DE653976C

DE653976C - Aus mehreren in Reihe geschalteten Teilkondensatoren zusammengesetzter elektrischer Kondensator

Info

Publication number: DE653976C
Application number: DE1930653976D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing; Dr-Ing Herbert Mass
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-02-16
Filing date: 1930-02-16
Publication date: 1937-12-09

Description

Aus mehreren in Reihe geschalteten Teilkondensatoren zusammengesetzter elektrischer Kondensator Bei elektrischen Kondensatoren ist es bekannt, an die Ränder .der beiden Elektrodenplatten halbleitende Schichten anzuschließen, um auf diese Weise die Feldverteilung an den Elektrodenrändern zu verbessern und damit die Gefahr eines Durchschlages an den Rändern zu verringern. Die halbleitende Schicht kann dabei die beiden Elektrodenränder miteinander verbinden, sie kann aber auch nur eine Fortsetzung des Randes der einen oder beider Elektroden bilden.
Um die Spannungsverteilung an .dem Kondensatorrand möglichst gleichmäßig zu gestalten, um also besonders hohe Spannungen an einzelnen Stellen der Oberflächenisolierung des Kondensators, die zu Glimmentladungen Veranlassung. geben könnten, zu vermeiden, ist es ferner bekannt, in das Dielektrikum des Kondensators leitende Zwischenschichten einzubetten, zu dem Zweck, das elektrische Feld im Innern des Dielektrikums und auf seiner unbelegten Oberfläche zu verändern: Es ergibt sich dabei eine Reihenschaltung von mehreren Teilkondensatoren.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator, der ebenfalls aus mehreren in Reihe geschalteten Teilkondensatoren zusammengesetzt ist und dessen leitende Beläge nur durch ein isolierendes Dielektrikum voneinander getrennt sind. Erfindungsgemäß schließen sich an die Belegungsränder der Teilkondensatoren halbleitende Schichten an. Die Erfindung 'besteht also in der Kombination zweier an sich bekannter Maßnahmen. Die gesamte Spannung des Kondensators ist dabei auf mehrere Isolationszwischenräume zwischen je zwei mit halbleitenden Schichten ausgerüsteten Kondensatorbelägen aufgeteilt. Überraschenderweise haben Berechnungen und Versuche gezeigt, daß bei dieser Reihenschaltung von Teilkondensatoren die Verluste in den halbleitenden Schichten wesentlich geringer sind als bei denn bekannten, mit halbleitenden Schichten ausgerüsteten Kondensator, bei dem die Gesamtspannung zwischen zwei Belägen vorhanden ist. Dabei ist für die beiden Kondensatorarten die gleiche Blindleistung und die gleiche äußere Spannung vorausgesetzt. Untersucht man die Verluste in der halbleitenden Schicht eines Kondensators mit zwei Elektrodenplatten, so ergeben sich zunächst zwei Ausgangsgleichungen: Darin bedeutet i den Strom in der halbleitenden Schicht für eine Entfernung x vorn Elektrodenrande, c die Kapazität der halbleitenden Schicht pro Quadratzentimeter und e die Spannung in der Entfernung x vom Elektrodenrande und r den Ohmscben Widerstand der, halbleitenden Schicht für einen Streifen mit der Breite und der Länge gleich der MU-einheit. Unter Einfügung der Gleichung a) = ä n f für die Kreisfrequenz des Wechselstromes ergibt sich dann die Gleichung In dieser Gleichung bedeuten V die Verluste in der halbleitenden Schicht des Kondensators, Nb die Blindleistung des Kondensators, U den Umfang der Elektrodenplatte, O die Fläche der Elektrodenplatte, Ed die Durchschlagsbeanspruchung des Dielektrikums zwischen den beiden Elektrodenplatten, E",., die maximale Feldstärke an den Rändern des Kondensators (maximale Überschlagsbeanspruchung) und d die Dicke des Dielektrikums. Die übrigen Ausdrücke stellen Konstanten dar, die durch die Dimensionierung und durch den Widerstand der halbleitenden Schicht gegeben sind. Man sieht, daß das Verhältnis der Verluste zu der Blindleistung des Kondensators um so günstiger ist, je geringer. die Dicke d des Dielektrikums ist. Nachdem aber mit der Verminderung der Dicke der Isolationsschicht auch die am Kondensator zulässige Betriebsspannung sinkt, so ergibt die Anordnung nach der Erfindung den Vorteil, daß, man infolge der Hintereinanderschaltung mit beliebig hoher Betriebsspannung arbeiten kann und trotzdem eine sehr geringe Dicke der Isolationsschicht zwischen zwei Belägen verwenden und so ein günstiges Verhältnis zwischen V und NI, erreichen kann.
Bei der Anordnung nach der Erfindung können die in Reihe geschalteten Teilkondensatoren entweder für sich selbständig verwendbare Kondensatoren darstellen, oder eskann auch ein Kondensator durch Zwischenschaltung von leitenden Schichten in mehrere Teilkondensatoren unterteilt sein.

Claims

PATENTANSPRUCH: Aus mehreren in Reihe geschalteten Teilkondensatoren zusammengesetzter elektrischer Kondensator, dessen leitende Beläge nur durch ein isolierendes Dielektrikum voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daB sich an die Belegungsränder der Teilkondensatoren halbleitende Schichten anschließen.