Einsatz von Metalloxid-Varistoren zum Überspannungsschutz ...

Seite 152 10 Zusammenfassung, Weiterarbeit und Fazit
Die Messungen am Motor mit Anzapfungen ergeben, dass für sehr steile Vorgänge
ohne Varistor die bei Rüdenberg [Rüd 62] beschriebene kapazitive Sofortverteilung der
Spannung im Stator vorherrscht. Durch Hinzuschalten eines Varistors mit großer
Kapazität verteilt sich Spannung näherungsweise linear über die Statorwicklung.
Außerdem ist zwischen den Anzapfungen deutlich eine Laufzeit von ca. 220 ns zu
erkennen, was bedeutet, dass die Wicklung leitungsähnliches Verhalten zeigt und
keine kapazitive Sofortverteilung mehr vorherrscht. Je größer die Kapazität des
Varistors ist, desto weniger steil ist die Spannung und desto linearer ist die
Spannungsverteilung.
Kapitel 8
Bei der konventionellen Alterungsprüfung für Ableiter in Wechselspannungsnetzen
nach [Norm 2] wird ein Varistor 1000 Stunden lang bei 115 °C ± 4 K mit seiner
Dauerspannung beansprucht. Die Verlustleistung sollte dabei idealerweise über die
gesamte Versuchsdauer sinken bzw. am Ende nicht über den Startwert gestiegen sein.
Die Zeitraffung wird bei dieser Prüfmethode über die Temperaturerhöhung erreicht,
wobei allerdings bekannt ist, dass das ursprünglich angenommene Arrheniusgesetz für
moderne Varistoren eigentlich nicht gültig ist. Die Zeitraffung nach Arrhenius gilt nur,
wenn die Verlustleistung während der Alterung dauerhaft steigt. Für die in dieser Arbeit
verwendeten Prüflingstypen konnte lediglich bei Prüflingstyp 1 keine sinkende
Verlustleistung im Wechselspannungsbetrieb festgestellt werden. Der
Temperaturkoeffizient gibt Aussage über das Verhältnis der Verlustleistungen bei
verschiedenen Temperaturen und wird gerne herangezogen, um die
Verlustleistungserhöhung nach Energieeintrag auszudrücken. Über den Temperaturkoeffizienten
allein ist aber keine Aussage über die Qualität von Varistoren möglich, da
er immer im Zusammenhang mit den bei Raumtemperatur gemessenen
Verlustleistungen betrachtet werden muss.
Die Alterungsversuche bei hochfrequenter Belastung wurden in Versuchsstand 2
umgesetzt. In dem zunächst angewendeten Prüfzyklus werden eine Vielzahl von
Parametern aufgenommen und ausgewertet, was diese Prüfprozedur sehr aufwendig
macht. Die Antriebskonfiguration im Alterungsversuch muss immer an die
Bedingungen im späteren Betrieb angepasst werden, da es in Form der Parameter
Zwischenkreisspannung, Kabeltyp, Betriebstemperatur, höchste zulässige
Überspannung an der Maschine, Pulsfrequenz eine Vielzahl von
Kombinationsmöglichkeiten gibt, die unmöglich pauschal in einer einzigen
Versuchsanordnung abgedeckt werden können.