Hallo Forum,
wir sind zur Zeit dabei ein neues Show-Experiment für ein Seminar zu
entwickeln. Geplant ist ein Potentialpendel bestehend aus zwei
Edelstahlgartenkugeln mit 100 mm Durchmesser aufgehängt an je einem
Meter kugelgelagertem Karbonrohr. Die Kugeln sollen dann über je eine
vierstufige Vollwellen-Kaskade an 10 kV-Messwandlern auf +/-120 kV
aufgeladen werden, diese Potentialdifferenz sollte ausreichen um die
Kugeln so weit auszulenken das es zu einer Entladung kommt und das
Pendel anschwingt.
Um die Dioden der Kaskade gegen die hohen Ströme während der Entladungen
zu sichern wollen wir zwischen selbige und die Kontaktpunkte der
Glättungssäule entsprechende Hochspannungswiderstände schalten (siehe
Schaltplan im Anhang).
Hier gehen aber die Probleme schon los, die Metallux HVR 968, die wir
uns als Widerstände ausgeguckt haben, haben unter Öl nur eine
Spannungsfestigkeit von 91 kV. Da aber bei den Entladungen aufgrund der
unvermeidlichen Induktivität die Glättungssäule auf umgekehrtes
Potential durchschwingen wird haben wir nicht nur die noch vorhandenen
120 kV der Schubsäule sondern auch diesen Überschwinger abzufangen, was
deutlich mehr wie die angegebene Spannungsfestigkeit ist.
Um das ganze zu simulieren habe ich für die Leiterschleife eine
Induktivität von 1 mH und für den Widerstand des Funkenkanals 100 Ohm
abgeschätzt. Sind diese Werte realistisch? Falls ja, wie sehen eure
Erfahrungen bei der Nennspannungsüberschreitung solcher Widerstände aus?
Laut Simulation (siehe Screenshot im Anhang) hätten wir hier kurzzeitig
über doppelte Nennspannung.
Weiter geht es mit den Dioden, wir dachten an HVP G20FP oder G25FP mit
20/25 kV. Reicht es bei 30 kV pro Strang zwei ohne weitere
Spannungssymmetrier-Maßnahmen in Reihe zu schalten?
Die Kondensatoren machen mir am meisten Sorgen, zuerst waren für die
Schubsäule billige 10 nF 15 kV vom Chinamann geplant, da bin ich
mittlerweile allerdings sehr skeptisch bezüglich der astronomischen
Bauteilwerte im Vergleich zur Gehäusegröße. Die Murata DHRB34C102M2FB
mit 1 nF bei 15k V wirken deutlich vertrauenserweckender, sind
allerdings auch merklich teurer, und die Lötarbeit wird auch nich
weniger. In der Glättungssäule sollen TDK UHV-6 zum Einsatz kommen.
Alle sind Klasse-2-Kerkos, die Temperaturcharakteristiken sehen zwar
garnicht zu schlecht aus, allerdings habe ich keine konkreten Angaben
zum Verhalten bei sich ändernder Feldstärke gefunden. Muss ich
befürchten das sie bei Nennspannung deutlich geringere Kapazitäten
aufweisen oder gelten die Kapazitätsangaben für Nennspannung?
Ich bedanke mich für das Lesen dieser Menge an Text und hoffe auf eine
konstruktive Diskussion.
Beste Grüße,
Dominic
EDIT: Gerade beim drübergucken aufgefallen, der Offset von 15kV bei V1
gehört da eigentlich nicht hin, ich hatte das nur einmal ausprobiert und
danach nicht zurückgesetzt.