DE562043C

DE562043C - Electrical capacitor with one or more opposing metal layers, which are surrounded by metal bodies that are insulated from one another and from the metal layers

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.Electrical capacitor with one or more facing each other Metal coverings, which are isolated from each other and against the metal coverings metal bodies are surrounded like a frame With electrical capacitors, the electrical field at the edge of the coverings inhomogeneous, and it therefore occurs as a result of the greater density of the electric field at the edge slightly breakdowns at voltages at which the dielectric inside the coverings in terms of its dielectric strength is not fully used. This phenomenon is known as the edge effect.

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.It has already been proposed in capacitors for measurement purposes to produce a homogeneous field inside the capacitor by having the Metal coverings of metal bodies isolated from one another and from the metal coverings surrounds like a frame. The edge effect, the elimination of which is the object of the invention, however, this arrangement does not eliminate it. Rather, this will be with one electrical capacitor with one or more opposing metal layers, which of metal bodies isolated from one another and from the metal coverings in a frame-like manner are surrounded, achieved according to the invention in that the: metal body via resistors on the order of about i to ioo megohms are associated with the metal coverings. This arrangement takes place as a result of the voltage drop in the high-value connection resistors there is no transition of the electric field strength at the edge of the opposing coverings to zero, but to a value which is slightly lower than the value of the field strength between .the occupancies. The transition from this low field strength to zero takes place then only on the metal bodies surrounding the metal coverings. As a result of this Gradation of the field strength, it is possible to eliminate the edge effect and thus Avoid punctures on the edge of the coverings.

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 the known measuring capacitors with a homogeneous field are also the metal coverings with the surrounding metal bodies through the surface resistances of the dielectric, but these are surface resistances to resistance values so high that the invention only at lower The effect achieved is not achieved with high resistance values of about i to ioo megohms.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung für kreisförmige Metallbeläge, um die die Metallkörper als Schutzringe herumgelegt sind, dargestellt.In the drawing, three embodiments of the invention are for circular metal coverings around which the metal bodies are wrapped as protective rings, shown.

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.Fig.ia, 2.a and 3a show the arrangements in section, while Fig. ib, 2b and 3b represent the corresponding oversight. According to Fig. ia and ib, the two metal coverings i, 2 are each surrounded by a protective ring 5, 6, which are connected to the metal coverings by the resistors 7, 8. Appropriate are here also the two metal protection rings 5, 6 together by a resistor 9 connected. Power is supplied to the capacitor pads through the connections 3, 4. As a result of the voltage drop across the resistors 7, 8, 9 is between the Protective rings 5, 6 do not have the full tension that exists between the metal coverings i, 2 prevails, so that the dielectric is relieved at this point and not as usual is overloaded.

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.According to Fig. 2a and 2b, -2.n can only be one of the coverings in which Embodiment covering 2, provided with a protective ring io, which with the covering : 2 is connected through the resistor ii. In addition, the protection ring is io over the Resistor 12 connected to earth. In this case, the resistor 12 is expediently smaller chosen as the resistance 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.As Fig. 3a and 3b show, several can be concentric to one another arranged protective rings are placed around the circular pads i, 2. In which Embodiment two such protective rings 13, 14 and 15, 16 are provided, each surrounding a metal coating i, 2. For connecting the protective rings to one another and with the metal coverings the resistors 17, 18, 19, 20 and 21 serve. In this one Trap finds a twofold gradation of that prevailing between the metal coverings i, 2 electric field strength towards the value zero instead.

Die Bemessung der Hochohmw iderstände im Bereich von i bis ioo Megohm richtet sich nach der verwendeten Gebrauchsspannung für den Kondensator.The dimensioning of the high resistance in the range from 1 to 100 megohms depends on the used voltage for the capacitor.

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.It is not necessary that the metal body used in the embodiments are designed as protective rings, are of the same size and are exactly opposite one another. In special cases it will be useful to also use protective bodies of unequal size, which can be offset against each other.

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.Instead of circular disks as coverings as in the exemplary embodiments plates of another shape can also be used: for example, can the plates take the form of hollow cylinders, the edges of which are protected by protective rings or Plates are surrounded.

Claims

PATLNTAN APPLICATION i. Electric capacitor with one or more opposing? metal coverings, which of against each other and against the Metal coverings are surrounded by insulated metal bodies like a frame, characterized in that that the metal body (5, 6) via resistors (7, 8) in the order of magnitude of approximately i to ioo megohms are connected to the metal coverings (i, 2).

2. Electric capacitor according to claim i, characterized in that around the metal bodies (13, 14) further metal bodies (15, 16) are arranged in the shape of a frame, which are connected to the first-mentioned metal bodies (13, 14) are connected by appropriate resistors (i8,2i).

3. Electrical capacitor according to claim i and 2, characterized in that the opposite Metal bodies (5, 6 or -15, 16) of different polarity by means of appropriate resistors (9 or -19) are connected to each other. ,

4. Electrical capacitor according to claim i to 3, characterized in that one or more of the metal bodies (io) through corresponding resistors (12) are grounded in a manner known per se.

5. Electric Capacitor according to Claims 1 to 4, characterized in that the metal coverings (i, 2) consist of circular disks and the corresponding resistors with these connected metal body (5, 6) the circular disks in a known manner as Guard rings surround. '

6. Electrical .Kondensator according to claim i to 4, characterized characterized in that the metal coverings form hollow cylinders, the edges of which are in themselves are surrounded in a known manner by protective rings or plates.