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Hochspannungsspule.
Bei elektrischen Spulen namentlich für Hochspannungszwecke macht sich die Wirkung der Eigenkapazität in manchen Fällen sehr störend bemerkbar. Bei Spulen namentlich mit zylindrischer, lagenweise hergestellter Wicklung sind die äussere spannungführende Oberfläche gegen die geerdeten Teile des Apparates einerseits, die einzelnen Drahtlagen und Windungen gegeneinander andrerseits der Sitz der verschiedenen Teilkapazitäten. Ist anstatt der inneren Wicklungslage die äussere geerdet, so ändert sich an diesen Verhältnissen insofern auch nichts, als statt der äusseren nunmehr die innere Spulenoberfläche eine beträchtliche kapazitive Wirkung ausübt.
Gemäss der Erfindung ist dieser Übelstand dadurch vermieden, dass die einzelnen, sich konzentrisch umschliessenden Wicklungslagen von der mittleren Lage ausgehend hintereinander geschaltet sind derart, dass bei Erdung der äusseren oder inneren Lage die Spannung von diesen beiden Lagen nach den mittleren Lagen zu zunimmt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Spule dargestellt. Es zeigt dabei Fig. i teils einen Längsschnitt, teils eine Ansicht, Fig. 2 die Stimansicht.
Die einzelnen, durch Isoliermaterial i getrennten zylindrischen Drahtlagen sind auf einem schwachen Isolierrohr r angeordnet. Die Lagen sind dabei nicht fortlaufend gewickelt, sondern jede für sich hergestellt. Diese einzelnen Drahtzylinder weisen abgestufte, von aussen und innen nach der Mitte zu immer kürzere Längen auf, wobei diese Längenunterschiede nach den jeweilig autretenden Spannungsdifferenzen zwischen den benachbarten Schichten bemessen sind. Die
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kanten zu erzielen. Als Verbindung können anstatt besonderer Leiter auch diese Schalen selbst dienen, sofern die Enden der Wicklungslagen mit ihnen in geeigneter Weise verbunden sind.
Der Wicklungssinn der Spule ist also ein derartiger, dass sich an die innerste Wicklungslage die äusserste Lage anschliesst, auf diese die zweitinnerste, dann die zweitäusserste usw. folgen, bis in der mittleren Lage das Ende der Wicklung aus der Spule herausgeführt wird. Ist die innerste Wicklungslage, wie angedeutet, geerdet, so werden die innere und die äussere Lage verhältnismässig wenig vom Erdpotential verschiedene Spannung führen und diese nach der mittleren Lage zu auf den Höchstwert zunehmen. Das mittlere Wicklungsende ist dementsprechend mittels einer Durchführungsklemme k in axialer Richtung aus der Spule herausgeführt. Die die Stimfläche der Wicklungslagen schirmenden Ringschalen SI usw. sind mit Öffnungen o versehen, die den Zutritt der Luft oder eines sonstigen Isoliermaterials, Olmasse o. dgl. gestatten.
Infolge der Erdung der innersten Wicklungslage, die übrigens auch an dem inneren freien Ende der Spule erfolgen kann, haben sowohl die innerste als auch die äusserste Drahtlage gegen die benachbarten geerdeten Konstruktionsteile der Vorrichtung, Kern, Gehäuse o. dgl., nur eine verhältnimässig geringe Spannungsdifferenz, während die mittlere Drahtlage, die das höchste Potential führt, allseitig am weitesten von dem geerdeten Teil entfernt ist. Es ist also die Erdkapazität im Verhältnis zur Lagen-und Windungskapazität ziemlich gering. Dem-
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Teile der Spule ein nur geringfügiger Spannungsunterschied besteht, so dass diese Teile ohne nennenswerten Zwischenraum oder besondere Isolation unmittelbar an die Wicklung herangeführt werden können.
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über der Erdkapazität wächst.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Hochspannungsspule, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen sich koaxial um-
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mittleren Lagen zu zunimmt.
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High voltage coil.
In the case of electrical coils, especially for high-voltage purposes, the effect of the self-capacitance is very disturbing in some cases. In the case of coils with a cylindrical, layer-by-layer winding, the external live surface against the earthed parts of the apparatus on the one hand, and the individual wire layers and turns against each other on the other hand, are the seat of the various partial capacities. If the outer winding layer is grounded instead of the inner winding layer, nothing changes in these conditions insofar as the inner coil surface now exerts a considerable capacitive effect instead of the outer winding layer.
According to the invention, this inconvenience is avoided in that the individual, concentrically surrounding winding layers are connected in series starting from the middle layer in such a way that when the outer or inner layer is grounded, the voltage increases from these two layers to the middle layers.
In the drawing, an embodiment of such a coil is shown. FIG. 1 shows partly a longitudinal section, partly a view, and FIG. 2 shows the end view.
The individual cylindrical wire layers separated by insulating material i are arranged on a weak insulating tube r. The layers are not wound continuously, but each one is made for itself. These individual wire cylinders have stepped lengths that are shorter and shorter from the outside and the inside towards the center, these differences in length being measured according to the voltage differences occurring between the adjacent layers. The
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to achieve edges. Instead of special conductors, these shells themselves can also serve as a connection, provided the ends of the winding layers are connected to them in a suitable manner.
The winding sense of the coil is such that the innermost winding layer is followed by the outermost layer, followed by the second innermost, then the second outermost, etc., until the end of the winding is led out of the coil in the middle layer. If the innermost winding layer is earthed, as indicated, the inner and outer layers will carry relatively little voltage that differs from the earth potential and this will increase to the maximum value after the middle layer. The middle end of the winding is accordingly led out of the coil in the axial direction by means of a feed-through terminal k. The ring shells SI, etc. shielding the end face of the winding layers are provided with openings o which permit the entry of air or other insulating material, oil mass or the like.
Due to the grounding of the innermost winding layer, which can also be done at the inner free end of the coil, both the innermost and the outermost wire layers have only a relatively small voltage difference against the adjacent grounded structural parts of the device, core, housing, etc. , while the middle wire layer, which carries the highest potential, is furthest away from the earthed part on all sides. So the earth capacity is quite low in relation to the layer and winding capacity. Dem-
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There is only a slight voltage difference in parts of the coil, so that these parts can be brought directly to the winding without any significant space or special insulation.
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grows above the earth's capacity.
PATENT CLAIMS: I. High-voltage coil, characterized in that the individual coaxially
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middle layers increases.