Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

8 Degradation von Metalloxid-Varistoren Seite 103
aufgetretenen Überspannungsereignissen. Beim Überspannungsschutz
umrichtergespeister Antriebe kann aber nicht mehr genau zwischen Dauerbetrieb und
Überspannungsereignis unterschieden werden, da die Transienten in Folge von
Wanderwellen permanent mit hoher Frequenz auftreten und so die
Dauerbeanspruchung darstellen. Eine Unterscheidung zwischen Arbeitsprüfung und
beschleunigter Alterungsprüfung ist daher nicht mehr notwendig, da in einer
beschleunigten Alterungsprüfung bei erhöhter Temperatur gleichzeitig auch die
thermische Stabilität für alle Temperaturen kleiner der Prüftemperatur nachgewiesen
wird. Außerdem müssen die Überspannungsereignisse nicht mehr durch Stoßströme in
einem separaten Prüfkreis erzeugt werden, sondern es bietet sich an, die in der
Realität vorhandene Anordnung bestehend aus Umrichter, langem Kabel und Motor als
Prüfkreis zu verwenden. Somit ist die herkömmliche in Kap. 8.1 beschriebene
Prüfprozedur für die neue Anwendung nicht geeignet, da die Beanspruchung im
Dauerbetrieb, die Häufigkeit von Überspannungsereignissen und die elektrische
Auslegung der Varistoren grundsätzlich unterschiedlich sind. Daher ist für die hier
beschriebene Anwendung auch ein völlig neues Prüfverfahren zu entwickeln, das die
beschriebenen Besonderheiten für den Betrieb der Varistoren berücksichtigt. Dabei
muss beachtet werden, dass jede Anordnung (bestehend aus Umrichter, Kabel und
Motor) für sich eine unterschiedliche Belastung für den Varistor darstellen wird, da je
nach Kabellänge und Kabeltyp, vorliegender Pulsfrequenz und eingestellter
Zwischenkreisspannung die Überspannungen unterschiedlich hoch ausfallen werden,
was großen Einfluss auf die thermische Stabilität sowie die Lebensdauer des Varistors
haben wird. Daher sind in den durchgeführten Versuchsreihen die Parameter variiert
worden, um ein möglichst breites Spektrum realistischer Anwendungsfälle nachbilden
zu können.
Neben der Prüfanordnung ist es ebenfalls besonders wichtig, die Ergebnisse der
Prüfung richtig und zuverlässig interpretieren zu können. In der konventionellen
Alterungsprüfung werden die Ergebnisse ausschließlich über die sich verändernde
umgesetzte Verlustleistung im Varistor eingeordnet und bewertet, was sich in der
Vergangenheit auch als probates Mittel herausgestellt hat. Wegen der mangelnden
Erfahrung werden in der neuen Alterungsprozedur eine Vielzahl von
Kennlinienparametern, die an späterer Stelle vorgestellt werden, ausgewertet und
einander gegenübergestellt, um so genau wie möglich die Alterung verschiedener
Kennlinienbereiche des Varistors beurteilen zu können. Die Hauptaufgabe beim
Vorschlag einer neuen Alterungsprüfung liegt u. a. darin, sowohl die Prüfprozedur als