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Elektrische Durchführung mit kapazitiver Wirkung Die Erfindung bezieht
sich auf elektrische Durchführungen durch Behälterwandungen, Abschirmwände od. dgl.
mit kapazitiver Wirkung. Solche unter dem Begriff Kondensatorendurchführungen bekannten
Durchführungen werden für Hochspannungszwecke bisher in der Form ausgeführt, daß
ein die Durchführung darstellendes Leiterstück von der Spannung entsprechend vielen
Isolationslagen umgeben war, in welche in genau unterteilten Abständen Blindbelegungen,
d. h. Belegungen ohne äußeren Anschluß, eingebettet waren, die den Zweck hatten,
eine Steuerung des Spannungsabfalls vom Durchführungsleiter bis zur Außenwandung
der Isolationsumhüllung herbeizuführen, um einer überlastung einzelner Isolationsschichten
vorzubeugen.
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Um derartige Durchführungen handelt es sich bei der Erfindung nicht,
vielmehr um einfache Durchführungen elektrischer Leiter durch Behälterwandungen
oder Abschirmwände od. dgl., beispielsweise um die Durchführung einer Stromverbindungsleitung
durch eine Abschirmwand von einem Gehäuseteil in das andere, wo keine Hochspannungen
in diesem Sinn auftreten. Bei derartigen Stromdurchführungen ist lediglich eine
Isolation zwischen dem Stromleiter und der Abschirmwand entsprechend der Potentialdifferenz
zwischen diesen beiden Teilen erforderlich, welche normalerweise durch die Leiterisolation
selbst, die in bekannter Weise aus einem nichtleitenden Umsetzungsprodukt des Leiters
bestehen kann, gegeben ist.
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Der Zweck einer Abschirmwand nun ist fast ausschließlich, einen Teil
eines Gerätes von der Beeinflussung durch unerwünschte Störfelder frei zu halten.
Die Leitungen, die diese Abschirmwand
durchsetzen, können aber selbst
Träger derartiger Störströme sein und trotz der Vorsehung einer Abschirmwand Störungen
in dem abgeschirmten Teil hervorrufen. Man hat deswegen -bereits vorgeschlagen,
an der Durchführungsstelle urimittelbar Ableitkondensatoren vorzusehen, die die
nicht erwünschten Ströme von den Leitern abführen. Beispielsweise hat man einen
speziellen Kondensator, den sogenannten Durchführungskondensator; entwickelt, der
den technischen Anforderungen weitgehend gerecht wird.
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Für sehr hohe Störfrequenzen nun sind nur verhältnismäßig kleine Kapazitäten
zur Ableitung der Störströme erforderlich. Andererseits-ist-gerade bei hohen Frequenzen
auch die kleinste Induktivität in dem Ableitzweig, wie sie beispielsweise durch
Stromzuführungsdrähte u. dgl. gegeben sind, von äußerst schädlichem Einfluß, sogar
die als praktisch induktivitätsfrei zu bezeichnenden Durchführungskondensatoren
stellen für sehr hohe Frequenzen noch induktive Widerstände dar.
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Ein wünschenswerter Kondensator müßte ohne jegliche Induktivität an
der Durchführungsstelle des Leiters symmetrisch zu diesem aufgeteilt sein: Die Erfindung
zeigt nun eine Lösung, bei der dieser Wunsch verwirklicht ist. Erfindungsgemäß ist
das durch die Wandung durchgeführte Leitungsstück je nach der gewünschten Kapazitätsgröße
und der anliegenden Spannung mit einem nichtleitenden, auf dem Leiterstück ,aufgewachsenen
Umsetzungsprodukt als Isolierschicht und Dielektrikum in bestimmter Länge und Stärke
umhüllt, auf welches die mit der durchbrochenen Wandung in. leitender Verbindung
-stehende -Gegenbelegung- in einer solchen Stärke beispielsweise durch Kathodenzerstäubung
oder Metallaufdampfung auf die ISQlierschicht aufgebracht ist, daß sie bei Überlastungen
oder an Fehlerstellen der Isolierschicht, an welchen ein Stromübergang erfolgt,
wegbrennt bzw. in eine nichtleitende Verbindung -übergeführt wird: i Def Leiter
selbst bildet damit den einen Belag des Kondensators, während seihe Isolation, das
Dielektrikum und der darauf angebrachte Belag die Gegenbelegung darstellen. Da die
nichtleitenden Umsetzungsprodukte der Metalle häufig neben sehr guten Isolationseigenschaften
auch eine verhältnismäßig hohe= Dielektrizitätskonstante besitzen, lassen sich für
die genannten Zwecke genügende Kapazitäten erzielen.
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Die gekennzeichnete Art der Gegenbelegung ist deswegen erforderlich,
weil nichtleitende Metallverbindungen häufig leitende - und halbleitende Stellen
enthalten, die einen Kurzschluß zwischen den Belegungen hervorrufen. Bei Benutzung
dünner Gegenbelegungen, beispielsweise 5,u oder geringer, werden derartige leitende
Stellen durch Wegbrennen des Gegenbelages abgeschaltet und die Durchführung damit
spannungsfest gemacht.
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Es ist zweckmäßig, das durchgeführte Leiterstück aus einem Ventilmetall,
z. B. Aluminium; bzw. aus einem beliebigen Leiter mit Ventilmetallüberzug zu wählen
und als aufgewachsene Isolierschicht das Oxyd des- Aluminiums zu verwenden. Diese
-Alu miniumoxydschicht kann nach bekannten Verfahren beispielsweise elektrolytisch
oder chemisch hergestellt sein, muß jedoch eine größere Stärke als die- Aluminiumoxydschicht
bei Elektrolytkondensatoren-besitzen, und zwar eine Stärke, die in der Größenordnung
der korrosionsfesten Überzüge liegt. Um die Isolationseigenschaften der dielektrischen
Schichten zu verbessern bzw. zu erhalten, ist es zweckmäßig, die von Natur aus darin
befindlichen Poren- mittels zusätzlicher organischer oder anorganischer Stoffe,
insbesondere solcher, die gleiche dielektrische Werte wie die Isolierschicht besitzen,
äü' verschließen. Die Gegenbelegung kann in einfachster Weise,. z._ B. durch Verlötung
mit der Ab. -schirmwand od. dgl., durch welche die Leitung durchgeführt ist, in
mechanische und elektrische Verbindung gebracht werden. Um den Kondensator auch..an
der Stelle, an welcher die Abschirmwand auf dem Gegenbelag aufliegt, gegen Spannungsdurchbruch
sicher zu gestalten, empfiehlt es sich, die dielektrische Isolierschicht an dieser
Stelle wesentlich zu verstärken.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Ausfüh--rungsbeispiel der Erfindung
gezeigt. a ist ein Durchführungsleiter, der in einer gewissen Zone mit einem nichtleitenden
Umsetzungsprodukt b versehen ist. Auf der dadurch gegebenen Isolierstrecke-ist der
Gegenbelag c festhaftend erzeugt. Die Kapazität der Durchführung besteht demnach
zwischen dem Leiter a und der Gegenbelegung c über das Dielektrikum b und ist an
der Durchführungsstelle in induktivitätsfreiester Weise um den Leiter a verteilt.
Der Gegenbelag c kann nun direkt mit einer Abschirmwand d in Verbindung gebracht
werden, beispielsweise, wie in der Zeichnung angedeutet, durch eine Verlötung_ bei
e. Um auch die Verbindungsstelle zwischen ,d, e einerseits und c andererseits durchschlagssicher
zu machen, ist die Isolierschicht b unterhalb dieser Stelle wesentlich verstärkt,
"was in -der'-Zeichnüiig bei f angedeutet ist. Etwaige auftretende Durchschläge
werden nunmehr oberhalb. von f.zwischen c und a auftreten.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Gegenbelegung mit der
Abschirmwand verlötet wird, viehmehr genügen auch Klemmen- oder Schellenvorrichtungen,
um den Durchführungsleiter a ,an der Durchführungsstelle mechanisch und elektrisch
festzulegen.