Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

8 Degradation von Metalloxid-Varistoren Seite 113
[Law 89] festgestellt. Auch die Änderung der Varistorkapazität hat sich als wenig
aussagekräftig herausgestellt, da sie anscheinend unabhängig von Belastung und
Alterungsverhalten ist. Insgesamt sind also die Parameter U1 mA, DC und U6 mA, DC neben
der Verlustleistung die aussagekräftigsten. Da sie auch sehr einfach und schnell zu
messen sind, werden sie somit bei zukünftigen Betrachtungen zur Evaluierung der
Alterungsintensität verstärkt herangezogen.
Nach den bisherigen Überlegungen handelt es sich demnach beim Materialtyp 2 um
alterungsbeständiges Material, da sich die Kennlinie im Verlauf der Messung nicht
verschlechtert, sondern permanent verbessert. Die Kennlinie von Materialtyp 1
verschlechtert sich zunächst, allerdings erholt sie sich im Laufe der Prüfung wieder, so
dass es sich hier um ein Mischverhalten je nach betrachtetem Zeitpunkt während der
Prüfung handelt. Bei Materialtyp 4 steigt ab ca. 500 h Prüfzeit die Verlustleistung stark
an, und gleichzeitig bricht die Kennlinie im Leckstrombereich ein, was deutliche
Hinweise auf nicht alterungsbeständiges Material sind. Materialtyp 5 zeigt ähnliches
Verhalten, wenn auch nicht ganz so stark ausgeprägt.
Bei den bis hierhin getroffenen Aussagen in Bezug auf das Alterungsverhalten der
verschiedenen Materialien handelt es sich um generelle Trends, die bei der gleichen
Belastung der verschiedenen Prüflinge gemessen wurden. Allerdings ist hier die
Intensität der Belastung noch nicht berücksichtigt, wonach das Alterungsverhalten
entsprechend unterschiedlich ausgeprägt ausfallen kann, wie in den folgenden
Abschnitten gezeigt werden wird.
8.2.4 Alterungsverhalten abhängig von der Belastung
Wie bereits in Kap. 7 erläutert, hängt die Belastung der Varistoren von der anliegenden
Zwischenkreisspannung respektive vom Kennlinienparameter kK und von der
Betriebstemperatur des Varistors ab. Darüber hinaus hat neben dem Kabeltyp vor
allem die Pulsfrequenz des Umrichters einen gewichtigen Einfluss auf die Belastung,
wobei sich stärkere Belastung immer durch höhere Verlustleistung äußert. Denkbar
wäre auch, dass kürzere Anstiegszeiten das Material schneller altern lassen; da sich
der Spannungsanstieg hier aber über die Varistorkapazität einstellt und alle
untersuchten Varistoren nahezu gleiche Kapazitätswerte besitzen, wurde ein solcher
Ansatz hier nicht weiter verfolgt. Nachfolgend wird demnach das Alterungsverhalten
von Varistoren bei unterschiedlichem kK und verschiedenen Kabeltypen gezeigt. Die
Prüftemperatur wird zunächst konstant bei 115 °C gehalten. Die Pulsfrequenz wird auf
3 kHz eingestellt.