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Hochspannungskondensator. Die für die Zwecke des Überspannungsschutzes
zum Aufbau elektrischer- Schwingungskreise usw. bisher verwendeten Hochspannungskondensatoren
besitzen verschiedene Mängel, welche in deren ungenügender elektrischer Festigkeit
sowohl in bezug auf den Durchschlag des zwischen Belegungen des Kondensators befindlichen
Dielektrikums als auch in bezug auf den Überschlag an den Zuführungen liegen.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
der Hochspan
nungskondensator das an den Klemmen des Kondensators
liegende Potentialgefälle in eine Anzahl Teilgefälle unterteilt und vier KonJensator
aus einer Anzahl übereinandergeschichteter und dadurch in Reihe geschalteter Teilk,)ndensatoren
im Isoliergehäuse aufgebaut ist. Idierdurch wird einerseits in bezug auf den Durchschlag
des Dielektrikums eine viel rößere Sicherheit erreicht, da jeder Teilkmi-, densator
ein Vielfaches des auf ihn entfallenden Teilgefälles aushält, un.d an -lerseits
entsteht die für den äußeren Überschlag maßgebende ausreichende Kriechlänge über
die Mantelflächen der in größerer Anzahl aufeinandergeschichteten Teilkondensatorenisoliergehäuse.
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Die Reihenschaltung voll Kapazitätselementen ist an und für sich bekannt
und findet vielfache praktische Anwendung. Die bekannten Ausführungen benutzen aber
entweder die Reihenschaltung unabhängiger Elemente, wobei diese jedes für sich gegen
Erde für die mit der Elementenzahl ansteigende Spannung zti isolieren sind, oder
aber eine gemeinsame Isolierplatte als Dielektrikuin für mehrere der in Reihe geschalteten
Kondensatoreleinente. Iin ersten Falle ist bedeutender Aufwand an Isolatoren zur
Isolierung der in Reihe geschalteten Elemente gegen Erde erforderlich, und im zweiten
beschränken die möglichen Abmessungen und der im allgemeinen zur Verfügung stehende
Raum die Verwendung für liiihere Spannungen und muß die Isolierplatte außerdein
zumindest an dem unter hohem Potential stehenden Ende ebenfalls mit entsprechenden
Isolatoren gegen Erde isoliert «-erden.
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Demgegenüber werden bei der Erfindung Kondensatoren beliebiger Bauart
verwendet, mit der einzigen Einschränkung, daß sich dcren Anschlüsse an zwei gegenüberliegenden
Flächen des den Kondensator bildenden Blockes l;efinden, derart, daß durch eine
Aufeinanderschichtung derselben eine staftelförinig ansteigende Potentialverteilung
entstellt. Da naturgemäß jeder Kondensator auch gleichzeitig einen Isolator bildet,
wobei der Unterschied zwischen einem Kondensator und einem gebräuchlichen Isolator
irgendwelcher Bauart aber nicht bloß durch das quantitative t'berwiegen der Kapazität,
sondern hauptsächlich durch die dem ersteren eigentümlichen speziellen Maßnahmen
und Einrichtungen zur möglichsten Vermehrung derselben deutlich gekennzeichnet ist,
so bildet bei der vorliegenden Bauart des Kondensators jeder Teilkondensator den
Isolator des nachfolgenden Teilkondensators, derart, daß eine weitere Isolation
gegen Erde durchaus entbehrlich ist.
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Dasselbe Isolierprinzip findet bei den bekannten Kettenisolatoren
Anwendung; doch bat diese Tatsache keine Auswirkung auf den vorliegen len Koirlensator,
da die beim Ketteni <olator zur Verwendung kommenden Isolatorenglieder keine
Kondensatoren im technischen Sinne sind, nicht nur weil deren Kapazität verschwindend
klein ist, sondern vor allem deswegen, weil daran leinerlei Maßnahnie getroffen
ist, welche die Herstellung einer wesentlichen oder die die Vergrößerung der vorhan;lenen
geringen Kapazität bezweckt oder solche irgendwie auszunutzensucht.
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Die Hochspannungskondensatoren der bislierigen Bauart, welche im allgemeinen
in einen hasten eingebaut sind, bedürfen eines Einführungsisolators, durch «-elche
der Hochspannungsanschluß bewerkstelligt wird. Deingegenül>er ist beim beschriebenen
Kondensator lurch die Unterteilung in einzclne im Isoliergehäuse eingebettete Teilkondensatoren,
welche c%urch Übereinanderbau in Reihe geschaltet sind, ein für den ganzen Kondensator
-eineinsames Gehäuse entbehrlich und fällt deshalb auch der Einführungsisolator
in dasselbe fort. Dieser Vorteil der beschriebenen Bauart kommt insbesondere bei
hohen untl sehr hohen Spannungen in Betracht.
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Wird das Isoliergehäuse der Teilisolatoren ,als wetterbeständigem
Material ausgeführt und mit einem Regendach versehen, so kann der Kondensator ohne
besondere 'Umhüllung und unter Wegfall des für die Aufstellung im Freien kostspieligen
Einführungsisolators ohne weiteres im Freien aufgestellt werden.
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Die metallenen Anschlußstücke der Teilkondensatoren können so massiv
ausgeführt werden, daß sie die im Kondensator durch dielektrische Hvsteresisv erluste
auftretende Wärilie durch Wärmeleitung an die Außenluft abzugeben vermögen.
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Die Anschlußstücke können ferner derart ausgebildet werden, daß sie
durch Schraubge-«inde, Bajonettverschluß, Federung o. -1g1. bequem und zuverlässig
miteinander verbunden werden können.
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Abb. r der Abbildungen stellt eine Ausführungsforrn des Teilkondensators
dar, :1er sich äußerlich durch nichts von einem gewöhnlichen Stützisolator unterscheidet.
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Es sind f die beiden Anschlüsse mit dein Gewindezapfen v und dem entsprechenden
Muttergewinde nz. Die Anschlußstücke sind beiderseitig durch die Kittstelle e auf
das Isolierrohr r aufgekittet. Mit den beiden Anschlüssen in leitender Verbindung
stehen die beiden Belegungen b-b, die durch das Dielektrikum i getrennt sind.
Die Belege b sind mit den Isolierschichten l zusammen zylindrisch aufgewickelt
gedacht. Die übrigbleibenden Zwischenräume sind durch die Isolierausgußniasse p
ausgefüllt, welche durch die öffnung ,leg Füllschrauben s eingebracht wird.
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Abb. 2 stellt einen aus den Elementen a1, a2,
a3,
a4 nach Abb. i zusammengebauten vierteiligen Kondensator dar.
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Abb. 3 stellt den Kondensator nach Abb. 2, mit metallenen oder isolierenden
Regendächern d,-d, ausgerüstet, zur Aufstellung im Freien dar.
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Die gegebene Form für den Teilkondensator ist diejenige der gebräuchlichen
modernen Stützisolatoren, welche eine glatte oder auch eine gerillte Oberfläche
mit genügender Kriechlänge besitzen. Der Teilkondensator kann in diesem Fall als
Konstruktionselenent mechanischen Druck aufnehmen, was insbesonclere dann in Frage
kommt, wenn aus Teilkon-;lensatoren Säulen für hohe Spannungen aufgebaut werden,
wobei das unterste Element !las Gewicht sämtlicher darübergebauten aufzunehmen hat.
Falls die Befestigung der Fassungen eine entsprechende ist, kann der Teilkondensator
aber auch als Zugisolator mechanisch beansprucht und können demgemäß ganze Säulen
hängend angeordnet werden. Außerdem kann der aus diesen Teilkondensatoren aufgebaute
Kondensator auch als Stütz-oder Hängeisolator zur Leitungsbefestigung verwendet
werden.
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Der im Innern des den Teilkondensator bildenden Isolators untergebrachte
Kondensator kann seinerseits ebenfalls in mehrere in Reihe liegende Teile unterteilt
werden, wodurch einerseits wieder eine erhöhte Sicherheit gegen Durchschlag erzielt,
anderseits aber das Potentialgefälle längs dem den Isolator bildenden Isolierrohr
gleichmäßiger verteilt wird, als es nach einem einteiligen Teilkondensator nach
Abb. i der Fall ist. Durch die gleichmäßige Potentialverteilung können alle Glimmfunken
an der Isolatoroberfläche unterdrückt und die L'berschlagsspannung des Isolators
bedeutend erhöht werden.
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Abb. d. zeigt eine Ausführungsform eines solchen Teilkondensators.
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In Abb. ,4 haben v, m, f und r dieselbe Bedeutung wie
in Abb. i; k1, k, k3 stellen die weiteren Unterteilungen des Teilkondensators dar,
die jede mit zwei leitenden Fassungen 1, an welche die Belegungen angeschlossen
sind, übersehen sind und durch deren gegenseitige Berührung der Kontakt geschaffen
wird.
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Es ist indessen auch jede beliebige andere Unterteilung als die in
Abb 4. dargestellte möglich.