Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

7 Spezielles Betriebsverhalten von Varistoren beim Einsatz in umrichtergespeisten Antrieben Seite 83
k K
2,1
2,0
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
Kabeltyp 1
Kabeltyp 2
Kabeltyp 3
Kabeltyp 5
1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9
k S
k S
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
max dU du/dt / dt in in V/µs
V/µs
Abb. 7.9: Gemessene Werte für kK in Abhängigkeit von kS (links) und kS in
Abhängigkeit der maximalen Spannungssteilheit (rechts) für verschiedene Kabeltypen,
Varistortyp 4, Versuchsstand 2
Abb. 7.6, Abb. 7.7 und Abb. 7.8, Abb. 7.9 zeigen miteinander verglichen die
unterschiedlichen Betriebszustände für die beiden Varistortypen 1 und 4. Die in Abb.
7.4 erklärten Zusammenhänge für kK und kS finden sich hier wieder: Die höhere
Restspannung hat zur Folge, dass Varistortyp 4 in Versuchsstand 2 fast gar nicht mehr
resistiv ausgesteuert wird, was am konstanten kS bei verändertem kK zu erkennen ist
(s. Abb. 7.9). In Abb. 7.8 ist das Mischverhalten zwischen konstantem kS bzw. linearer
Abhängigkeit zwischen kK und kS wiederzuerkennen. Beim Vergleich beider
Varistortypen in beiden Versuchsständen ist die Spannungssteilheit wegen der
ähnlichen Kapazität in den verschiedenen Versuchsständen bei den unterschiedlichen
Varistortypen gleich, wobei die Steilheit in Versuchsstand 2 wegen der längeren
Anstiegszeit grundsätzlich geringer ausfällt als in Versuchsstand 1.
Bereits in Kap. 2.1.2 wurde detailliert erläutert, dass bei vieradrigen Motorzuleitungen
wegen der unterschiedlichen Abstände der Adern im Kabel eigentlich zwei
Wellenwiderstände berücksichtigt werden müssen (vgl. Abb. 2.7). Des Weiteren wurde
erwähnt, dass für alle Messungen die Überspannungen berücksichtigt werden, die sich
für die beiden Phasen mit niedrigerem Wellenwiderstand ergeben, da diese die größte
Belastung für Isolation und Varistoren darstellen. An dieser Stelle soll einmal gezeigt
werden, wie groß der Einfluss der verschieden großen Wellenwiderstände im Kabel auf
das Betriebsverhalten der Varistoren ist.
Abb. 7.10 zeigt ein Oszillogramm, in dem Varistorspannung und –strom in allen drei
Phasen übereinander gelegt sind, um Werte direkt miteinander vergleichen zu können.
Dabei sind die Kurven von Spannung und Strom in den beiden Phasen mit dem
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
Kabeltyp 1
Kabeltyp 2
Kabeltyp 3
Kabeltyp 5