DE1090767B - Als Kettenleiter ausgebildeter elektrischer Wickelkondensator - Google Patents

Description

• Als Kettenleiter ausgebildeter elektrischer Wickelkondensator Die Erfindung betrifft als Kettenleiter ausgebildete elektrische Wickelkondensatoren für Funkenlöschung an Schaltern od. dgl. Die bekannten Funkenlöschkondensatoren sind allein vielfach nicht ausreichend. Es sind als Kettenleiter ausgebildete elektrische Wickelkondensatoren bekanntgeworden, die durch eine LC-Kette aufgebaut sind und Stromzuführungen an den Belegungsanfängen und -enden haben. Diese Kettenleiter werden beispielsweise zur Entstörung der hochfrequenten Störkomponenten verwendet. Ferner zählen bereits solche Entstörkondensatoren zum Stand der Technik, die sich entsprechend ihrer besonderen Form, nämlich einem gegenüber der Wickelbreite größeren Wickeldurchmesser, durch einen für die abzuleitenden Frequenzen möglichst kleinen Scheinwiderstand auszeichnen. Für die Zwecke der Funkenlöschung sind auch schon Kombinationen von Widerständen mit Kondensatoren benutzt worden, die aber bei hohen Anforderungen an die Löschwirkung einen beträchtlichen Raumbedarf aufweisen.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch entsprechende Ausbildung des Kondensators unter Benutzung mehrerer teilweise bekannter Maßnahmen den Aufwand unter gleichzeitiger Verbesserung der Funkenlöschwirkung wesentlich zu verringern.
• Erfindungsgemäß wird ein als Kettenleiter zur Funkenlöschung an Schaltern od. dgl. ausgebildeter elektrischer Wickelkondensator vorgeschlagen, der als kombinierter RC-Kettenleiter aufgebaut ist, indem er mindestens eine Belegung mit - einem spezifischen Flächenwiderstand von mindestens 10 SZ oder mehr aufweist, dessen Stromzuführungen nur am Anfang oder am Ende seiner Belegungen kontaktiert sind und dessen Durchmesser größer ist als seine Achslänge, so daß er die Form eines Rades aufweist. Die Breite der Belegung wird so gewählt, daß der Widerstand der Belegung in Wickelrichtung. gemessen etwa 3 Ohm/cm oder mehr beträgt. - " Es sind selbstheilende Kondensatoren bekannt, deren Belegungen einen spezifischen Flächenwider=-stand von etwa 10.52 haben können. Diese Kondensatoren werden aber so kontaktiert, im allgemeinenstirnkontaktiert, daß der Flächenwiderstand ihrer Delegungen nicht als Kettenleiter wirksam wird. Hierzu ist es erforderlich, daß die Belegungen entweder nur an ihrem Anfang oder nur an ihrem Ende kontaktiert sind.
• Es ist ferner bereits bekannt, die Induktivität von Wickelkondensatoren auszunutzen. Im vorliegenden Fall kommt es jedoch darauf an, einen Kondensator zu schaffen, der wie eine RC-Kette wirkt, indem er die in ihn eintretenden Stromstöße stark dämpft, so daß sie praktisch völlig abgeklungen sind, bevor sie nach Reflexion am nichtkontaktierten Ende der Wicklung wieder zu den Stromanschlüssen, also der Eintrittsstelle gelangen und aus dem Kondensator austreten.
• Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die Dämpfungseigenschäften des Kondensators weiter erhöht werden, indem er mit einem leitfähigen, aber hochohmigen Imprägniermittel oder mit einem Mittel sehr hoher dielektrischer Verluste imprägniert ist oder indem das Dielektrikum z. B. aus einem halbleitenden Material oder einem Material hoher dielektrischer Verluste, wie z. B. aus- einer Folie aus Zelluloseacetat, besteht; dadurch erhält der vom Kondensator gebildete Kettenleiter außer den von der Belegung gebildeten Längswiderständen auch Querwiderstände.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen hervor.
• In Fig. 1 ist ein' Querschnitt durch den Wickel in schematischer Weise gezeigt. In ihm wird das Dielektrikum--des Kondensators aus den beiden z. B. aus Papier bestehenden Folien 1, 2 gebildet. Die Belegungen 3, 4 des Kondensators bestehen aus vorzugsweise auf das Dielektrikum aufgebrachten Schichten hohen Flächenwiderstandes. Zum Beispiel bestehen die Schichten 3, 4 aus Leitlackschichten entsprechend geringer Leitfähigkeit, die je auf eine der Dielektrikumfolien 1, 2 aufgebracht sind. Um einen Kurzschluß zwischen den Belegungen 3, 4 auszuschließen, überragen die Dielektrikumfolien 1, 2 die Belegungen 3, 4 am Anfang und Ende des Wickels. Die Leitfähigkeit des Schichtmateriäls und die Dicke der Schichten wird so gewählt, daß der ohmsche Widerstand eines quadratischen Flächenteils der Belegung einen Widerstand von etwa 20 Ohm besitzt. Die Wickellänge ist relativ groß zur Breite der Belegung zu machen, so daß der Wickel Radform erhält, also einen Durchmesser besitzt, der vorzugsweise mehrfach größer ist als die Achslänge des Wickels; der Widerstand der Belegung in Wickelrichtung gemessen soll jedenfalls etwa 3 Ohm/cm oder mehr betragen. Eine solche Kondensatorenbemessung führt dazu, daß die obengenannte Forderung nach praktisch völliger Dämpfung der in den Kondensator eintretenden Stromstöße erfüllt wird. Die beiden Belegungen 3, 4 sind mittels der beiden in Fig. 1 schematisch angedeuteten Stromzuführungen 5, 6 am Ende oder am Anfang der Wicklung kontaktiert. Die über die Leitungen 5, 6 in den Wickel eintretenden Stromstöße werden also durch den Kondensator nach Art eines RC-Kettenleiters mit stetig verteilten Kapazitäts- und Widerstandswerten gedämpft. Die Dämpfung kann noch erhöht werden, indem die Dielektrikumfolien 1, 2 des Kondensators mit einem leitenden Imprägniermittel imprägniert werden. Statt dessen kann aber auch das Dielektrikum 1, 2 selbst leitend oder halbleitend sein. Die Leitfähigkeit des Imprägniermittels bzw. des Dielektrikums darf jedoch wiederum nicht zu groß sein, da sonst die Kapazität des Kondensators nicht genügend ausgenutzt wird, indem die eintretenden Stromstöße schon völlig abgeklungen sind, bevor sie das nichtkontaktierte Ende der Wicklung erreicht haben. Zweckmäßig beträgt der spezifische Widerstand des Imprägniermittels bzw. der mittlere spezifische Widerstand des zwischen den Belegungen befindlichen Dielektrikums mehr als 1000 Ohm/cm. Die Dicke des Dielektrikums soll kleiner als 100 #L sein.
• In Fig.3 ist die Schaltung des Kondensators gezeigt für den Fall der Funkenlöschung an Schaltern. In der Fig. 3 enthält das Kondensatorgehäuse 30 den vorzugsweise imprägnierten Kondensatorwickel 31 (in Fig.3 gestrichelt gezeichnet). Die Stromzuführungen 5, 6 sind durch die Isolatoren 32, 33 aus dem Kondensatorgehäuse 30 herausgeführt und in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise je an einen Pol des Schalters 34 geschaltet. Zwischen den Kontakten dieses Schalters 34 treten durch den erfindungsgemäßen Kondensator praktisch keine oder nur noch sehr wenig Funken und sehr schwache Hochfrequenzschwingungen auf, so daß die Kontakte des Schalters eine hohe Lebensdauer besitzen.
• Ein Ersatzschaltbild des Kondensators im Zusammenhang mit dem Schalter gemäß Fig. 3 ist in Fig. 2 gezeigt, in der wiederum gleiche Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet sind. Parallel zum Schalter 34 liegt der strichpunktiert umrandete erfindungsgemäße Kondensator mit den Stromzuführungen 5, 6. Die Wirkungsweise der Wicklung für die eintretenden Stromstöße geht aus dem in Fig. 2 gezeigten Kettenleiter 20 hervor, mit den durch den Belagwiderstand gebildeten Längswiderständen r und den Querkapazitäten c. Bei Verwendung einer leitenden Dielektrikumsschicht zwischen den Belegungen würde das Ersatzschaltbild des Kettenleiters 20 noch durch Querwiderstände entsprechend ergänzt werden müssen, die jedoch der Einfachheit halber in der Fig. 2 nicht eingezeichnet sind.

Claims (7)

1. PATENTANSPROCHE: 1. Als Kettenleiter zur Funkenlöschung an Schaltern od. dgl. ausgebildeter elektrischer Wickelkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß er als kombinierter RC-Kettenleiter aufgebaut ist, indem er in an sich bekannter Weise mindestens eine Belegung mit einem spezifischen Flächenwiderstand von mindestens 10 ,!2 oder mehr aufweist, daß seine Stromzuführungen nur am Anfang oder am Ende seiner Belegungen angeschlossen sind und daß sein Durchmesser größer ist als seine Achslänge, so daß er die Form eines Rades aufweist, und der Widerstand der Belegung in Wickelrichtung gemessen etwa 3 Ohm/cm oder mehr beträgt.
2. 2. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hochohmige Belag aus einer auf das Dielektrikum aufgetragenen Leitlackschicht besteht.
3. 3. Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mit einem leitfähigen, aber hochohmigen Imprägniermittel oder mit einem Imprägniermittel hoher dielektrischer Verluste getränkt ist.
4. 4. Wickelkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit des Imprägniermittels etwa 1000Ohm/cm oder mehr beträgt.
5. 5. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrikumsschichten (1, 2) zwischen den Belegungen (3,4) leitend, insbesondere halbleitend sind oder hohe dielektrische Verluste haben.
6. 6. Wickelkondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand der Dielektrikumsschicht zwischen den Belegungen etwa 1000 Ohm/cm oder mehr beträgt.
7. 7. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Dielektrikums kleiner als 100 [, ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 680 283, 746 366, 756 978; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1692 643; österreichische Patentschrift Nr. 182 462.