Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

8 Degradation von Metalloxid-Varistoren Seite 115
geringeren Wellenwiderstands beim geschirmten Kabeltyp 3 ist die Belastung
verglichen zum Kabeltyp 5 höher. Das Alterungsmuster ist zunächst bei Messung c
und d sehr ähnlich; jedoch endet Messung d nach ca. 3000 Stunden mit einem
elektrischen Durchschlag des Prüflings, möglicherweise aufgrund der höheren
Belastung.
Wünschenswert für ein alterungsbeständiges Material ist ein Alterungsverhalten nach
Messung e, da hier die Kennlinie sich zu Beginn nur geringfügig verschlechtert und
sich während des gesamten Versuchsverlaufs kontinuierlich verbessert, so dass hier
kein Lebensdauerende absehbar ist. Schwieriger zu bewerten hingegen sind Verläufe
nach den Messungen c und d, da hier nach einem anfänglichen Einbruch der Kennlinie
zunächst keine weitere Verschlechterung auftritt, jedoch wie in Messung d beobachtet,
der Ausfall des Prüflings quasi unvorhersehbar und abrupt eintritt. An dieser Stelle
muss erwähnt werden, dass ein elektrischer Ausfall des Varistors nicht immer durch
Alterung zu begründen ist, sondern dass auch energetische Überlastung in Folge von
Materialstreuung immer mit berücksichtigt werden muss. So wurde in [Rei 08] in einer
umfassenden Prüfreihe von Varistoren verschiedener Hersteller gezeigt, dass einige
wenige Prüflinge bereits bei Belastung mit ihrer Nennenergie ausfallen. Dieses Risiko
besteht bei jeder Ableiteranwendung!
Die Ergebnisse der Untersuchungen mit Prüflingen vom Typ 5 sind in Abb. 8.11
gezeigt. Auch hier ist bei allen Messungen ein starker anfänglicher Rückgang der
Varistorspannung zu erkennen. Im Gegensatz zu den Messungen mit den
Prüflingstypen 1 und 2 ist keine Erholung der Kennlinie beim Prüflingstyp 5 im weiteren
Verlauf der Messung zu erkennen. Je nach Belastung verschlechtert sich die Kennlinie
kontinuierlich mit unterschiedlicher Intensität. Auch hier gilt, dass eine geringe
Belastung in Folge kleinerer Zwischenkreisspannung ein weniger ausgeprägtes
Alterungsverhalten nach sich zieht und auch hier ist das Alterungsmuster bei allen
Messungen ähnlich. Messung g endete nach ca. 300 Stunden und Messung f nach ca.
1000 h mit einem Ausfall des Prüflings in Folge zu starker Belastung, wobei eine
Belastungsgrenze an späterer Stelle diskutiert wird.
Insgesamt handelt es sich bei Materialtyp 5 um nicht alterungsbeständiges Material, da
die Kennlinie sich unabhängig von der Belastung bei allen Prüfzyklen kontinuierlich
verschlechtert. Lediglich bei rein kapazitivem Betrieb des Varistors treten keine
Alterungseffekte auf (vgl. Messung j). Varistoren vom Prüflingstyp 4 verhielten sich
vom Grundsatz her ähnlich wie die vom Typ 5. Auch hier handelt es sich um nicht