevor es die Anlage erreicht. Bei der Beschwerde „Die Brunnenpumpe liefert kein Wasser“ ist sie die trügerischste Ursache, weil die Pumpe völlig intakt ist, normalen Strom aufnimmt und normalen Druck erzeugt; das Wasser erreicht lediglich sein Ziel nicht.

Das Symptom-Trio lautet: Die Stromaufnahme liegt nahe am Nennwert oder etwas darüber, der Nullförderdruck ist normal, doch bei offener Leitung ist der Volumenstrom gering oder null. Bei einer unterirdischen Leckage ist an der Oberfläche oft keine Nässe zu sehen, weil das Wasser im durchlässigen Boden versickert. Löst sich dagegen eine Verbindung der Steigleitung im Brunnen, ist bei laufender Pumpe ein Rauschen wie von einem Wasserfall aus dem Brunnen zu hören, und der dynamische Wasserspiegel sinkt weniger als erwartet.

Der zu messende Wert ist der Druckhaltetest, der in zwei Stufen erfolgt. In der ersten Stufe wird das Ventil am Brunnenkopf geschlossen; bleibt der Druck 10 Minuten lang konstant, ist die Oberflächenleitung vom Brunnenkopf zum Behälter dicht, und die Leckage liegt im Brunnen. In der zweiten Stufe bleibt das Ventil am Brunnenkopf offen und das Ventil am Behältereintritt geschlossen; fällt der Druck diesmal, liegt die Leckage in der Oberflächenleitung. Diese beiden Prüfungen zeigen ohne Grabungsarbeiten, auf welcher Seite die Leckage liegt.

Ein Volumenstromvergleich liefert einen zweiten Beleg. Am Brunnenkopf wird der Volumenstrom mit der Eimermethode gemessen: Füllt sich ein 20-Liter-Behälter in 12 Sekunden, beträgt der Volumenstrom 20 geteilt durch 12 gleich 1,67 l/s, also 6,0 m³/h. Wird bei Wiederholung derselben Messung am Behältereintritt 3,8 m³/h abgelesen, sind die 2,2 m³/h dazwischen Verlust, und auf der Leitung gibt es eine Leckage. Diese einfache Zweipunktmessung sichert das Vorhandensein der Leckage ab, bevor eine aufwendige akustische Leckortung beginnt.

Es gibt vier Grundursachen. Die erste ist Korrosion verzinkter Steigrohre im Gewindebereich; ist das Brunnenwasser aggressiv, wird der Gewindequerschnitt in 5-8 Jahren dünner. Die zweite sind gelöste Schellen und wandernde Rohre bei Steigleitungen aus Polyethylen. Die dritte ist das Setzen des Bodens an der Leitung vom Brunnenkopf zum Behälter. Die vierte ist, dass der Wasserschlag beim Abschalten die Verbindungen ermüdet, und dies lässt sich nur durch eine ausreichende Zahl von Rückschlagventilen beheben. Für Installationsbauteile werfen Sie einen Blick auf unsere Produktgruppe. (Details: Installationstechnik)

Laufrad- und Diffusorverschleiß bedeutet, dass Sandpartikel die Verschleißringe zwischen den Stufen und die Schaufeloberflächen mit der Zeit ausschleifen und dadurch die je Stufe erzeugte Förderhöhe der Pumpe sinkt. Der Laufradverschleiß einer Tauchpumpe ist die Störung, die langsam fortschreitet und deshalb am spätesten bemerkt wird; Nutzer berichten häufig, dass die Wassermenge im Laufe von Monaten allmählich abnimmt.

Der zu messende Wert ist der Nullförderdruck, und der Vergleich erfolgt mit dem Katalogwert. Beispiel: Die Katalogförderhöhe bei Nullvolumenstrom einer 4-Zoll-Tauchpumpe mit 12 Stufen und 6 m³/h Nennvolumenstrom betrage 78 mWS. Liest man am Manometer am Brunnenkopf bei geschlossenem Ventil 4,2 bar ab, ist zusätzlich die senkrechte Höhe von 45 m vom dynamischen Wasserspiegel bis zum Brunnenkopf hinzuzurechnen. 4,2 bar entsprechen ca. 42,8 mWS; die insgesamt erzeugte Förderhöhe scheint 42,8 plus 45 gleich 87,8 mWS zu betragen.

Hier ist die Höhenlage des Messpunkts zu beachten. Das Manometer befindet sich am Brunnenkopf und hat die Höhe oberhalb des dynamischen Wasserspiegels bereits überwunden; daher ist die tatsächlich erzeugte Förderhöhe die Summe aus dem mWS-Äquivalent des abgelesenen Drucks und der Tiefe des dynamischen Wasserspiegels. Liegt der berechnete Wert von 87,8 mWS über dem Katalogwert von 78 mWS, ist die Pumpe intakt. Ergibt dieselbe Messung insgesamt 54 mWS, beträgt die erzeugte Förderhöhe 69 Prozent des Katalogwerts, und der Verschleiß ist bestätigt.

Die Akzeptanzgrenze lautet in der Praxis: Liegt die gemessene Förderhöhe bei geschlossenem Ventil über 90 Prozent des Katalogwerts, ist die Pumpe gesund; bei 80-90 Prozent wird sie beobachtet; unter 80 Prozent kommen ein Austausch des Hydraulikteils oder eine Erneuerung der Pumpe in Betracht. Auch der Strom liefert Hinweise in dieselbe Richtung: Eine verschlissene Pumpe fördert weniger Wasser und nimmt deshalb weniger als den Nennstrom auf. Dass niedriger Strom und niedriger Druck zusammen auftreten, ist die gemeinsame Signatur von Verschleiß und Trockenlauf, und die Wasserspiegelmessung trennt beide.

Die Grundursache ist Sand. Der zulässige Sandgehalt bei Standard-Tauchpumpen liegt typischerweise in der Größenordnung von 50 g/m³; bei der Grundfos SP-Baureihe ist dieser Grenzwert im Katalog ausdrücklich angegeben. Liegt der Sandgehalt über diesem Wert, beschleunigt sich der Verschleiß, und die Lebensdauer sinkt von Jahren auf Monate. Die Lösung besteht aus drei Schritten: die Pumpe mindestens 3-5 m über die Brunnensohle anheben, für den Brunnen eine passende Kiesschüttung und ein Filterrohr ausführen lassen und bei Bedarf einen Sandabscheider-Zyklon einsetzen. Zu Wasserqualität und Filtrationslösungen finden Sie Informationen in unserem Ratgeber. (Details: Sandfilter oder Aktivkohlefilter? Was leistet welcher Filter in der Wasseraufbereitung?)

Die zweite Auswirkung des Verschleißes ist der sinkende hydraulische Wirkungsgrad. Mit abnehmendem Stufenwirkungsgrad steigt die zur Förderung desselben Volumenstroms erforderliche Wellenleistung nicht; im Gegenteil, die Pumpe fördert weniger Wasser, und die Anlage läuft länger. Verlängert sich die Laufzeit einer 4-kW-Pumpe, die 2.000 Stunden im Jahr läuft, wegen des Wirkungsgradverlusts um 25 Prozent, bedeutet das grob 2.000 kWh/Jahr zusätzlichen Verbrauch. Zu den Auswirkungen auf der Energieseite sehen Sie sich dazu unseren Effizienzratgeber an. (Details: Energieeffizienz in mechanischen Anlagen)

Phasenausfall bedeutet, dass eine der Phasen, die einen Drehstrommotor speisen, unterbrochen wird oder den Kontakt verliert, und er ist für Tauchmotoren der elektrische Fehler, der am schnellsten Schäden verursacht. Der Motor läuft auf zwei Phasen; er läuft nicht an, oder falls er schon läuft, läuft er weiter, doch der Strom, den er aus den verbleibenden zwei Phasen zieht, steigt auf etwa das 1,7-Fache des Nennstroms. Die Wicklungstemperatur steigt binnen Minuten, und ohne Schutz brennt der Motor durch.

Das Symptom ist ein Brummen des Motors, der nicht anläuft. Das Thermorelais löst nach kurzer Zeit aus; löst es nicht aus, ist seine Einstellung falsch. Misst man mit der Strommesszange die drei Phasen einzeln, zeigt eine Phase null Strom und die beiden anderen hohe Werte. Die Quelle liegt meist im Schaltschrank am Brunnenkopf: eine lockere Klemme, ein verbrannter Schützkontakt oder eine einzelne ausgelöste Sicherung. Dringt Wasser in die Kabelverbindung ein, führt das im Brunnen zum selben Ergebnis.

Der Spannungsfall ist dagegen eine tückischere Störung. Ein langes, dünnes Speisekabel senkt die am Motor ankommende Spannung; die gesunkene Spannung führt zu Drehmomentverlust, und der Drehmomentverlust zu einem Stromanstieg. Die Regel lautet: Die Spannung an den Motorklemmen darf nicht um mehr als 3 Prozent der Nennspannung fallen; beim Anlauf werden vorübergehend bis zu 5 Prozent toleriert. In der Praxis bedeutet das, den Kabelquerschnitt richtig zu berechnen.

Die Berechnung erfolgt mit einer einzigen Formel. Bei Drehstrom ergibt sich der Spannungsfall aus der Beziehung Delta U gleich Wurzel aus 3 mal I mal L mal Rho geteilt durch S. Dabei ist I der Strom in A, L die Kabellänge in m, Rho der spezifische Widerstand von Kupfer, 0,0175 Ohm mal mm² geteilt durch m, und S der Querschnitt in mm². Beispiel: Für einen Motor mit 12 A Stromaufnahme, 90 m Kabel und 4 mm² Querschnitt ergibt sich Delta U gleich 1,732 mal 12 mal 90 mal 0,0175 geteilt durch 4 gleich 8,2 V.

Die Bewertung des Ergebnisses ist einfach. In einem 400-V-Netz sind 8,2 V Abfall 2,05 Prozent und liegen unter der 3-Prozent-Grenze; der Querschnitt ist geeignet. Wird derselbe Motor mit 2,5 mm² Querschnitt gespeist, beträgt der Abfall 13,1 V, also 3,3 Prozent, und die Grenze wird überschritten. Verlängert sich das Kabel auf 150 m, steigt der Abfall bei 4 mm² Querschnitt auf 13,6 V bzw. 3,4 Prozent; in diesem Fall muss auf 6 mm² Querschnitt gewechselt werden. Bei Tauchmotoren ist der Kabelquerschnitt keine Komfortfrage, sondern eine lebensdauerbestimmende Auslegungsentscheidung.

Der dritte zu messende Wert ist die Spannungsunsymmetrie. Bei einer dreiphasigen Versorgung darf das Verhältnis der Spannungsdifferenz zwischen den Phasen zum Mittelwert 2 Prozent nicht überschreiten. Eine Spannungsunsymmetrie von 1 Prozent erzeugt eine Stromunsymmetrie in der Größenordnung von 6-10 Prozent und erhöht die Wicklungstemperatur. Wird eine Stromunsymmetrie von über 5 Prozent gemessen, klärt man zunächst durch Vertauschen der Phasen, ob die Unsymmetrie vom Netz oder vom Motor stammt: Wandert die Unsymmetrie mit der Phase mit, liegt die Quelle im Netz.

Der Kondensator ist bei einphasigen Tauchmotoren das Bauteil, das der Hilfswicklung einen phasenverschobenen Strom zuführt, damit die Drehrichtung des Motors festlegt und das Anlaufmoment erzeugt. Der Kondensatordefekt einer Tauchpumpe ist der häufigste elektrische Fehler bei einphasigen Brunnenpumpen, und da die Pumpe gar nicht anläuft, glaubt der Nutzer oft, der Motor sei durchgebrannt.

Das Symptom ist charakteristisch. Beim Einschalten brummt der Motor, dreht aber nicht; nach einigen Sekunden löst das Thermorelais aus oder die Sicherung fällt. Die Stromaufnahme steigt auf das 4-6-Fache des Nennstroms, da es sich um den Strom des blockierten Läufers (Blockierstrom) des nicht anlaufenden Motors handelt. Lässt sich die Pumpenwelle von Hand drehen, liegt keine mechanische Blockade vor, und der Verdacht richtet sich unmittelbar auf den Kondensator. In manchen Fällen läuft der Motor nach einigen Versuchen an und arbeitet dann normal; das ist die klassische Signatur eines Kondensators mit nachgelassener Kapazität.

Der zu messende Wert ist die Kapazität, ihre Einheit ist Mikrofarad. Der Kondensator wird abgeklemmt, seine Anschlüsse werden über einen Widerstand entladen, und mit einem Multimeter mit Kapazitätsmessung wird der Wert abgelesen. Liegt der abgelesene Wert 10 Prozent unter dem Nennwert auf dem Gehäuse, hat das Bauteil das Ende seiner Lebensdauer erreicht. Beispiel: Wird bei einem einphasigen Tauchmotor von 0,75 kW ein Betriebskondensator mit 25 Mikrofarad verwendet, wird ein Bauteil ausgetauscht, das 21 Mikrofarad anzeigt.

Auch die Sichtkontrolle liefert Informationen. Ein aufgewölbter Deckel, ausgelaufene Isolierflüssigkeit oder ein verfärbter bzw. geschmolzener Anschluss zeigen, dass das Bauteil am Ende ist. Auch die Betriebsspannung des Kondensators muss richtig gewählt sein; ein 400-V-Bauteil in einem für 450 V ausgelegten Stromkreis verkürzt die Lebensdauer. Beim Austausch müssen Kapazität und Spannungswert beide mit den Angaben des Motorherstellers übereinstimmen; eine größere Kapazität erhöht nicht das Drehmoment, sondern brennt die Hilfswicklung durch.

Die Grundursache ist Hitze. Das Metallgehäuse des Schaltschranks am Brunnenkopf erreicht im Sommer Innentemperaturen von 60-70 °C, und die Lebensdauer eines Elektrolytkondensators halbiert sich ungefähr mit jeweils 10 °C Temperaturanstieg. Die Lösung: den Schaltschrank in den Schatten stellen, ein Lüftungsgitter ergänzen und den Schaltschrank an einer Fläche montieren, die nicht direkter Sonne ausgesetzt ist. Diese drei Maßnahmen verringern die Austauschhäufigkeit des Kondensators deutlich.

Ein Motorwicklungsschaden ist eine Leckage zwischen den Wicklungen oder zwischen Wicklung und Gehäuse infolge einer Beschädigung der Isolierung der Wicklungsdrähte. Bei Tauchmotoren beginnt der Schaden damit, dass die wasserdichte Isolierung versagt und Wasser in den Motor eindringt. Die Frage, wie viele Megaohm der Isolationswiderstand einer Tauchpumpe haben muss, wird genau zur Früherkennung dieses Schadens gestellt.

Die Messung erfolgt mit einem Isolationsprüfgerät, das 500 V DC liefert. Der Hauptschalter des Schaltschranks wird ausgeschaltet und gesichert, das Motorzuleitungskabel wird vollständig vom Schaltschrank getrennt, und die Messung wird für jeden Leiter einzeln gegen Erde vorgenommen. Die 9-V-Batterie eines gewöhnlichen Vielfachmessgeräts kann diese Messung nicht leisten; bei niedriger Spannung bleiben Leckagepfade unsichtbar, und ein nicht intakter Motor wird als intakt angezeigt.

• Neuer Motor, ohne angeschlossenes Kabel — über 200 MΩ; Abnahmewert ab Werk
• Neu installierter Motor, einschließlich Kabel im Brunnen — über 20 MΩ; einwandfreie Installation
• Motor im Betrieb, einschließlich Kabel — über 2 MΩ; gilt als normal
• Messwert im Bereich von 0,5-2 MΩ — Isolierung geschwächt; Aufzeichnung führen, alle drei Monate erneut messen und den Abwärtstrend beobachten
• Messwert unter 0,5 MΩ — Motor oder Kabel hat Wasser gezogen; nicht in Betrieb nehmen, aus dem Brunnen ziehen und die Quelle ermitteln
• Messwert nahe null — Wicklung hat einen Schluss zum Gehäuse; Neuwicklung oder Austausch des Motors erforderlich

Bei der Interpretation des Messergebnisses gibt es einen zweiten Schritt: das Kabel vom Motor zu trennen und nur das Kabel zu messen. Diese Trennung ist ohne Ziehen des Motors aus dem Brunnen nicht möglich, lässt sich aber durchführen, wenn die Kabelverbindung nahe am Brunnenkopf liegt. Die Ursache eines niedrigen Isolationswerts ist häufig nicht der Motor selbst, sondern die Kabelverbindung im Brunnen; eine Verbindung, die Wasser zieht, sorgt dafür, dass ein einwandfreier Motor grundlos erneuert wird. Deshalb muss die Kabelverbindung mit einem wärmeschrumpfenden Zweischichtsystem oder einer Gießharzmuffe ausgeführt werden.

Der zweite zu messende Wert ist der Wicklungswiderstand, der mit einem Ohmmeter ermittelt wird. Bei einem Drehstrommotor müssen die Widerstände der drei Wicklungen nahe beieinander liegen; die Differenz zwischen den Phasen darf 5 Prozent des Mittelwerts nicht überschreiten. Beispiel: Werden in den drei Wicklungen 4,10 Ohm, 4,15 Ohm und 4,60 Ohm gemessen, beträgt der Mittelwert 4,28 Ohm, die größte Abweichung 0,32 Ohm und das Verhältnis 7,5 Prozent. Dieser Wert liegt außerhalb der Grenze und weist auf einen beginnenden Kurzschluss zwischen den Wicklungen hin.

Die Grundursachen lassen sich in drei Gruppen fassen. Erstens wiederholter Trockenlauf; die Isolierung eines Motors ohne Kühlung verbrennt durch die Hitze. Zweitens durchschlagen Blitz und Netzüberspannung die Motorwicklung; dieses Risiko wird durch einen Überspannungsableiter verringert. Drittens scheuert das Motorkabel beim Ablassen in den Brunnen an der Steigleitung, und der Außenmantel reißt, weshalb das Kabel alle 2-3 m mit Schellen an der Steigleitung befestigt werden muss.

Falsche Drehrichtung bedeutet, dass ein dreiphasiger Tauchmotor wegen falsch angeschlossener Phasenfolge entgegen der Auslegungsrichtung dreht. Dreht die Tauchpumpe rückwärts, fördert sie dennoch Wasser, jedoch mit einer Leistung weit unter dem Katalogwert. Deshalb wird die Störung weniger als völlig ausbleibendes Wasser denn als zu geringe Wassermenge und nicht gefüllte Behälter gemeldet.

Die numerische Signatur ist sehr deutlich. Bei einer rückwärts drehenden mehrstufigen Tauchpumpe fällt der Nullförderdruck gegenüber der richtigen Drehrichtung um etwa 30-50 Prozent, der Volumenstrom sinkt um 40-60 Prozent. Auch die Stromaufnahme sinkt, weil die Pumpe weniger Arbeit leistet. Dass niedriger Strom, niedriger Druck und niedriger Volumenstrom zusammen auftreten, ist das gemeinsame Bild von Laufradverschleiß und falscher Drehrichtung; was beide trennt, ist, dass die falsche Drehrichtung immer nach einem neuen Eingriff auftritt.

Die Diagnose dauert zwei Minuten. An den Motorzuleitungsklemmen im Schaltschrank werden zwei beliebige Phasen vertauscht, und dieselben drei Messungen werden wiederholt: Nullförderdruck, Volumenstrom und Strom. Bei der Verbindung, bei der Druck und Volumenstrom höher sind, ist die Drehrichtung richtig. Bei diesem Versuch läuft die Pumpe in beiden Richtungen höchstens einige Minuten; ein langer Betrieb in falscher Richtung birgt das Risiko, dass sich die Wellenmutter lockert.

Die Grundursache ist fast immer ein Eingriff. Eine nach Wartungsarbeiten am Netz geänderte Phasenfolge, die Erneuerung des Schaltschranks, der Einsatz eines Generators oder der Wiederanschluss des Motorkabels. Deshalb gilt die Regel: Wurde an einer dreiphasigen Tauchpumpe auf der elektrischen Seite irgendein Eingriff vorgenommen, ist als Erstes die Drehrichtung zu bestätigen. In Schaltschränken mit Phasenfolgerelais erfolgt diese Prüfung automatisch, und bei falscher Folge läuft der Motor gar nicht an.

Bei Systemen mit Frequenzumrichter wird die Drehrichtung über einen Umrichterparameter geändert; im Schaltschrank müssen keine Kabel getauscht werden. Bei Umrichtern wie dem Danfoss VLT werden Richtung und Rampenzeiten gemeinsam eingestellt; der Sanftanlauf senkt sowohl den Anlaufstrom als auch den Wasserschlag in der Steigleitung. Zu den Auswirkungen des Umrichterbetriebs auf Energie und Lebensdauer finden Sie Informationen in unserem Effizienzratgeber. (Details: Verwendung von Druckminderern)

Das Saugsieb ist das gelochte Element im Gehäuse zwischen Pumpe und Motor, das verhindert, dass grobkörnige Feststoffe ins Laufrad gelangen. Seine Verstopfung senkt den Druck auf der Saugseite der Pumpe, und die Pumpe kann nicht genug Wasser aufnehmen. Eine Siebverstopfung erzeugt ein Bild, das dem Trockenlauf sehr ähnlich ist; der Unterschied besteht darin, dass die Pumpe trotz ausreichend Wasser im Brunnen das Wasser nicht aufnehmen kann.

Die Symptomkombination lautet: Der dynamische Wasserspiegel liegt weit über der Pumpenansaugung, das heißt, im Brunnen ist Wasser vorhanden, doch die Stromaufnahme liegt unter dem Nennwert und der Volumenstrom ist gering. Am Austritt sind ein unterbrochener Strom und Luft zu beobachten. Außerdem sinkt der Wasserspiegel im Brunnen bei laufender Pumpe viel weniger als erwartet, weil die Pumpe tatsächlich wenig Wasser aus dem Brunnen zieht.

Die zweite und ernstere Möglichkeit ist die Verstopfung des Brunnenfilterrohrs. Im Laufe der Jahre verstopft der Brunnen durch Eisen- und Manganbakterien, Kalk und feinen Sand; die aus der Formation in den Brunnen eintretende Wassermenge nimmt ab, und der Ertrag des Brunnens sinkt. In diesem Fall liefert der Brunnen auch bei sauberem Sieb nicht genug Wasser. Die Unterscheidung gelingt über die Wasserspiegelbeobachtung: Bei verstopftem Brunnen sinkt der dynamische Wasserspiegel sehr schnell, bei verstopftem Sieb sinkt der Spiegel nahezu gar nicht.

Der Druckverlust auf der Saugseite erhöht zugleich das Kavitationsrisiko. Die Verengung am Sieb bringt den lokalen Druck am Laufradeintritt nahe an den Dampfdruck des Wassers; es bilden sich Blasen, die auf der Rückseite der Laufradschaufel implodieren und die Oberfläche aushöhlen. Das Symptom sind Kiesgeräusche und Gehäuseschwingungen. Zu Mechanismus und Gegenmaßnahmen empfehlen wir Ihnen, sich unseren Kavitationsratgeber anzusehen. (Details: Was ist Pumpenkavitation und wie lässt sie sich vermeiden?)

Die Lösung ist zweigleisig. Bei verstopftem Sieb wird die Pumpe gezogen, das Sieb ausgebaut und mechanisch gereinigt, und die Pumpe wird auf eine höhere Einbautiefe oberhalb der Brunnensohle gesetzt. Bei verstopftem Brunnen ist eine Brunnenentwicklung nötig: Bürsten, Entwicklung mit Druckluft und bei Bedarf chemische Reinigung. Diese beiden Maßnahmen erfordern unterschiedliche Ausrüstung und unterschiedliche Fachkenntnis und sind nicht gegeneinander austauschbar. Für Wasserqualität und Aufbereitungslösungen werfen Sie einen Blick auf unsere Produktgruppe. (Details: Wasseraufbereitung)

Ein vom Steuerschrank ausgehender Fehler liegt vor, wenn der Steuerkreis den Motor nicht startet oder vorzeitig abschaltet, obwohl die Pumpe selbst völlig intakt ist. Die Fehlauslösung des Trockenlaufrelais ist das häufigste Beispiel dieser Gruppe und erscheint dem Nutzer, als sei die Pumpe defekt. Dabei ist die Pumpe betriebsbereit; sie wird lediglich nicht mit Energie versorgt.

Der Trockenlaufschutz arbeitet nach drei verschiedenen Prinzipien. Das erste ist die Niveauelektrode; sie misst die elektrische Leitfähigkeit des Wassers zwischen zwei Sonden im Brunnen. Das zweite ist der Schwimmerschalter. Das dritte ist der stromgestützte Schutz; er schaltet die Pumpe ab, wenn der Motorstrom unter einen festgelegten unteren Schwellenwert fällt. Elektronische Motorschutzgeräte wie das Grundfos MP 204 verwenden dieses dritte Prinzip und überwachen zusätzlich Phasenausfall, Überstrom, Spannungsunsymmetrie und Isolationswiderstand.

Die häufigste Ursache einer Fehlauslösung ist die Verkalkung oder Veralgung der Niveauelektroden. Eine verkalkte Sonde kann trotz Wasser die Leitfähigkeit nicht erfassen, und das Relais gibt ein Trockenlaufsignal. Das Symptom: Im Brunnen ist reichlich Wasser, die Pumpe läuft einige Sekunden und schaltet ab; die Trockenlauflampe am Relais leuchtet. Wird die Sonde gezogen und gereinigt, verschwindet das Problem. Eine jährliche Kontrolle der Elektroden verhindert diese Störung vollständig.

Die zweite Ursache ist eine falsch eingestellte untere Schwelle des stromgestützten Schutzes. Die untere Schwelle wird auf etwa 70-80 Prozent des normalen Betriebsstroms des Motors eingestellt. Beispiel: Wird bei einem Motor mit 8,0 A Nennstrom im Normalbetrieb 6,8 A gemessen, wird die untere Schwelle im Bereich 4,8-5,4 A gesetzt. Wird die Schwelle auf 6,5 A eingestellt, löst das Relais grundlos aus, wenn der Strom bei jahreszeitlich bedingter Wasserspiegeländerung etwas sinkt. Wird die Schwelle auf 2,0 A eingestellt, wird Trockenlauf nie erfasst, und der Schutz bleibt auf dem Papier.

Die dritte Ursache ist die Einstellung des Thermorelais. Das Thermorelais wird auf den Nennstrom auf dem Motorschild eingestellt; eine niedrigere Einstellung führt an heißen Tagen zu grundlosem Auslösen, eine höhere zum Durchbrennen des Motors. Die vierte Ursache ist der Verschleiß der Schützkontakte; in einer Anlage mit häufigem Ein- und Ausschalten oxidieren die Kontakte, und der Motor läuft nur noch auf einer Phase. Die Zahl der Anläufe pro Stunde im Schaltschrank sollte bei Tauchmotoren unter 4 kW typischerweise 20 nicht überschreiten, und dies wird durch einen richtig ausgelegten Pufferbehälter oder Druckbehälter sichergestellt.

Das gemeinsame Ablesen von Stromaufnahme und Nullförderdruck teilt die zehn Ursachen in vier Gruppen. Die folgende Liste nennt für jede Kombination die wahrscheinlichsten Ursachen und den ersten Schritt. Die Messungen werden bei laufender Pumpe und am Manometer am Brunnenkopf vorgenommen.

• Strom null, Motor dreht überhaupt nicht — Ursache: Phasenausfall, Auslösen der Sicherung, Auslösen des Thermorelais, Schützdefekt, Unterbrechung im Steuerkreis; Erster Schritt: Sichtkontrolle des Schaltschranks und Messung der Speisespannung
• Strom auf dem Blockierstromwert, Motor brummt — Ursache: Kondensatordefekt bei einphasigen Motoren, Phasenausfall bei Drehstrom, mechanische Blockade; Erster Schritt: Messung der Kondensatorkapazität und der Ströme der drei Phasen
• Strom niedrig, Druck niedrig — Ursache: Trockenlauf, Verschleiß von Laufrad und Diffusor, falsche Drehrichtung, Siebverstopfung; Erster Schritt: Messung des dynamischen Wasserspiegels und Versuch zur Phasenfolge
• Strom normal, Druck normal, kein Volumenstrom — Ursache: Rohrleitungsleckage, gelöste Verbindung der Steigleitung, geschlossen gebliebenes Leitungsventil; Erster Schritt: Volumenstrommessung an zwei Punkten und Druckhaltetest
• Strom normal, Druck hoch, kein Volumenstrom — Ursache: Rückschlagventil klemmt geschlossen, Verstopfung in der Leitung, eingefrorene Leitung; Erster Schritt: Kontrolle der Ventilstellungen und Ausbau des Rückschlagventils
• Strom hoch, Druck niedrig — Ursache: Spannungsfall, festsitzender Sand, Lagerreibung, Wicklungsunsymmetrie; Erster Schritt: Messung der Motorklemmenspannung und des Wicklungswiderstands
• Strom schwankt, Druck schwankt — Ursache: zu geringe Ergiebigkeit des Brunnens, Luftansaugung, der Wasserspiegel nähert sich der Höhe der Pumpenansaugung; Erster Schritt: 30-minütige Wasserspiegelbeobachtung und Drosselversuch am Volumenstrom
• Pumpe läuft, Wasser kommt nach 60 Sekunden — Ursache: Rückschlagventil bleibt offen und die Steigleitung läuft leer; Erster Schritt: 10-minütiger Druckabfalltest nach dem Abschalten

Diese Karte reduziert die Antwort auf die Frage, warum eine Tauchpumpe kein Wasser fördert, auf zwei Messungen. Das Notieren der Messwerte verkürzt direkt die Zeit, die das technische Team vor Ort verbringt, und verhindert unnötige Ausbauentscheidungen. Bei weiteren Fragen finden Sie weitere Antworten auf unserer Seite „Häufig gestellte Fragen“. (Details: häufig gestellte Fragen)

Diese Unterscheidung bestimmt, ob die Störung auf der elektrischen oder der hydraulischen Seite liegt, und halbiert die Diagnosezeit. Dreht der Motor überhaupt nicht, ist die Ursache elektrisch und wird zwischen Schaltschrank und Motor gesucht. Dreht der Motor, aber es kommt kein Wasser, ist die Ursache hydraulisch und wird im Brunnen, an der Pumpe oder in der Leitung gesucht. Am einfachsten gelingt die Unterscheidung, indem man bei laufender Pumpe das Steigrohr am Brunnenkopf berührt: Spürt man Vibrationen, dreht der Motor.

• Elektrische Gruppe, Symptom — Motor still, Strom null, Schaltschrankleuchten erloschen; Hydraulische Gruppe, Symptom — Motor dreht, Strom wird gemessen, am Austritt kein oder wenig Wasser
• Elektrische Gruppe, Messung — Speisespannung, Phasenfolge, Wicklungswiderstand, Isolationswiderstand; Hydraulische Gruppe, Messung — Nullförderdruck, Volumenstrom, dynamischer Wasserspiegel, Druckhaltetest
• Elektrische Gruppe, typische Ursachen — Phasenausfall, Kondensator, Wicklungsschaden, Fehler in Schaltschrank und Relais; Hydraulische Gruppe, typische Ursachen — Trockenlauf, Rückschlagventil, Leckage, Laufradverschleiß, Sieb
• Elektrische Gruppe, Eingriffsort — Schaltschrank am Brunnenkopf und Speisekabel; Hydraulische Gruppe, Eingriffsort — im Brunnen, Steigleitung und Armaturen am Brunnenkopf
• Elektrische Gruppe, benötigte Ausrüstung — Strommesszange, Multimeter, Megger mit 500 V; Hydraulische Gruppe, benötigte Ausrüstung — Manometer, Pegelmessgerät, Messbehälter, Stoppuhr
• Elektrische Gruppe, Lösungsdauer — In den meisten Fällen am selben Tag, ohne die Pumpe zu ziehen; Hydraulische Gruppe, Lösungsdauer — Ist ein Eingriff im Brunnen nötig, ein Arbeitstag mit Kran und Team
• Elektrische Gruppe, Wiederholungsrisiko — Hoch, wenn die Grundursache nicht behoben wird, weil dieselbe Spannungsbedingung fortbesteht; Hydraulische Gruppe, Wiederholungsrisiko — Hoch, wenn Ergiebigkeit und Sandgehalt des Brunnens nicht korrigiert werden

Schwierig wird die Entscheidung nur, wenn beide Störungen gleichzeitig vorliegen. Beispielsweise ist wiederholter Trockenlauf zunächst ein hydraulisches Problem, wird aber mit der Zeit durch die Schädigung der Motorisolierung zu einer elektrischen Störung. Deshalb wird die Messung des Isolationswiderstands auch dann nicht ausgelassen, wenn die hydraulische Diagnose abgeschlossen ist. Für Entwässerungs- und Entleerungsanwendungen außerhalb des Brunnens können Sie sich unseren entsprechenden Ratgeber ansehen. (Details: Auswahl von Entwässerungspumpen)

Die Entscheidung stützt sich auf drei Daten: das Alter der Pumpe, das Verhältnis der gemessenen Förderhöhe bei geschlossenem Ventil zum Katalogwert und den Isolationswiderstand des Motors. Die Regel lautet: Liegt die hydraulische Leistung über 80 Prozent des Katalogwerts und der Isolationswiderstand über 2 MΩ, ist eine Reparatur sinnvoll. Liegt einer der beiden Werte unter der Grenze, ist die Erneuerung im Hinblick auf die Gesamtkosten über die Nutzungsdauer die richtigere Wahl.

• Pumpenalter 0-5 Jahre — Reparatur: in fast allen Fällen die bevorzugte Wahl, Ersatzteile sind gut verfügbar; Erneuerung: nur, wenn die Wicklung durchgebrannt und auch das Gehäuse verschlissen ist
• Pumpenalter 5-10 Jahre — Reparatur: wenn die hydraulische Leistung über 85 Prozent liegt; Erneuerung: wenn durch Sandverschleiß die Hälfte der Stufen beschädigt ist
• Pumpenalter über 10 Jahre — Reparatur: nur bei Peripheriebauteilen wie Rückschlagventil, Kabel, Kondensator; Erneuerung: bei Defekt von Motor oder Hydraulikteil direkt erneuern
• Gemessene Förderhöhe bei geschlossenem Ventil — Reparatur: über 80 Prozent des Katalogwerts; Erneuerung: unter 80 Prozent, der Stufensatz muss komplett getauscht werden
• Isolationswiderstand — Reparatur: über 2 MΩ, durch Erneuerung der Kabelverbindung; Erneuerung: unter 0,5 MΩ und wenn die Quelle der Motor selbst ist
• Energieverbrauch — Reparatur: der bisherige Wirkungsgrad bleibt erhalten, der Jahresverbrauch ändert sich nicht; Erneuerung: mit neuer Hydraulikgeneration sind bei gleichem Volumenstrom 10-20 Prozent geringerer Verbrauch möglich
• Stillstandsdauer — Reparatur: Wartezeit auf Teile kommt hinzu; Erneuerung: ist ein passendes Modell ab Lager verfügbar, wird schneller wieder Wasser geliefert
• Für wen geeignet — Reparatur: Anlagen mit guten Brunnenbedingungen, geringem Sandgehalt und richtig ausgewählter Pumpe; Erneuerung: Anlagen, deren Pumpe im Verhältnis zum Brunnen zu groß gewählt wurde und die wiederholt trocken laufen

Wenn die Entscheidung zur Erneuerung fällt, ist es meist ein Fehler, die Pumpe durch dasselbe Modell zu ersetzen, denn der Ursprung der ersten Störung ist häufig eine falsche Auswahl. Bei der neuen Auswahl werden die Ergiebigkeit des Brunnens, der dynamische Wasserspiegel im ungünstigsten Fall und der tatsächliche Rohrverlust neu berechnet. Die Grundfos SP-Baureihe ist mit ihrem breiten Volumenstrom- und Förderhöhenbereich eine in Brunnenanwendungen häufig eingesetzte Baureihe; die Grundfos SQE-Modelle werden mit ihrer integrierten Elektronik bei Brunnen kleiner Leistungsklasse bevorzugt. 6-Zoll-Bauformen wie die Lowara Z6 sind eine gängige Alternative für Brunnen mit höherem Volumenstrom, die Wilo Sub TWU 4 für 4-Zoll-Brunnen. Marken- und Sortimentsalternativen finden Sie auf unserer Seite „Marken“. (Details: unsere Markenseite)