Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

Seite 80 7 Spezielles Betriebsverhalten von Varistoren beim Einsatz in umrichtergespeisten Antrieben
links ist außerdem zu erkennen, dass kS für den geschirmten Kabeltyp 1 wegen der
geringeren Impedanz größer ist als für die übrigen ungeschirmten Kabeltypen. Darüber
hinaus ist die maximale Steilheit der Spannung bei geschirmten Kabeln grundsätzlich
größer als bei ungeschirmten Kabeln, wobei die Steilheit mit höherer
Zwischenkreisspannung größer wird, kS jedoch leicht abnimmt. Die größere Steilheit
bei höherer Zwischenkreisspannung begründet sich dadurch, dass die Anstiegszeit der
Spannungsimpulse grundsätzlich für alle Zwischenkreisspannungen gleich ist, da sie
maßgeblich durch die Schaltgeschwindigkeit der Halbleiterbauelemente bestimmt wird.
k S
1,95
1,90
1,85
1,80
1,75
1,70
1,65
1,60
1,55
1,50
1,45
1,40
Kabeltyp 1
Kabeltyp 2
Kabeltyp 5
Kabeltyp 6
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
max du/dt in V/µs
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
max du/dt in V/µs
Abb. 7.5: Gemessene Werte für kS in Abhängigkeit der maximalen Spannungssteilheit
ohne Varistor, links Versuchsstand 1, rechts Versuchsstand 2
Bei gleicher Anstiegszeit und höherer Spannung ist die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit
entsprechend größer, wobei die Spannung am Kabelende in etwa die
doppelte Steilheit der Spannung am Kabelanfang besitzt. Durch die höhere Steilheit ist
die durch den Skineffekt bedingte Dämpfung der Welle auf dem Kabel höher und die
relative Amplitude am Kabelende wird kleiner.
Die Werte für kS und die maximale Steilheit in Abb. 7.5 ergeben sich, wenn man
keinerlei Maßnahme zur Spannungsbegrenzung an der Maschine trifft. Bei
Verwendung der Varistortypen 1 und 4 ergeben sich die Verhältnisse in den Abb. 7.6
bis Abb. 7.9. Wie bereits in Abb. 7.4 gezeigt, haben die Varistortypen 1, 3 und 5 ein
sehr ähnliches Betriebsverhalten, so dass für die folgenden Betrachtungen
repräsentativ nur Varistortyp 1 ausgewertet wird. Varistortyp 4 besitzt ein anderes
Verhalten als die restlichen und wird daher auch mit ausgewertet.
In den Abb. 7.6 bis Abb. 7.9 ist deutlich zu erkennen, dass verschiedene Kabeltypen
ein unterschiedliches Betriebsverhalten und so auch verschiedene Belastungen der
k S
1,95
1,90
1,85
1,80
1,75
1,70
1,65
1,60
1,55
1,50
1,45
1,40
Kabeltyp 1
Kabeltyp 2
Kabeltyp 5
Kabeltyp 6