Planung und Aufbau eines 10-stufigen Miniatur-Marxgenerators

3. Dimensionierung und Beschaffung geeigneter Komponenten
3.1. Berechnung einer genormten Blitzstoßspannung „1,2/50“
Die Dimensionierung der zu verwendenden Bauteile im Marx-Generator ist von vielen
Faktoren abhängig. Als erstes gilt es, die Stoßspannungsform zu definieren.
Für Prüfungen in einem Labor oder Prüffeld werden aperiodische Spannungsverläufe
vorgeschrieben [2]. Dies ist durch die IEC 60060-1 festgelegt.
Bei Prüfungen außerhalb von Laboreinrichtungen, so genannten Vor-Ort-Prüfungen,
können die idealisierten Spannungsformen oft nicht eingehalten werden. Es werden
deshalb auch stark schwingende Impulsspannungen eingesetzt, die im Entwurf der neuen
IEC 60060-3 durch ihre Einhüllende mit erheblich erweiterten Zeitparametern definiert
werden sollen [2].
Da in diesem Bachelorprojekt ein Blitzstoß simuliert werden soll und es sich um einen
Laboraufbau handelt, werden die Bauteile für eine aperiodische Blitzstoßspannung
„1,2/50“ konfiguriert.
Mit Blitzstoßspannungen werden reale Blitzstromverläufe simuliert. Die Überspannung
wird durch den Scheitelwert Û, die Stirnzeit Ts und die Rückenhalbwertszeit Tr definiert.
Für die genormte Blitzstoßspannung „1,2/50“ ist eine Stirnzeit von 1,2 µs (zulässige
Abweichung ± 30 %) und eine Rückenhalbwertszeit von 50 µs (zulässige Abweichung ±
20 %) festgelegt [2].
Als CB wird die Parallelschaltung aus Prüflingskapazität und Spannungsteilerkapazität
angesehen. Da für den grundlegenden Aufbau kein Prüfling verwendet wird, besteht im
Folgenden die Belastungskapazität nur aus dem kapazitiven Spannungsteiler.
Zur Berechnung des Marx-Generators werden die Bauteile der einzelnen Stufen zu einer
resultierenden Größe verarbeitet. Für die Ausgangsspannung gilt (2.1).
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