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Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Dnrchscmagspajinung.
Die Bestimmung der Durchschlagspannung von festen Stoffen oder fertigen Isolatoren ist in den meisten Fällen deshalb nicht einwandfrei möglich, weil vor dem Durchschlag Entladungen auftreten, die
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die häufig zur Bestimmung der Durchschlagfestigkeit eines festen Stoffes benutzt wird. Der feste Stoff S wird dabei in Plattenform zwischen zwei an den Rändern abgerundeten Elektroden E unter Spannung gesetzt. Um Überschläge zu vermeiden, wird die Untersuchung unter Öl vorgenommen. An den mit a bezeichneten Stellen treten hiebei normalerweise Störungen auf. Das Öl schlägt früher durch als der feste Stoff. Diese Öldurchschläge wirken ähnlich wie Spitzen, die auf den festen Stoff aufgesetzt sind, und setzen dadurch die Durchsehlagspannung des festen Stoffes stark herab.
Ersichtlich wird diese Tatsache dadurch, dass der feste Stoff fast in allen Fällen in der Nähe des Elektrodenrandes durchschlägt.
Auch zwischen den ebenen Flächen der Elektrode und dem festen Stoff wird sich leicht eine Öl- oder Luftschicht bilden, deren vorzeitiger Durchschlag ebenfalls eine Erniedrigung derDurchschlagspannung nach sich zieht. Man sucht das dadurch zu vermeiden, dass eine leitende Schicht unmittelbar auf den festen Stoff aufgebracht wird. Es ergeben sich jedoch dadurch Schwierigkeiten an den Stellen, an denen diese leitende Schicht aufhört. Als Verbesserung der Versuchsbedingungen werden schliesslich vielfach Aushöhlungen des festen Körpers ausgeführt. Das ist jedoch nur bei manchen festen Stoffen in einwandfreier Weise möglich.
Dieselben Störungen treten auch bei der Untersuchung von fertigen Isolatoren auf. Es gehen hier ebenfalls von den Elektrodenrändern beim Steigern der Spannung Vorentladungen aus, die höhere Beanspruchungen und dadurch niedrigere Durchschlagspannungen zur Folge haben.
Die Schwierigkeiten würden sich vermeiden lassen durch Verwendung einer Flüssigkeit an Stelle des Öles, die nicht vor dem festen Körper durchschlägt und die zugleich eine sehr geringe Leitfähigkeit besitzt. Ein früherer Durchschlag der Flüssigkeit tritt bei der Anordnung nach Fig. 1 dann nicht ein, wenn für die Flüssigkeit das Produkt aus Dielektrizitätskonstante und Durehsehlagfestigkeit grösser ist als für den festen Stoff. Derartige Flüssigkeiten, bei denen diese Bedingung gegenüber den festen Isolierstoffen erfüllt wird, existieren jedoch nicht. Das Anilinöl kommt beispielsweise der Forderung nahe. Es besitzt jedoch eine zu grosse Leitfähigkeit und stört dadurch die Untersuchung.
Erfindungsgemäss werden die beschriebenen Störungen dadurch vermieden, dass Flüssigkeiten unter Druck benutzt werden. Die Durehsehlagfestigkeit von Flüssigkeiten steigt bekanntlich bei wachsendem Drucke ; die Dielektrizitätskonstante bleibt annähernd konstant. Verwendet man zu Durchschlagversuchen eine Anordnung nach Fig. 1 in einer komprimierten Flüssigkeit, so werden vorhergehende Flüssigkeitsdurchschläge vermieden. Auch wenn sich zwischen den Elektroden und dein festen Körper eine Flüssigkeitssehicht befindet, die im Vergleich mit dem festen Körper dünn ist, so hat das keinen wesentlichen Einfluss auf die Versuehsergebnisse.
Es wird ferner durch die Verwendung von Flüssigkeiten unter Druck möglich, feste Stoffe zu untersuchen, deren Ausdehnung kleiner ist als die'der Elektroden, da bei Anwendung eines genügend hohen Druckes die Durchschlagfestigkeit der Flüssigkeit grösser wird als die des festen Körpers. Diese Möglich-
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Die Verwendung von Flüssigkeiten unter Druck ergibt schliesslich leicht die Möglichkeit, den Verlust- winkel eines Materials bis zum Durchschlag zu bestimmen.
An Stelle von Flüssigkeiten unter Druck sind gelegentlich Gase unter Druck benutzt worden. Eine solche Anordnung besitzt jedoch mancherlei Nachteile. Da die Dielektrizitätskonstante der Gase gleich 1 und die Durchschlagfestigkeit bei normalem Drucke niedriger ist als die der in Frage kommenden Flüssig- keiten, so muss bei Gasen ein sehr viel höherer Druck benutzt werden als bei Flüssigkeiten. Die Anwendung so hoher Drucke ist schwierig und gefährlich. Bei Untersuchung von grösseren Isolatoren ist der Bau der
Druckgefässe und der erforderlichen Durchführungen kompliziert.
Eine Einrichtung, die gemäss der Erfindung zur Untersuchung von planparallelen Platten mit Flüssigkeiten unter Druck gebraucht werden kann, ist in Fig. 2 skizziert. Die Wandung 1 des zylindrischen Gefässes besteht aus Isolierstoff (Porzellan, Hartpapier usw. ). Die Elektroden 2 und 3 werden durch die beiden Böden 4 und fi des Gefässes getragen. Der Druck wird am einfachsten durch einen Kolben 6 mit
Gewicht 7 erzeugt. Es muss dafür Sorge getragen werden, dass vor der Erzeugung des Druckes möglichst alle Luft aus dem Gefäss entfernt wird, damit nicht an dem Prüfkörper befindliche Luftblasen das Mess- ergebnis fälschen können. Eine Elektrode (z. B. 2) ist beweglich angeordnet : sie wird durch eine Feder 8 auf den Isolierstoff aufgedrückt.
Es besteht dadurch die Gewähr, dass die Elektroden möglichst fest auf dem zu prüfenden Stoff 9 aufliegen. Wenn mit so hohen Spannungen gearbeitet werden soll, dass der Überschlagweg auf der äusseren Oberfläche des Zylinders 1 aus Isolierstoff nicht ausreicht, so kann das
Prüfgefäss unter Isolieröl gesetzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Anordnung zur Bestimmung der Durchschlagspannung von festen Stoffen oder fertigen Isolatoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersuchung unter Zuhilfenahme einer Flüssigkeit unter Druck vor- genommen wird.