DE562043C

DE562043C - Elektrischer Kondensator mit einem oder mehreren einander gegenueberstehenden Metallbelaegen, welche von gegeneinander und gegen die Metallbelaege isolierten Metallkoerpern rahmenartig umgeben sind

Info

Publication number: DE562043C
Application number: DEA58739D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-08-10
Filing date: 1929-08-10
Publication date: 1932-10-21

Description

Elektrischer Kondensator mit einem oder mehreren einander gegenüberstehenden Metallbelägen, welche von gegeneinander und gegen die Metallbeläge isolierten Metallkörpern rahmenartig umgeben sind Bei elektrischen Kondensatoren ist das elektrische Feld am Rande der Beläge inhomogen, und es treten deshalb infolge der größeren Dichte des elektrischen Feldes am Rande leicht Durchschläge bei Spannungen auf, bei denen das Dielektrikum im Innern der Beläge bezüglich seiner Durchschlagsfestigkeit noch nicht voll ausgenutzt ist. Man bezeichnet diese Erscheinung als Randeffekt.
Es ist schon vorgeschlagen worden, bei Kondensatoren für Meßzwecke ein homogenes Feld im Innern des Kondensators dadurch herzustellen, daß man die Metallbeläge von gegeneinander und gegen die Metallbeläge isolierten Metallkörpern rahmenartig umgibt. Der Randeffekt, dessen Beseitigung Aufgabe der Erfindung ist, wird jedoch durch diese Anordnung nicht beseitigt. Dies wird vielmehr bei einem elektrischen Kondensator mit einem oder mehreren einander gegenüberstehenden Metallbelägen, welche von gegeneinander und gegen die Metallbeläge isolierten Metallkörpern rahmenartig umgeben sind, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die :Metallkörper über Widerstände in der Größenordnung von etwa i bis ioo Megohm mit den Metallbelägen verbunden sind. Bei dieser Anordnung erfolgt infolge des Spannungsabfalls der hochohmigen Verbindungswiderstände am Rande der gegenüberstehenden Beläge nicht einübergang der elektrischen Feldstärke auf Null, sondern auf einen Wert, welcher etwas geringer ist als der Wert der Feldstärke zwischen .den Belegungen. Der Übergang dieser geringen Feldstärke auf Null findet dann erst an den die Metallbeläge umgebenden Metallkörpern statt. Infolge dieser Abstufung der Feldstärke ist es also möglich, den Randeffekt zu beseitigen und damit Durchschläge am Rande der Beläge zu vermeiden.
Bei den bekannten Meßkondensatoren mit homogenem Feld sind zwar auch die Metallbeläge mit den sie umgebenden Metallkörpern durch die Oberflächenwiderstände des Dielektrikums verbunden, jedoch handelt es sich bei diesen Oberflächenwiderständen um Widerstandswerte so hoher Größenordnung, daß die erfindungsgemäß nur bei geringeren Hochohmwiderstandswerten von etwa i bis ioo Megohm erzielte Wirkung nicht eintritt.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung für kreisförmige Metallbeläge, um die die Metallkörper als Schutzringe herumgelegt sind, dargestellt.
Abb. ia, 2.a und 3a zeigen die Anordnungen im Schnitt, während Abb. ib, 2b und 3b die entsprechenden Aufsichten darstellen. Gemäß Abb. ia und ib sind die beiden Metallbeläge i, 2 von je einem Schutzring 5, 6 umgeben, die mit den Metallbelägen durch die Widerstände 7, 8 verbunden sind. Zweckmäßig sind hier auch die beiden Metallschutzringe 5, 6 miteinander durch einen Widerstand 9 verbunden. Die Stromzuführung zu den Kondensatorbelägen erfolgt durch die Anschlüsse 3, 4. Infolge des Spannungsabfalles an den Widerständen 7, 8, 9 liegt zwischen den Schutzringen 5, 6 nicht die volle Spannung, die zwischen den Metallbelägen i, 2 herrscht, so daß das Dielektrikum an dieser Stelle entlastet und nicht wie sonst überlastet ist.
Gemäß Abb. 2a und 2b kann -2.n auch nur einen der Beläge, bei dem Ausführungsbeispiel Belag 2, mit einem Schutzring io versehen, der mit dem Belag :2 durch den Widerstand ii verbunden ist. Außerdem ist der Schutzring io über den Widerstand 12 an Erde gelegt. In diesem Fall wird der Widerstand 12 zweckmäßig kleiner gewählt als der Widerstand i i.
Wie Abb. 3a und 3b zeigen, können auch mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Schutzringe um die kreisförmigen Beläge i, 2 gelegt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel sind je zwei derartige Schutzringe 13, 14 und 15, 16 vorgesehen, die je einen Metallbelag i, 2 umgeben. Zur Verbindung der Schutzringe untereinander und mit den Metallbelägen dienen die Widerstände 17, 18, 19, 2o und 21. In diesem Falle findet eine zweifache Abstufung der zwischen den Metallbelägen i, 2 herrschenden elektrischen Feldstärke nach dem Wert Null hin statt.
Die Bemessung der Hochohmw iderstände im Bereich von i bis ioo Megohm richtet sich nach der verwendeten Gebrauchsspannung für den Kondensator.
Es ist nicht notwendig, daß die Metallkörper, die bei den Ausführungsbeispielen als Schutzringe ausgebildet sind, gleich groß sind und sich genau gegenüberstehen. In besonderen Fällen wird es zweckmäßig sein, auch Schutzkörper ungleicher Größe, die gegeneinander versetzt sein können, zu benutzen.
Statt wie bei den Ausführungsbeispielen Kreisscheiben als Beläge zu nehmen, können auch Platten von anderer Form Verwendung finden: beispielsweise können die Platten die Form von Hohlzylindern annehmen, deren Ränder von Schutzringen oder Platten umgeben sind.

Claims

PATLNTANsPRÜcHr i. Elektrischer Kondensator mit einem oder mehreren einander gegenüberstehenden ?Metallbelägen, welche von gegeneinander und gegen die Metallbeläge isolierten Metallkörpern rahmenartig umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (5, 6) über Widerstände (7, 8) in der Größenordnung von etwa i bis ioo Megohm mit den Metallbelägen (i, 2) verbunden sind.
2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß um die Metallkörper (13, 14) -herum weitere gegeneinander und gegen die Metallbeläge (i, 2) isolierte Metallkörper (15, 16) rahmenförmig angeordnet sind, die mit den erstgenannten Metallkörpern (13, 14) durch entsprechende Widerstände (i8,2i) verbunden sind.
3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberstehenden Metallkörper (5, 6 bzw.- 15, 16) verschiedener Polarität durch entsprechende Widerstände (9 bzw.-19) miteinander verbunden sind. ,
4. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Metallkörper (io) durch entsprechende Widerstände (12) in an sich bekannter Weise geerdet sind.
5. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbeläge (i, 2) aus Kreisscheiben bestehen und die über entsprechende Widerstände mit diesen verbundenen Metallkörper (5, 6) die Kreisscheiben in an sich bekannter Weise als Schutzringe umgeben. '
6. Elektrischer .Kondensator nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbeläge Hohlzylinder bilden, deren Ränder in an sich bekannter Weise von Schutzringen oder Platten umgeben sind.