DE587446C - Arrangement of electrical conductors separated from one another by dielectric to form a capacitor, preferably of high capacity - Google Patents

Description

Anordnung elektrischer, durch Dielektrikum voneinander getrennter Leiter zu einem Kondensator vorzugsweise hoher Kapazität Die Erfindung betrifft elektrische Kondensatoren und Anordnungen mit kondensatorartigem Aufbau und kondensatorartiger Wirkung, wie Durchführungsisolatoren u. dgl.Arrangement of electrical, separated from one another by dielectric Conductor to a capacitor, preferably high capacitance. The invention relates to electrical capacitors and arrangements with capacitor-like structure and capacitor-like Effect, such as bushing insulators and the like.

Anordnungen hoher Kapazität nehmen in den allgemein üblichen Ausführungsformen große Volumen ein.High capacity arrangements take place in the generally usual embodiments large volume.

Man hat daher vorgeschlagen, bei der Herstellung derartiger Anordnungen den bekannten von J o f f e entdeckten Effekt auszunutzen, daß Isolatoren, die in besonders dünner Schicht (etwa o,or mm) benutzt werden, eine größere Durchschlagsfestigkeit zeigen, als sie an dicken Isolierschichten gemessen wurde.It has therefore been proposed in the manufacture of such assemblies to exploit the well-known effect discovered by J o f f e that insulators, which are in A particularly thin layer (around 0.1 mm) is used, a greater dielectric strength when measured on thick layers of insulation.

Die Herstellung von Kondensatoren und ähnlich wirkenden Anordnungen mit einer so dünnen Dielektrikumschicht bietet jedoch bei Belägen in der üblichen Plattenform große Schwierigkeiten, insbesondere deshalb, weil die Oberflächen der Platten immer uneben sind, so daß beim Übereinanderlegen mehrerer Platten Lufteinschlüsse nicht zu vermeiden sind. Kleine Lufteinschlüsse oder ändere Inhomogenitäten setzen aber dieDurchschlagsfestigkeit des Kondensators auf einen geringen Bruchteil des gewünschten Wertes herab. Ferner bewirken die großen Kräfte, die bei hohen Spannungen zwischen den einzelnen Platten auftreten, sehr leicht ein Werfen der Plattenränder.The manufacture of capacitors and similar working arrangements with such a thin dielectric layer, however, offers the usual in coverings Plate shape great difficulties, especially because the surfaces of the Panels are always uneven, so that when several panels are placed on top of each other, air pockets cannot be avoided. Set small air inclusions or other inhomogeneities but the dielectric strength of the capacitor to a small fraction of the desired value. Furthermore, the large forces cause high voltages occur between the individual plates, a throwing of the plate edges very easily.

Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß bei Anordnungen "elektrischer, durch Dielektrikum voneinander getrennter Leiter zu einem Kondensator vorzugsweise hoher Kapazität zumindest die, eine Belegung des Kondensators darstellenden Leiter zylindrisch geformt sind und das Dielektrikum zwischen diesen und den die andere Belegung bildenden Leitern allein von einer, die zylindrischen Leiter umgebenden Isolation gleichbleibender und so geringer Dicke gebildet ist, daß das Dielektrikum den Bekannten Effekt extrem hoher Durchschlagsfestigkeit zeigt.According to the invention, these difficulties are avoided by that in arrangements "electrical conductors separated from one another by dielectric to a capacitor preferably high capacity at least that, an occupancy of the Capacitor forming conductors are cylindrically shaped and the dielectric between these and the ladders forming the other occupancy only by one, The insulation surrounding the cylindrical conductors is constant and so thin is formed that the dielectric has the known effect of extremely high dielectric strength shows.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß lediglich zylindrische Leiter Unebenheiten in der Oberfläche nicht aufweisen und sich ohne Schwierigkeiten mit einer Isolation gleichbleibender und äußerst geringer Dicke überziehen lassen. Der Grund für diese Tatsache ist wahrscheinlich vor allem darin zu suchen, daß bei zylindrischen Leitern jede Kantenbildung fehlt und diese Leiter durch einen Ziehprozeß herstellbar sind, der glatte und ebene Oberflächen gewährleistet.It has been shown that only cylindrical conductors have bumps does not exhibit in the surface and can be easily insulated can be coated with a constant and extremely small thickness. The reason for this The fact is probably to be sought above all in the fact that in the case of cylindrical Ladders there is no edge formation and these conductors can be produced by a drawing process, which ensures smooth and even surfaces.

Als zylindrische Leiter eignen sich im Rahmen der Erfindung Drähte am besten, da Verfahren zu deren Isolierung, z. B. mit Lack, auch in dünnen Schichten in der Elektrotechnik seit langem bekannt sind.Wires are suitable as cylindrical conductors in the context of the invention best as methods of isolating them, e.g. B. with varnish, even in thin layers have long been known in electrical engineering.

Die Gegenbelegung kann nun auf verschiedene Weise hergestellt werden, z. B. dadurch, daß die isolierten Drähte in ein Gefäß mit Quecksilber oder in eine niedrig schmelzende Metallegierung eingebracht werden. Das Quecksilber oder die Metallegierung bildet dann den anderen Kondensatoranschluß. Es ist jedoch auch denkbar, die isolierten Drähte unmittelbar mit einer als Gegenbelegung dienenden Metallschicht zu überziehen, und es ist ferner denkbar, beide der angegebenen Methoden miteinander zu verbinden.The opposite assignment can now be established in different ways, z. B. in that the insulated wires in a vessel with mercury or in a low-melting metal alloy are introduced. The mercury or the Metal alloy then forms the other capacitor connection. However, it is also conceivable the insulated wires directly with a metal layer serving as a counter-coating to overcoat, and it is also conceivable to use both of the specified methods with one another connect to.

Da diese Kondensatoren für außerordentlich hohe Spannungen bestimmt sind, beim Betrieb zwischen den geladenen Metallteilen also große elektrostatische Kräfte auftreten, ist es zur Vermeidung einer Zerstörung des Kondensators zweckmäßig, die Enden der Drähte an besonderen Metallplatten zu befestigen und den ganzen Kondensator mit festen Metallbändern zu umgeben. Zum Zwecke der Befestigung der Drähte an besonderen Metallplatten empfiehlt es sich, die Drahtenden in ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt einzuschmelzen.Because these capacitors are intended for extraordinarily high voltages are large electrostatic between the charged metal parts during operation Forces occur, it is advisable to avoid the destruction of the capacitor, to attach the ends of the wires to special metal plates and the whole capacitor to be surrounded with solid metal bands. For the purpose of attaching the wires to special Metal plates, it is best to have the wire ends in a metal with a low melting point to melt down.

Einer übermäßigen Erhitzung der Anordnung, die z. B. von Kriechströmen und dielektrischer Polarisation herrühren kann, begegnet man vorteilhaft, indem man das als Gegenbelegung dienende Metall mit Durchbrechungen versieht, die von einem Kühlmittel durchströmt werden können.Excessive heating of the assembly, e.g. B. of leakage currents and dielectric polarization can be countered advantageously by the metal serving as a counter-occupancy is provided with perforations made by a coolant can flow through.

In den Figuren sind zwei Ausführungsformen des Kondensators gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt dargestellt, wobei Fig. 3 den Schnitt längs I-I der Fig. 2 zeigt. Die isolierten Drähte a sind mit ihren Enden in die Metallplatten b eingelassen. Das als Gegenbelegung dienende Metall c wird durch die Platten d aus Isoliermaterial von den Platten b abgeschlossen, wobei die Platte d vorteilhaft erst nach Fixierung der Drähte durch Eingießen gebildet wird. Durch e ist ein aus Isoliermaterial bestehender Behälter dargestellt, der durch die Metallbänder g zusammengehalten wird. Die Durchbrechungen la dienen zur Kühlung des Inneren, und die Klemmen f sind zum Anschließen elektrischer Leitungen bestimmt.In the figures, two embodiments of the capacitor according to the invention are shown in vertical section, FIG. 3 showing the section along II of FIG. The ends of the insulated wires a are embedded in the metal plates b. The metal c serving as a counter-occupancy is closed off from the plates b by the plates d made of insulating material, the plate d advantageously not being formed until the wires have been fixed by casting. A container made of insulating material is represented by e and is held together by the metal straps g. The openings la are used to cool the interior, and the terminals f are intended for connecting electrical lines.

Die Kondensatoren gemäß der Erfindung lassen sich zur Aufspeicherung großer E_ lektrizitätsmengen, für Blindwiderstände und alle anderen Zwecke der Elektrotechnik verwenden, bei denen hohe Kapazitäten verlangt werden.The capacitors according to the invention can be used for storage large amounts of electricity, for reactances and all other electrical engineering purposes use where high capacities are required.

Es sei noch erwähnt, daß Kondensatoren aus aufgewickelten Drähten oder Bändern, die mit einem Isoliermittel umgeben sind, bereits hergestellt wurden. Bei diesen bekannten Kondensatoren wurde jedoch niemals der Effekt ausgenutzt, daß besonders dünne Dielektrikumschichten eine sehr hohe Durchschlagsfestigkeit zeigen, wenn. sie in Schichten vollkommen gleichbleibender Dicke angewendet werden. Die bekannten Anordnungen zeigten vielmehr immer Einschlüsse von fremden Substanzen, insbesondere von Luft, die dem durch J o f f e bekannten Effekt entgegenwirken. Eine Erzielung großer Kapazitäten bei kleinem Raumbedarf ist also tatsächlich erst mit vorstehend erläuterter Erfindung möglich.It should also be mentioned that capacitors are made from coiled wires or tapes that are surrounded with an insulating agent have already been made. In these known capacitors, however, the effect has never been exploited that particularly thin dielectric layers show a very high dielectric strength, if. they are applied in layers of completely constant thickness. the known arrangements always showed inclusions of foreign substances, especially of air, which counteract the effect known from J o f f e. Achieving large capacities with a small space requirement is therefore actually only a first step possible with the invention explained above.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung elektrischer, durch Dielektrikum voneinander getrennter Leiter zu .einem Kondensator vorzugsweise hoher Kapazität, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die, eine Belegung des Kondensators darstellenden Leiter zylindrisch geformt sind und das Dielektrikum zwischen diesen und den die andere Belegung bildenden Leitern allein von einer, die zylindrischen Leiter umgebenden Isolation gleichbleibender und so geringer Dicke gebildet ist, daß das Dielektrikum den bekannten Effekt extrem hoher Durchschlagsfestigkeit zeigt. PATENT CLAIMS: i. Arrangement of electrical conductors separated from one another by dielectric to form a capacitor, preferably high capacitance, characterized in that at least the conductors representing an occupancy of the capacitor are cylindrical and the dielectric between these and the conductors forming the other occupancy is solely from one, the cylindrical Conductor surrounding insulation of constant and so small thickness is formed that the dielectric shows the well-known effect of extremely high dielectric strength. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die, eine Belegung des Kondensators darstellenden Leiter isolierte Drähte sind. 2. Arrangement according to Claim i, characterized in that the one representing an occupancy of the capacitor Conductors are insulated wires. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten zylindrischen Leiter in ein Gefäß mit Quecksilber tauchen, das als Gegenbelegung des Kondensators dient. q.. 3. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that that the insulated cylindrical conductors are immersed in a vessel with mercury, that serves as the opposite assignment of the capacitor. q .. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten zylindrischen Leiter in eine leicht schmelzende Legierung eingegossen sind, die als Gegenbelegung dient. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that the insulated cylindrical conductor in a easily melting Alloy are cast, which serves as a counter-occupancy. 5. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten zylindrischen Leiter mit einer als Gegenbelegung dienenden Metallschicht überzogen sind. 5. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that the insulated cylindrical conductor with a serving as a counter-coating are coated with a metal layer. 6. Anordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten und mit einer Metallschicht überzogenen zylindrischen Leiter in eine als Gegenbelegung dienende, .leicht schmelzende Legierung oder in ein Gefäß mit als Gegenbelegung dienendem Quecksilber eingetaucht sind. 6. Arrangement according to claim, characterized in that the insulated and coated with a metal layer cylindrical conductor in one as a counter occupancy serving, .easy melting alloy or in a vessel with mercury serving as a counter-occupancy are immersed. 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d'ädurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Leiter mit ihren Enden in Metallplatten befestigt sind. 7. Arrangement according to one of the preceding claims, d'ädurch characterized in that the cylindrical conductors are fixed with their ends in metal plates are. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenbelegung mit Durchbrechungen versehen ist.8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the opposite occupancy is provided with openings.