Planung und Aufbau eines 10-stufigen Miniatur-Marxgenerators

3.7. Zusätzliche Sicherheitselemente
3.7.1. Parallelwiderstand RP
Der Parallelwiderstand ist eine Reihenschaltung aus zehn 10 MΩ Widerständen. Nach
Abschaltung der Energiezufuhr am Schalter S2 (Abb. 32 und 34) haben die Kondensatoren
eine lebensgefährliche Restspannung. Ohne Entladung können sie diese über einen
längeren Zeitraum speichern, was bei Wartungsarbeiten vergessen werden könnte und
somit zu Unfällen führen kann. Um dies zu vermeiden, ist dem Marx-Generator ein 100
MΩ Widerstand parallel geschaltet. Nach der Abschaltung der Energiezufuhr, entladen
sich so alle zehn Kondensatoren in 120 Sekunden vollständig. Bereits nach wenigen
Sekunden ist die Restladung für Menschen nicht mehr lebensgefährlich. Aufgrund seines
hohen Widerstands verbraucht der Entladewiderstand nur 1 W während des Betriebs, was
für den Hochspannungsgenerator keine große Belastung bedeutet.
3.7.2. Sicherheitswiderstand
Der Sicherheitswiderstand besteht aus einem 620 kΩ-Widerstand, Projektorfolie und
Heißkleber. Die Zusammensetzung dieser einfachen Komponenten schützt das Netzteil vor
ungewollten Überschlägen. Der Widerstand fungiert als Drossel und begrenzt den Strom
bei einer direkten Entladung ins Stromnetz.
Die Folie, in Verbindung mit dem Heißkleber, verhindert, dass ein Überschlag über das
Gehäuse des Widerstandes auftritt. So wird der Strom bei anliegender Stoßspannung von
100 kV auf maximal 150 mA begrenzt.
Der Widerstand ist im normalen Betrieb mit den Ladewiderständen in Reihe geschaltet und
erhöht diese leicht. Sein Einfluss auf die Ladezeit des Generators ist jedoch minimal.
In der Erprobungsphase war der Widerstand während der Nutzung des Metallturms sehr
wichtig, da es dabei häufig zu ungewollten Überschlägen kam. Nachdem auf den PVC
Turm gewechselt und alle Teile final montiert wurden, wurde er jedoch überflüssig und
deshalb ausgebaut.
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