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Einrichtung zur Erzeugung hoher Spannungen Es isst bereits .eine Einrichtung
zur Erzeugung einer hohen Spannung mit Hilfeeiner Mehrzahl in Reihe geschalteter
Kondensatoren hekanntgeworden, die nacheinander von einem Hilfskondensator (oder
mehreren .einander parallel geschalteten Hilfskondensatoren) aufgeladen werden,
.der wiederum von einer L.adestromquelle aufgeladen wird. Eine umlaufende Schaltvorrichtung,
an deren feststehende Küntakte einerseits die Klemmen der einzelnen Reihenkondensatoren,
andererseits die Klemmen der vorzugsweise geerdeten Ladevorrichtung ;angeschlossen
sind, sorgt bei dieser bekannten Einrichtunb dafür, daß der Hilfskondensator den
einzelnen Reihenkondensatoren in der entsprechenden Reihenfolge nacheinander parallel
geschaltet und danach an die Ladestromquelle zur erneuten Rufladung .angeschlossen
wird, worauf sich das Spiel wiederholt. Wenn man mit dieser bekannten Einrichtung
sehr hohe Spannungen, z. B. in der Größenordnung von t Million Volt, erzeugen will,
soi muß die die umlaufenden Kontakte tragende Isolierwal2e .der Schaltvorrichtung
einen sehr großen Durchmesser erhalten, damit die nötigen Isolationsabstände zwischen
den einzelnen Reihenkondensaborklemmen und den Klemmen der Ladestromquelle vorhanden
sind. Dies bereitet um so, größere Schwierigkeiten, j e höher die zu erzeugende
Hochspannung sein soll.
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Erfindungsgemäß lassen sich diese Schwierigkeiten dadurch vermeiden,
daß mehrere derartige Einrichtungen (Einheiten) zu einer Staffelschaltung in der
Weise verbunden sind, daß die Reihenkondensatoren ,aller Einheiten in Reihe geschaltet
sind und die Reihenkondensatoren der auf dem nächstniedrigen Potential befindlichen
Einheit die Ladestromquelle
für den Hilfskondensator der auf dem
nächsthöheren Potential befindlichen Einheit bilden. Bei einem solchen Aufbau ist
der Potentialunterschied, der an eüier der Schaltvorrichtungen höchstens auftreten
kann, nur noch die Summe der Spamiungen der Reilieiikondensat.oren ztveer Einheiten.
Durch Unterteilung der Einrichtung in eine genügende Zähl von Einheiten kann man
also, gemäß der Eifindung eine beliebig hohe Spannung erzeugen ohne Isolationsschwierigkeiten,
wie sie bei der bekannten Einrichtung bei sehr hoh eai Spannungen auftreten. Dile
Schaltvorrichtungen sämtlicher Einheiten werden nveckmäßig von einer gemeinsamen
Isoliervelle angetrieben.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung gemäß der Erfindung ist
in der Alb. i schematisch dargestellt. Die Einrichtung besteht beispielsweise aus
drei Einheiten A, B und C, von denen jede eine Mehrzahl, z. B. drei Reihenkondensatoren
i i, 12, 13 bzw. i-., 15, 16 bzw. 17, 18, 19, besitzt. Außeidein weist jede Einheit
einen Hilfsk.ondens.ator 2o, 21 bzw. 22 sowie eine Schaltv.orrichtuilg 23, 24 bzw.
25 auf. Schließlich ist noch eine Ladestromquelle 26 vorgesehen, die einpolig geerdet
sein kann und die zur Ladung der Kondensatoren :erforderliche Gleichspannung oder
gleichgerichtete Wechselspannung liefert. Jede der Schaltvorrichtungen besteht aus
einer drehbaren Isolierwalze oder -scheibe 27 mit zwei Schleifringen 28 und 29,
mit denen zwei Kontaktstücke 3o und 31 verbunden sind. An die auf deal Schleifringen
schleifenden Bürsten 32 und 33 ist der Hilfskondeiisat@o-r der betreffenden Einheit
angeschlossen. Beim Umlauf der Isolierscheibe 27 kommen die Kontaktstücke 3o und
31 in Berührung mit den auf dem Umfang verteilt ,angeordneten festen Kontakten,
von denen zwei mit der Ladestromquelle 26, die übrigen mit den Reihenkondensatoren
i i, 12 und 13 verbunden sind. Auf diese Weise wird der Hilfskondensator 2o zunächst
von der Ladestr.omquelle 26 .aufgeladen. Darauf wird er durch die Schaltvorrichtung
23 bei deren Umlauf in Pfeilrichtung nach Trennung von der Ladestromquelle dem Kondensator
i i parallel geschaltet, den er dabei auflädt. Beim weiteren Umlauf der Schaltc-orrichtung
wird er dem K.andensator 12 und darauf in der in der Abb. i dargestellten Stellung
der Schaltvorrichtung dem Kondensator 13 parallel geschaltet, so daß auch diese
Reihenkondensatoren von dem ja noch zum Teil geladenen Hilfskondensator 20 aufgeladen
werden. Dann wird er wieder von neuem durch die Ladestromquelle 26 nufgcladen, worauf
er beim weiteren Umlauf der Schaltvorrichtung die Reihenkondensatoren 11 bis 13
nacheinander weiter auflädt. Diese leih enkondensarooren i i bis 13 bilden nun die
Ladestro:mquelle für die Reilrenlk!-iidensatoren 14 bis 16 der Einheit B, die mittels
der Schaltvorrichtung 2.1 in dersell;en Weise aufgeladen werden und die Ladestroinquelle
für die Reihenkondensatoren i; bis 19 der Einheit C bilden. Nachdem die Einrichtung
eine gewisse Zeit ge:arbeitetf hat, sind sämtliche Reihenkondensatoren voll aufgeladen.
Der Verbraucher wird zwischen dem Hochspannungspol 3.1 und Erde angeschlossen. Die
Schaltvorrichtung 23 muß natürlich so ausgebildet sein, daß durch sie in keiner
Stellung eine Verbindung der Ladestromquelle 26 mit den Reihenkondensatoren i i
bis 13 zustande kommen kann, was z. B. durch unterschiedliche Verteilung der festen
Kontakte auf den Umfang der Schaltvorrichtung erreicht werden kann. Das Entsprechende
gilt für die übrigen Schaltvorrichtungen. Zweckmäßig haben die Schaltvorrichtungen
einen gemeinsamen Antrieb.
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Ein ,anderes Ausführungsbeispiel, bei dem jede Einheit nur zwei Reihenkondensatoren
besitzt, dessen Wirkungsweise im übrigen aber genau die gleiche ist wie bei dem
Beispiel der Abb. i, zeigt Abb, 2. Die Ladestroniquelle ist wieder mit 26, die Schalteinrichtungen
sind mit 23, 24. und 25, die Hilfskondensatoren mit 20, 21 und 22 hezeicllilet.
Die sechs Reihenkondensatoren sind mit 35 bis 4.o bezeichnet und in Form einer S<itilt
übereinander .angeordnet. Ztveclzm-,il.')ig werden hierzu bekannte, in einem Isolierzylinder
mit metallenem Boden und metallenem Deckel untergebrachte Kondensatoren verwendet,
die zu einer Säule aufeinandergesetzt werden. Die Hilfskondensatoren können in derselben
Art und Weise ausgebildet sein und unter Einfügung entsprechender Stützisolatoren
gleichen Durchmessers ebenfalls zu einer Säule aufeinanderges:etzt werden, die dann
neben der Reihenko:ndensatorsäule aufgestellt wird. Zwischen beiden Säulen können
dann die von einer senkrecht hochgchenden Isolierwelle gemeinsam angetriebenen Schaltvorrichtungen
angeordnet werden. Man kann die Hilfskondensatoren ,aber auch in der die Schaltvorriclitun,g
antreibenden Isolierwelle selbst unterbringen, so daß sie mit umlaufen. Dann werden
die Schleifringe 28, 29 und die Bürsten 32, 33 der Schaltvorrichtungen 23, 2,1 und
25 überflüssig.
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Statt umlaufender Schaltvorrichtungen kann man auch nach Art von Umschaltern
ausgebilde,e hin und her gehende Schaltvorrichtungen benutzen, wie sie in dem in
Abb.3 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeichnet sind, bei dem die Reihen- und
Hilfskonden- i satoren die ,gleichen Bezugszeichen wie in Abb.2 haben. Die drei
Schaltvorrichtungen
bestehen hier aus den doppelpoligen
U mschaltern 41, 42 und 43, die miteinander gekuppelt sind und somit gemeinsam
betätigt werden. Bei dem Umlegen der Schalter von der einen Endstellung, in der
die Hilfskondensatomen 2o, 21, 22 die Reihenkondensatoren 36, 38, 40 :aufladen,
in die ,andere Endstellung, in der die Reihenkondens:ato1r@en 35, 37, 39 aufgeladen
werden, und umgekehrt, gelangen die Umschalter in eine Zwischenstellung, in der
die Hilfskondensatoren geladen werden, und zwar wird dann, ebenso wie in Abb. 2,
der Hilfskondensator 2o von der Ladeströmquelle 26, der Hilfskondensator 21 von
den Reihenkondensatomen 35, 36 und der Hilfskondensator 22 von den Reihenkondensatoren
37, 38 aufgeladen. Ist die Zahl der Reilienkond:ensatoren jeder Einheit größer als
zwei, so müssen die Umschalter entsprechend mehr Hauptstellungen undZwischenstellungen
haben. Dieses Ausführungsbeispiel hat gegenüber den in Abb.1 und 2 dargestellten
den Vorteil, daß jeder Hilfskondensator jedes:mal, wenn er :einen Reihenkondensator
aufgeladen hat, gleich wieder geladen wird, bevor er dem nächsten Reihenkondensator
zwecks dessen Aufl.adung parallel geschaltet wird.