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Einrichtung zur Erzeugung hoher elektrischer Spannungen.
Stossspannungsanlagen d. h. elektrische Anlagen zur Erzeugung von sehr hohen Spannungen, beispielsweise von einigen Millionen Volt, für kurze Zeit bestehen aus einer Anzahl von Kondensatoren, die über Widerstände in Parallelschaltung aufgeladen und dann in Reihe entladen werden. Die Reihenschaltung der Kondensatoren wird dabei üblicherweise durch Schaltfunkenstreeken bewirkt. Wenn die
Kondensatoren in Reihe entladen werden, so liegt zwischen der ersten und der letzten Kondensatorbelegung, wenn man von Verlusten absieht, eine Spannung, die gleich dem Produkt aus der Zahl der Kondensatoren und der Spannung des einzelnen Kondensators ist. Bei der Anordnung des Stammpatentes Nr. 134509 sind die Schaltfunkenstrecken unter Druckgas angeordnet.
Da der Luftdruck die Zündspannung der Funkenstrecken und damit die Ladespannung der einzelnen Kondensatoren bestimmt, so kann durch Änderung des Luftdruckes, unter dem die Funkenstrecken arbeiten, in einfacher Weise die Arbeitxspannung der Anlage geregelt werden.
Für ein sicheres und zuverlässiges Arbeiten der Stossspannungsanlage ist es nun notwendig, dass die Funkenstrecken praktisch gleichzeitig ansprechen. Bei Anlagen, deren Funkenstrecken bei Atmo- sphärendruck arbeiten, erfolgt die Zündung bei richtiger Einstellung des Elektrodenabstandes mit ausreichender Genauigkeit zur gleichen Zeit. Wenn jedoch die Funkenstrecken unter hohem Druck arbeiten, so beobachtet man häufig Zündverzogerungen, die die Wirksamkeit der Anlage sehr beeinträchtigen, da sie die gleichzeitige Zündung der Funkenstrecken verhindern.
Es wurde nun gefunden, dass man diese Zündverzögerungen dadurch beseitigen kann, dass man an geeigneter Stelle eine oder mehrere unter Atmosphärendruck arbeitende Funkenstreeken vorsieht. Im allgemeinen genügt es, eine oder zwei solcher Funkenstrecken am Anfang der Kondensatorreihe vorzusehen. Ist die Anzahl der Kondensatoren sehr gross, so wird man vorteilhaft an geeigneter Stelle der Reihe, beispielweise nach 10 oder 20 Kondensatoren, wieder eine oder mehrere unter Atmosphärendruck angeordnete Funkenstrecken vorsehen.
Zweckmässig dienen diese, die Zündverzogerungen beseitigenden Funkenstrecken gleichzeitig als Schaltfunkenstrecken. In diesem Falle muss ihnen, da sie ja unter Druck arbeiten, ein verhältnismässig grosser Elektrodenabstand gegeben werden, um eine ausreichende Aufladung der Kondensatoren zu ermöglichen.
Zur Erklärung der Wirkungsweise dieser Hilfsfunkenstrecken kann man vielleicht annehmen, dass die Gleichzeitigkeit der Zündung bei Atmosphärendruck durch eine Wanderwelle bewirkt wird, die von der zuerst zündenden Funkenstrecke ausgeht. Bei hohem Gasdruck ist die Dämpfung so gross, dass die erzeugte Wanderwelle die Zündung nicht mehr bewirken kann. Wenn diese Annahme richtig ist, so würden die unter Atmosphärendruck arbeitenden Funkenstrecken die Aufgabe haben, eine zur Zündung der andern Funkenstrecken ausreichende Wanderwelle zu erzeugen.
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Device for generating high electrical voltages.
Surge voltage systems d. H. Electrical systems for generating very high voltages, for example of a few million volts, for a short time consist of a number of capacitors that are charged via resistors in parallel and then discharged in series. The series connection of the capacitors is usually effected by switching sparks. If the
If capacitors are discharged in series, there is a voltage between the first and the last capacitor occupancy, disregarding losses, which is equal to the product of the number of capacitors and the voltage of the individual capacitor. In the arrangement of the parent patent no. 134509, the switching spark gaps are arranged under compressed gas.
Since the air pressure determines the ignition voltage of the spark gaps and thus the charging voltage of the individual capacitors, the working voltage of the system can be regulated in a simple manner by changing the air pressure under which the spark gaps work.
For safe and reliable operation of the surge voltage system, it is now necessary that the spark gaps respond practically at the same time. In systems with spark gaps that operate at atmospheric pressure, if the electrode spacing is set correctly, ignition takes place with sufficient accuracy at the same time. If, however, the spark gaps work under high pressure, ignition delays are often observed, which greatly impair the effectiveness of the system, since they prevent the spark gaps from igniting at the same time.
It has now been found that these ignition delays can be eliminated by providing one or more spark lines operating under atmospheric pressure at a suitable point. In general, it is sufficient to provide one or two such spark gaps at the beginning of the capacitor bank. If the number of capacitors is very large, one or more spark gaps arranged under atmospheric pressure will advantageously be provided at a suitable point in the series, for example after 10 or 20 capacitors.
These spark gaps, which eliminate the ignition delays, expediently serve as switching spark gaps at the same time. In this case, since they work under pressure, they have to be given a relatively large electrode spacing in order to enable the capacitors to be sufficiently charged.
To explain how these auxiliary spark gaps work, one can perhaps assume that the simultaneity of ignition at atmospheric pressure is caused by a traveling wave that originates from the spark gap that ignites first. At high gas pressure, the damping is so great that the traveling wave generated can no longer cause ignition. If this assumption is correct, the task of the spark gaps working under atmospheric pressure would be to generate a traveling wave sufficient to ignite the other spark gaps.
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