DE606241C - Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Stossspannungen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Stoßspannungen Es sind Anordnungen zur Erzeugung von elektrischen Stoßspannungen bekannt, bei denen mit einer Gleich- oder Wechselspannung von gegebener Größe eine erheblich erhöhte Stoßspannung dadurch erzeugt wird, daß mehrere Kondensatoren zunächst in Parallelschaltung von .der Stromquelle über hochohmige Widerstände aufgeladen und dann durch Funkenstrecken in Reihe geschaltet und so ans Prüfobjekt gelegt werden. Die erzielbare Stoßspannung müßte theoretisch - bei Annahme gleichartiger Kondensatorelemente - gleich dein durch die Anzahl der in Reihe geschalteten Kondensatorelemente gegebenen Vielfachen der Ladespannung sein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Spannungserhöhung in der Praxis viel geringer wird, beispielsweise nur etwa die Hälfte der theoretischen Werte beträgt.
• Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß man die einzelnen Kondensatorelemente räumlich derart anordnet, daß ihre Nebenkapazitäten nach Erde möglichst gering sind. Es wurde nämlich gefunden, daß die zusätzlichen Nebenkapazitäten der einzelnenKondensatorelemente gegen Erde die Spannungsvervielfachung ungünstig beeinflussen, und zwar läßt sich diese Erscheinung wie folgt erklären: Die Nebenkapazitäten werden beim Aufladen der Kondensatorelemente zwar sämtlich ebenfalls auf die gleiche Spannung wie diese gebracht, geraten aber bei der Reihenschaltung dieser Kondensatorelemente unter um so höhere Spannung, je weiter entfernt vöm geerdeten --Pol der Kondensatorreihe sie angeschlossen sind. Dies bedingt einen zusätzlichen Ladungsbedarf, der nur aus der Ladung der Kondensatorelemente selbst gedeckt werden kann, da j a in -der äußerst kurzen Zeit der selbsttätigen Reihenschaltung der Kondensatorelemente durch die Funkenstrekken eine Nachlieferung von der Stromquelle her durch die zwischengeschalteten hochohmigen Widerstände nicht möglich ist. Es stellt sich infolgedessen statt der linearen Spannungsverteilung längs der Kondensatorreihe eine hyperbolische Verteilung mit dem Gesamtergebnis einerVerkleinerung der Gesamtstoßspannung der Kondensatorreihe ein, die bei gegebener Gliederzahl um so mehr zunimmt, je größer die Nebenkapazität jedes einzelnen Elementes im Vergleich zu seiner wirksamen Kapazität ist. So ergibt sich z. B. bei einer zehngliedrigen Anordnung bei einem Verhältnis: Nebenkapazität je Glied zu Nutzkapazität j e Glied von o, i als resultierende Stoßspannung statt des theoretisch bei Fehlen der Nebenkapazitäten zu erwartenden zehnfachen Wertes der Aufladespannung eines jeden Gliedes nur der 5,45fache. Der durch die Nebenkapazitäten bedingte Spannungsverhist erreicht also in diesem Falle bereits +5 %- Wenn man nun erfindungsgemäß die Kondensatorelemente derart anordnet, daß ihre Nebenkapazitäten nach Erde möglichst gering werden, so wird dieser Spannungsverlust weitgehend verringert bzw. überhaupt beseitigt.
• In einfacher Weise läßt sich der Erfindungszweck dadurch erfüllen, daß mandieeinzelnen Kondensatoren ineinander anordnet und dem innersten Kondensator das höchste Potential, dem äußersten hingegen das Erdpotential zuordnet. Besonders einfach wird die Anordnung, wenn man zylindrische Kondensatorelemente verwendet, die ineinandergeschachtelt werden. Statt dessen kann man auch Kugelkondensatoren vorsehen, wobei jedoch die Leitungszuführung weniger einfach wird. Bei einer solchen Anordnung hängt die Spannungsverteilung auf die einzelnen Kondensatoren bei der Serienschaltung lediglich von der Kapazität der einzelnen Elemente ab. Sie verläuft bei Gleichheit derselben völlig linear.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es bedeuten darin F die Funkenstrecken und C die Kondensatoren, die in Verbindung mit den Funkenstrecken in bekannter Weise den Spannungsstoß erzeugen. l ist das Prüfobjekt, z. B. Isolatoren; W sind hochohmige Widerstände, die in bekannter `-eise so groß bemessen sind, daß sie für den Stoßvorgang ohne Einfluß sind und im übrigen trotzdem eine Aufladung der Kondensatoren in angemessener Zeit ermöglichen. Der Anschluß der Stromerzeugungsanlage erfolgt an den mit Pfeilen gekennzeichneten Stellen. Die einzelnen Kondensatorelemente C sind als Zylinderkondensatoren ausgebildet und konzentrisch ineinander angeordnet. Der innerste Kondensator bildet die höchste Potentialstufe, der äußerste liegt an Erde. Die störenden Nebenkapazitäten der einzelnen Kondensatorelemente nach Erde sind hierdurch nahezu völlig beseitigt, so daß der sonst durch sie bedingte Spannungsverlust sehr stark verkleinert wird.
• Die bei der gewählten Anordnung sich ergebenden zusätzlichen Kapazitäten Cl zwischen den einzelnen Kondensatorelementen haben auf die entstehende Gesamtstoßspannung keinen Einfluß, bedingen aber, da sie sich j edesmal mit über die Funkenstrecken F entladen, einen gewissen Mehraufwand von Ladeenergie sowie - bei gegebenen Ladewiderständen - eine Verlängerung der Aufladedauer der Anlage. Sie werden daher im allgemeinen zweckmäßig durch geeignete Ausbildung der einzelnen Nutzkapazitätselemente C, z. B. als zylindrischer, mehrlagiger Kondensatorwickel, vergleichsweise klein gehalten. In den Fällen jedoch, wo eine Verstärkung der Entladefunken an den Funkenstrecken F erwünscht ist, können zweckmäßig die Zusatzkapazitäten C1 diese Aufgabe übernehmen und dementsprechend größer gehalten werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erzeugung von elektrischen Stoßspannungen mit Spannungsvervielfachung durch Reihenschaltung parallel aufgeladener Kondensatoren im Augenblick der Entladung, gekennzeichnet durch eine derartige räumliche Anordnung der einzelnen Kondensatorelemente, daß ihre Nebenkapazitäten nach Erde möglichst gering sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kondensatorelemente konzentrisch ineinander angeordnet und derart geschaltet sind, daß der innerste Kondensator bei der Reihenschaltung das höchste Potential, der äußerste das niedrigste (Erd-)Potential erhält.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorelemente aus Zylinderkondensatoren oder zylindrisch aufgebauten Kondensatorgruppen, insbesondere Wickelkondensatoren, bestehen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch eine derartigeräurnliche Anordnung, daß die zusätzlichenKapazitäten zwischen den einzelnen Kondensatorelementen möglichst verkleinert sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Kapazitäten zwischen den einzelnen Kondensatorelementen so bemessen sind, daß sie eine wirksame Verstärkung der Entladefunken geben. (i. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecken (F) in den Zwischenräumen zwischen den einander konzentrisch umgebenden Kondensatorelementen angeordnet sind.