7 Geschichtete Dielektrika - Fachgebiet Hochspannungstechnik
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7 GESCHICHTETE DIELEKTRIKA Seite 10<br />
Das folgende Bild zeigt die Brechung der elektrischen Feldlinien und Äquipotentiallinien<br />
beim Übergang in ein Dielektrikum mit etwa dreimal höherer Dielektrizitätszahl.<br />
Dielektrikum 1, ε r1<br />
E 2<br />
φ φ = = const. const.<br />
α 1<br />
<strong>Geschichtete</strong> <strong>Dielektrika</strong> lassen sich gezielt zur Beeinflussung des elektrischen<br />
Feldes einsetzen. Es wurde bereits in Abschnitt 7.3 erwähnt, dass rein tangential beanspruchte<br />
Grenzflächen vermieden werden sollten. Das folgende Bild einer koaxialen<br />
Leiteranordnung, in der der Innenleiter gegen den Außenleiter abgestützt werden<br />
soll, zeigt zwei Möglichkeiten, durch eine schräge Kontur des Isolators eine ausschließlich<br />
tangential beanspruchte Anordnung zu vermeiden.<br />
Es zeigt sich jedoch, dass von den beiden dargestellten Möglichkeiten die Variante<br />
a) im hochspannungsseitigen Zwickelbereich (dem Tripelpunkt, an dem die<br />
drei Materialien Metall, Gas und Feststoff zusammenstoßen) zu Feldverdrängung in<br />
den Gasraum hinein und infolge dessen dort zu einer starken Überhöhung der elektrischen<br />
Feldstärke führt. Da ohnehin in einer koaxialen Anordnung die höchsten Feld-<br />
<strong>Fachgebiet</strong> <strong>Hochspannungstechnik</strong> <strong>Hochspannungstechnik</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Volker Hinrichsen WS 09/10 + SS 10<br />
α 2<br />
α 1<br />
α 2<br />
E 1<br />
φ φ = = const. const.<br />
Dielektrikum 2, ε r2 ≈ 3·ε r1<br />
Brechung von elektrischen Feldlinien und Äquipotentiallinien im<br />
schräg geschichteten Dielektrikum für εr2 ≈ 3·εr1<br />
Vergleich zweier Stützerkonturen einer zylindrischen koaxialen Leiteranordnung