für ein Experiment suche ich einen preiswerten Widerstand
50MOhm / 40W, max. 50kV DC Peak. *1), kann auch provisorisch sein. Mögliches Versagen (interne Überschläge) wäre lästig aber nicht "kriegsentscheidend". Größe und Gewicht sind nicht sehr kritisch (Sollte aber noch ins Gepäck passen)
Anschlusskabel RG214 *2) oder etwa gleich dickes Kabel für die Hochspannung, Erdung kann auch über das Gehäuse erfolgen.
Sicherlich ist dergleichen kaufbar als Sonderanfertigung einschlägiger Hersteller (aber teuer). Ölgekühlte Bastellösungen sind wohl möglich, aber evtl. etwas trickreich, wie zB. hier beschrieben:
Meine Idee ist, eine ausreichende Anzahl Widerstände in einem großen Metallbecher in Reihe zu schalten und zB. mit
2k Silikon zu vergießen, bin mir aber nicht im Klaren über die Auslegung (zB. Wärmeleitfähigkeit des Silikons?)
Hat hier jemand praktische Erfahrungen mit der Beschaffung oder dem Bau solcher Widerstände?
Nein, aber Selberbasteln ist durchaus eine Alternative. Klein wird's aber nicht:
Erstmal die 50 kV in "handliche" Abschnitte zu 1 kV aufteilen gibt 50
1-MOhm-Widerstände in Reihe - kosten in 1 W bei Reichelt 15 Cents, also zusammen weniger als zehn Euro. Teurer werden die erforderlichen Parallelkondensatoren zur Symmetrierung - nehmen wir mal 1 kHz Grenzfrequenz an, dann brauchst Du entsprechend viele hinreichend spannungsfeste 150-pF-Kondensatoren (ungefähr 13 Cents pro Stück).
Und dann noch schön ordentlich "hochspannungsfest" aufbauen: Plastik-Außenrohr, darin werden Metallscheiben mit ca. einem Zentimeter Durchmesser mit ca. 10-20 mm langen Abstandsringen aus Plastik gestapelt - innerhalb jedes Abstandhalters befindet sich dann eine RC-Parallelschaltung 1MOhm||150 pF angelötet an die obere und untere Metallscheibe. Da das Ganze ca. 1 m lang wird, sollte man es ggf. in zwei Teilwiderstände von je 25 MOhm zerlegen. In die Plastikrohre noch etwas Silikagel geben (am besten das Tütchen auf der Seite mit dem niedrigeren Potential deponieren), staubfrei arbeiten und dann luft- und staubdicht verschließen (Heißkleber).
Ölisolierung halte ich für überflüssig, Luftkühlung reicht. Die Plastikrohre mit den Widerständen würde ich sicherheitshalber mit ca.
10 cm Luftkissenisolierung (wie heißt dieses Zeug, das man als verpackungsmaterial verwendet, besteht aus Plastiktüten mit eingeschweißten Luftblasen von ca. 50-100 ml Volumen?) in Außenrohre verpacken, die äußerlich metallisiert und geerdet sind.
(Wozu die Kondensatoren unumgänglich erforderlich sind, brauche ich wohl nicht zu erklären?)
Ach ja: Alle Einzelbauteile vor dem Zusammenbau gewissenhaft vermessen (Cs auf ca. 10 % Toleranz selektieren) und mit einer
1-kV-Hochspannungsquelle (1 W; Spannungsvervielfacher am Netz reicht, aber bitte mit Schmelzsicherung am Eingang) testen - wenn die knallen, dann bitte dabei im Prüfstand und nicht hinterher "im Feld". Und an den HV-Anschluß des fertigen Widerstands kommt dann bitte eine Abschirmelektrode aus 10 cm langem zölligen Kupferrohr, in die die Zuleitung inkl. der dicken Isolierung komplett reingeht und daran innen angeschlossen wird.
50 kV sind nicht so die völlig unvorstellbare Spannung - der Trick des "Handlings" ist eine saubere Feldführung durch passende Elektroden (daher die Trennscheiben) und das Vermeiden scharfer Kanten (also die Scheiben und Elektroden schön ordentlich entgraten - lackieren ist auch nicht blöd: das hohe eps_r der Beschichtung vermindert lokale Feldstärkespitzen beträchtlich und unterdrückt Teilentladungen - noch besser ist zusätzlich Schrumpfschlauch drummachen, weil der luftspaltfrei anliegt).
Entgegen landläufiger Vorstellungen sollte man im Einsatz etwas Wasser in der Raumluft versprühen - feuchte Luft ist entionisiert und isoliert besser. Aber die Betriebsmittel wärmt man vor der Spannungsbeaufschlagung mit einem Fön an, damit die selbst trocken sind. Tödlich: Aus dem kalten Kofferaum direkt in die warme Fabrikhalle.
Ok, dann sind entsprechende Belehrungen überflüssig.
Eine vergleichsweise billige und vermutlich die einfachste Loesung:
Nehme 10 Stueck Tyco Electronics HB35M0FZRE (5MOhm, 4W, 15kV) schalte die in Reihe und packe die z.B. in ein Acrylglasrohr - je nachdem inwieweit die 40W dauernd anliegend, mit einem kleinen Geblaese an einer Seite des Rohres - und fertig ist deine Dummyload.
Und das beste ist, die Widerstaende gibt's bei RS als Lagerware, Best.-Nr. 296-695 fuer verhaeltnismaessig wenig Geld.
Da du maximal 50kV hast und diese Widerstaende ziemlich ueberlasttolerant sind, kannst du in den meisten Faellen auf Parallel-Cs verzichten - natuerlich mit Vorbehalt, da ich deine Anwendung nicht kenne.
Kann man kaufen. Ein Beispiel, habe dort aber selbst noch nichts gekauft:
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Gekauft hatte ich in Deutschland einmal welche bei Beyschlag. Lange her und inzwischen wurde die Firma von Vishay aufgekauft:
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Oder bauen. Oelkuehlung habe ich nur einmal gemacht. Ging, aber irgendwo suppte es immer ein wenig und das war laestig. Es musste ja ein Ueberdruck-Ausgleich dran und wenn dann der Pott mal kurz angekippt wurde...
Ansonsten nahm ich 1W oder 2W Kohleschichtwiderstaende und dann alles in Serie. IIRC waren das im schlimmsten Fall ueber 100 Stueck. Wenn die paar Euro Budget drinliegen, wuerde ich kaufen.
BTW, Koaxkabel halten schon eine Menge aus, aber 50kV wohl nicht. Belden laesst bei RG214 nur 3700V RMS zu:
Bei Spannungsschwankungen (auch Schaltvorgängen) ergibt sich die Spannungsverteilung zunächst aus der Verteilung des Kapazitätsbelags, deshalb muß der relativ gleichmäßig sein, was man durch eine parallele Kondensatorbeschaltung erzwingen kann (sonst hat man nur relativ undefinierte parasitäre Kapazitäten).
Bei höheren Spannungen (so ab 100 kV) muß man genauer rechnen und gestaffelte Schirmelektroden vorsehen. Die Feldstärken ergeben sich Pi mal Daumen aus dem Potential der Elektroden und den vorhandenen Krümmungsradien (deswegen haben Trafo-Hochspannungs-Prüfstände auch immer so riesige Metallkugeln), und die müssen eine Größenordnung unter der Durchschlagfeldstärke bleiben (in Luft ca. 1 MV/m), also bitte möglichst 100 V/mm nicht überschreiten, auch an Kanten und Spitzen. Das Innere der Schirmelektroden ist übrigens feldfrei, deswegen kann man darin auch "Bastellösungen" tolerieren.
Sorry: Ganz flsahc. Wegen tau = L/R interessieren parasitäre Induktivitäten bei R im MegOhm-Bereich nicht.
Die parasitaeren Kapazitaeten baugleicher Widerstaende haben nur geringe Abweichungen voneinander. Man darf natuerlich nicht Beyschlag mit Dale mischen oder so. Die wuerden sich beim heutigen politischen Klima allerdings eh nicht allzu gut verstehen ;-)
Die 4W gelten nur bei 20°C, geht also nur bei kurzer Belastung.
Die empfohlenen 1MOhm 1W für 15ct von Reichelt vertragen nur
350V. Besser ist der Typ 2W Metall für 9,2ct der hat 500V.
Meine Empfehlung wäre 50 Stück 1M 1W Vishay VR68 (10kV) in Reihe. Je 37Cent unter 31E248 bei
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= 18,5Euro
Und Mr.Finger würde sicher noch 1.5m durchsichtigen PVC Schlauch und ein Gläschen von seinem Brölio Öl empfehlen. Das wird zwar den Weichmacher aus dem Schlauch lösen, aber ein paar Wochen sollte es flexibel bleiben.
Hör doch mal auf, immer in HF-Kategorien zu denken. Die "parasitaeren Kapazitaeten", um die es hier geht, entstehen durch die Geometrie des Aufbaus. Bei "richtig hohen Spannungen" brizzelt es immer irgendwo ein bißchen, was dort lokal zu Spannungschwankungen führt - die dürfen dann aber nicht "an der nächsten Ecke" eine Lawine auslösen, weswegen überall genug teilentladungsunterdrückende Kapazität vorhanden sein sollte.
(Das Problem ist nicht die Leitungsinduktivität, sondern der negative differentielle Widerstand des Teilentladungskanals.)
Deren Widerstaende sind sehr gut - ich habe ca. tausend Stueck NI400.12 im Einsatz. Nach >30000 h bisher kein einziger Ausfall und keine signifikante Widerstandsveraenderung. Allerdings waren Einhaltung der versprochenen Lieferzeit und Kommunikation mit der Firma ziemlich problematisch. Kann sich natuerlich geaendert haben, ist schon ein paar Jahre her.
Mr.Finger ist ja wohl auch am Ende davon abgekommen...
Doch, tun sie. Bei fabrikneuen Kabeln bricht die Isolierung erst bei statischen 90-150kV durch. Selbstverständlich kann dies nicht die Basis einer verantwortungsvollen Auslegung für längeren Betrieb darstellen.
"Non UL" sagt der Hersteller, was auch immer das bedeutet?
Aus der Praxis kann ich berichten, daß wir ein ähnliches Kabel RG-8/U (Belden Trade No. 8237) seit mehreren Jahren störungsfrei bei 40kV an eine Kleinröntgenröhre betreiben :-) Wurde übrigens vom Hersteller aus Japan original so geliefert.
Danke, das koennte einmal bei einem anderen Projekt (in Europa) von Nutzen sein. Ist nun in den Bookmarks.
Wenn Oel einmal in etwas groesserer Menge in etwas textiles wie Teppich gelaufen ist, bekommst Du es fast nicht mehr heraus. Das stinkt monatelang nach Autowerkstatt. Ein ueber Nacht langsam ausgesuppter halber Liter reicht.
Es heisst, dass ein Betrieb bei dieser Spannung nicht explizit UL-zugelassen ist. Duerfen wir ergo z.B. in Medizingeraeten nicht machen.
Es gibt genuegend Ableitwiderstaende mit Zulassung im 100kV Bereich, das sind einfach sehr lange keramische Rohre. Sie funktionieren trotzdem ohne St.Elms Feuer. Wenn bei meinen HV-Geschichten etwas britzelt, gibt es nur eins, und das ist sofortiger Druck auf den roten Not-Aus Pilz.
Nicht "trotzdem", sondern weil sie wunderschön dafür designt sind - schön gleichmäßig rund wie wohlgeformte *piep*, überhaupt keine Kanten und Spitzen, und durch großzügige Abmessungen mit moderaten Feldstärken (was sind schon 1 kV/cm?). Und das kann man kaufen, weil es sich der Hersteller auch gut bezahlen läßt. Wir wollten aber doch selbst basteln...
Die Sorte Brizzeln, die ich meinte, kannst Du bei Tageslicht bestenfalls in störarmer Umgebung mit einem TE-Meßgerät feststellen. Wenn's knistert und Dir die Haare zu Berge stehen, dürfte es für den roten Pilz gewöhnlich zu spät sein.
(Unser HV-Prof. erzählte mal, wie er im MV-Prüffeld tätig war (alle Sicherheitsvorschriften wurden eingehalten), und der Leader schlug ungefähr einen halben Meter neben seinem Kopf in der Wand hinter ihm ein, im "sicheren Aufenthaltsbereich" natürlich - tückisch, diese Blitze... Bei jedem kosmischen Schauer sind statische Schlagweiten und schirmende Feldführungen blanke Theorie - Knallfunken kommen mit
50-100 V/cm aus, wenn sie erst einmal gezündet haben, und gehen dann "eigene Wege".)
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