DE2208431B2

DE2208431B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zünden einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern

Info

Publication number: DE2208431B2
Application number: DE2208431A
Authority: DE
Inventors: G A G Hofmann
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1971-03-09
Filing date: 1972-02-23
Publication date: 1974-06-27
Also published as: CH534455A; CA932783A; DE2208431A1; GB1333686A; DE2208431C3; US3714510A; FR2127846A5; SE377222B

Description

werden muß, wie es bei der aus der DT-AS 1 7^0 002 bekannten Schaltröhre mit gekreuzten Feldern der Fall ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die bei der vorgegebenen Magnetfeldstärke kritische Spannung zwischen den Elektroden wegen der geringen Brennspannung des Lichtbogens bei der Plasmainjektion schnell unter die anliegende Betriebsspannung absinkt, se daß die Entfachung des Lichtbogens sehr schnt-U erfc'gt, und es durch geeignete Wahl der Eigenfrequenz der Resonanzanordnung auch in einfacher Weise möglich ist, die Brenndauer des Lichtbogens klein zu halten, d. h. einen Nulldurchgang des Anodenstromes durch Überlagerung eines mit Hilfe der Resonanzanordnung in der Röhre erzeugten Gegenstromes nach hinreichend kurzer Zeit herbeizuführen.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Schaltröhre mit gekreuzten Leidem, die konzentrisch angeordnete, einen ringförmigen Raum umschließende Elektroden, eine Magnetanordnung, mit der in dem Raum zwischen den Elektroden ein im wesentlichen axiales Magnetfeld erzeugbar ist, im Raum zwischen den Elektroden eine Gasfüllung, die im leitenden Zustand der Röhre einen Stromfiuß zwischen den Elektroden in Form einer Glimmentladung ermöglicht, und eine Vorrichtung zum Einführen von Plasma in den Raum zwischen den Elektroden umfaßt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit den Elektroden ein Resonanzkreis verbunden ist und daß ein Zeitglied vorgesehen ist, durch das nach dem Löschen der Bogenentladung die Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs an den Elektroden auf einen zur Ausbildung der Glimmentladung geeigneten niedrigen Wert gehalten wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht dieser Resonanzkreis aus einem zu der Schaltröhre parallel geschalteten Serienkreis von Kondensator und Induktivität, und es wird das Zeitglied von dem Kondensator des Resonanzkreises und einem zu der Schaltröhre und dem Resonanzkreis in Serie liegenden Widerstand gebildet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Hs zeigt

F i g. 1 das Schaltbild eines Stromversorgungssystems mit einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufgebrochenen, nach der Erfindung ausgebildeten Schaltröhre und

F i g. 3 ein Diagramm, das die Bedingungen für den leitenden Zustand einer Schaltröhre in Abhängigkeit von der Elektrodenspannung und der Magnetfeldstärke veranschaulicht.

Wie in Fig. 1 daigestellt, wird die Gleichstromleistung, die von dem erfindungsgemäßen Unterbrecher geschaltet werden soll, in bekannter Weise von einer Leistungsquelle 10 abgeleitet, die die Leistung an einen Wechselstromgenerator 12 abgibt. Der Wechselstromgenerator 12 gibt seine Ausgangsleistung an den Transformator 14 ab. von dem die Spannung auf einen für die Übertragung geeigneten Wert erhöht wird. Nach dem Transformator wird die Leistung von dem Gleichrichter 16 gleichgerichtet. Der Gleichrichter 16 hat Ausgangsleistungen 18 und 20 mit positiver bzw. negativer Polung, Die in einer der Leitungen liegende Induktivität 22 sowie die zwischen den Leitungen liefende Kapazität 24 wirken in bekannter Weise als Gleichstromfilter und als glättendes Element. Sie befinden sich, wie gezeigt, bevorzugt auf der Ausgangsseite des Gleichrichters. Unter bestimmten Umständen kann die Reaktanz des (Jbertragungssystems ausreichend sein, um eine zur wirtschaftlichen Leistungsübertragung genügende Glättung zu bewirken.

ίο In jeder der Ausgangsleitungen 18 und 20 ist ein Unterbrecher 26 bzw. 28 mit dem Gleichlichter 16 und dem Übertragungssystem 30 in Serie geschaltet. Wegen der hohen Spannungen, die in dem Ausführungsbeispiel für die Anwendung des Unterbrechers vorgesehen sind, ist auf diese Weise ein zweipoliger Unterbrecher geschaffen. In Systemen mit niedrigerer Spannung kann ein einziger Unterbrecher ausreichend sein.

In Hochspannungs-Gleichstromsystemen ist es üb-Hch, daß eine der beiden Leitungen bezüglich Erde auf positivem und die andere auf negativem Potential liegt. Dadurch werden bezüglich der Isolation der Übertragungsleitungen gegen Erde gleiche Verhältnisse geschaffen. Aus diesem Grunde wird in Jen beiden Ausgangsleitungen 18 und 20 je ein Unterbrecher 26 bzw. 28 benötigt. In jeder der beiden Leitungen kann irgendwo in dem Übertragungssystem oder an einer an das Übertragungssystem 30 angeschlossenen Last 34 entweder gegenüber der anderen Leitung, wie es durch den Kurzschlußschalter 32 veranschaulicht ist. oder gegenüber Erde ein Kurzschluß entstehen. Sollte daher anstelle des durch den Schalter 32 angedeuteten Kurzschlusses zwischen den Leitungen ein Kurzschluß gegenüber Erde auftreten, so ist unabhängiger Leitungsschutz notwendig. In jedem Fall von Kurzschluß ist jedoch ein Unterbrecher notwendig. Jeder der Unterbrecher 26 und 28 ist mit einer üblichen Überwachungseinrichtung sowie mit einem üblichen Steuerkieis gekoppelt, der den Schalt-Vorgang des Unterbrechers steuert.

Der Unterbrecher 26 besteht aus einem Leitungsschalter 36 und einer impedanzvergrößernden Anordnung 38. Dem Leitungsschalter 36 kann ein Stromübertragungskreis zugeordnet sein, der den Strom von dem Leitungsschalter auf die impedanzvergrößernde Anordnung 38 überträgt. Es kann jeder geeignete Leitungsschalter 36 verwendet werden, an dem während des öffnens ein genügend hoher Spannungsabfall entsteht, um den Strom auf die impedanzvergrößernde Anordnung 38 zu übertragen. Deshalb ist ein einfacher Schalter 36 dargestellt, der ein üblicher Leitungsschalter oder Unterbrecher sein kann.

Die impedanzvergrößernde Anordnung 38 lieg!

zwischen den Leitungen 40 und 42 des Unterbrechen 26. Bevor die Impedanz vergrößert wird, ist es nacl· dem oben erläuterten Verfahren notwendig, daß de Strom von dem Lcitungsschaltcr36 auf die impedanz vergrößernde Anordnung übertragen wird. Die Strom übertragung wird durch die direkt zwischen den Lei Hingen 40 und 42 liegende Schaltröhre mit gekrcuz ten Feldern 44 unterstützt. Demnach ist während de Zeit, während der der Lcitungsschaltcr 36 öffnet un> die Stromübertragung erfolgt, für die Schaltröhre m gekreuzten Feldern 44 die Leitungsbedingung erfüll und es kann, wenn die Spannung zwischen den Le tungen 40 und 42 auf einen hinreichenden Wert ai steigt, bei dem in der Schaltröhre mit gekreuzte

Feldern 44 Leitung durch Glimmentladung möglich wird. Leitung einsetzen, und die Spannung zwischen den Leitungen 40 und 42 wird auf dem Wert des Spannungsabfalls an der Schaltröhre 44 festgehalten. Bei Anordnungen der betrachteten Art beträgt der Spannungsabfall bei hohem Strom etwa 1 kV. Diese ziemlich niedrige Spannung ermöglicht es, daß der Strom völlig von dem Leitungsschalter 36 abgeführt wird und daß der Leitungsschaltcr völlig öffnen und deionisieren und einen Zustand annehmen kann, in dem er Überspannungen standhält. Nachdem der Leitungsschalter 36 diesen Zustand erreicht hat. kann die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 44 abgeschaltet werden. Darauf kann der Widerstand durch die im folgenden beschriebene, zyklisch schaltende impedanzvergrößernde Anordnung vergrößert werden.

Zwischen den Leitungen 40 und 42 des Unterbrechers befinden sich ein Ableitkondcnsator 46 und ein energieverzehrender Widerstand 48, durch die Spannungsstöße, die durch das öffnen der verschiedenen Schalter entstehen, in vertretbaren Grenzen gehalten werden. Der Kondensator 24 ist ebenfalls an dieser Wirkung beteiligt.

Um eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung zu veranschaulichen, ist ein zyklisch schaltender Kreis als impedanzvergrößernde Anordnung 38 dargestellt. Ein energieverzehrender Widerstand SO ist mit einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 in Serie geschaltet. Die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 wird mit größer werdenden Auszeiten abwechselnd ein- und ausgeschaltet, ;o daß der zeitliche Mittelwert der Impedanz des Kreises vergrößert wird, bis der Schalter offen bleiben kann.

Zur Unterstützung des Einschaltvorganges muß als Teil der Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine genügend große Kapazität über der Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 liegen, und es muß in Verbindung mit der Kapazität eine genügend große Induktivität vorhanden sein, daß ein Resonanz-Nulldurchgang des Stromes erreicht werden kann. Da der Kondensator 46 mit seinem Widerstand 48 in Serie liegt, ist er normalerweise nicht hinreichend eng an die Schaltröhre 100 gekoppelt, um diese Wirkung zu erzielen. Daher ist zu der Schaltröhre 100 eine Serienschaltung aus Kondensator 52 und Induktivität 54 parallel geschaltet. Normalerweise ist die notwendige Induktivität sehr klein, so daß die elektrischen Zuführungen des Kondensators eine geeignete Induktivität darstellen.

Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 2 eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Zündung ausgestattet ist. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 umfaßt ein Gehäuse 102. das von einem Flansch 104 getragen wird. Dieser Flansch 104 ist seinerseits so auf einem Trägerflansch 106 befestigt, daß eine dichte Verbindung entsteht. Der Träccrflansch 106 steht auf einem Fuß 108, der die Schaltröhre trägt. Der Fuß 108 kann feiner als Vakuumverbindung benutzt werden, um in dem Gehäuse 102 ein geeignetes Vakuum zu erzeugen und anschließend in dem Gehäuse eine erwünschte Gasfüllung (z. B. Wasserstoff, einschließlich Deuterium) mit dem erforderlichen Druck herzustellen. Das Gehäuse 102 dient in Verbindunc mit dem Flansch 104 als geeignete vakuumdichte Hülle.

Die Kathode 110 ist als zylindrische Röhre ausgebildet. Sie ist nach innen von dein Gehäuse 102 abgesetzt. Die Kathode 110 ha? eine untere Deckplatte Ϊ12, durch die sie mit einem Abstandsstück 114 gegen den Trägerflansch 104 abgestützt ist. Die untere Deckplatte 112 braucht nicht als Verschluß zu wirken, sondern dient der Kathode lediglich als mechanische Stütze und vermindert Endverluste des Plasmas. Diese Konstruktion macht es möglich, die ganze Kathode durch die große Öffnung in dem Flansch 104

ίο herauszuziehen, wenn die Flansche zur Untersuchung und Wartung der Kathode und des Inneren des Gehäuses 102 getrennt werden. Die Kathode 110 ist aus Metall und kann aus Edelstahl hergestellt sein. Sie ist mit dem Fuß 108 z. B. durch ein Metallband leitend verbunden. Der Fuß 108 stellt auf diese Weise einen der elektrischen Anschlüsse der Schaltröhre 100 dar. Die Kathode 110 kann zur Vermeidung von Wirbclsirömen während der Einschwingvorgänge beim Schalten, wenn das axiale magnetische Feld sich zeii-Hch ändert, einen Schlitz in axialer Richtung aufweisen.

Die Anode 116 ist als zylindrische Röhre aufgebaut und konzentrisch zur Kathode 110 angeordnet, so daß zwischen Kathode und Anode ein an allen Stellen im wesentlichen gleicher radialer Abstand d vorhanden ist. Das Gehäuse 102 hat eine obere Deckplatte 118. an der die Anode 116 angebracht ist. Die Anode wird von einer Anodendeckplatte 120 gehalten, die an der zylindrischen Anode 116 befestigt ist und ihrerseits einen Montagestutzen 122 trägt. Der Montagestutzen 122 ist an der Deckplatte 118 des Gehäuses befestigt und dient sowohl als mechanische Stütze wie auch zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch die Deckplatte hindurch mittels eines elektrischen Leiters 124, Die Anodendeckplatte 120 ist vorzugsweise mit Abstand unterhalb der oberen Deckplatte 118 des Gehäuses angeordnet, und es führt der Leiter 124 durch den aus isolierendem Material bestehenden Montagestutzen 122 hindurch, so daß der Leiter 124 und die ganze Anode elektrisch von dem Gehäuse getrennt sind. Statt dessen könnte auch die Deckplatte 118 aus isolierendem Material hergestellt sein.

Die Anode 116 kann durchbrochen ausgebildet und ihr Innenraum als Gasvorratsvolumen für die Gasfüllung des Raumes tischen den Elektroden ausgenutzt werden. Des weiteren kann im Inneren der Anode eine Gasversorgungseinrichtung eingebaut sein, die Gas in dem Maß nachliefert, in dem es durch die Glimmentladung im Raum zwischen den Elektroden verbraucht wird. Beide Möglichkeiten sind in der US-PS 3 558 960 ausführlicher dargelegt.

Auf der Außenseite des Gehäuses 102 ist ein Magnet 126 so angeordnet, daß die von ihm im Raum zwischen den Elektroden erzeugten magnetischen Kraftlinien, mindestens über einen Teil der Elektrodenlänge, im wesentlichen parallel zur Achse der Elektroden der Schaltröhre 100 verlaufen. Der Magnet 126 ist als Elektromagnet dargestellt, was anderen Anordnungen vorzuziehen ist, damit das Magnetfeld leicht an- und ausgeschaltet werden kann. Die Energieversorgung des Magneten 126 wird vorzugsweise so ausgelegt, daß ein rasches An- und Abschalten des Feldes möglich ist. Die Dimensionicrunij.

ist vorzugsweise so, daß Felder zwischen 50 und 150 Gauß erzeugt werden. Sowohl von den An- und Abschaltcffekten als auch vom Energieverbrauch des Magneten her gesehen, erschien für die unten ange-

gebenen, in bisherigen Experimenten benutzten Dimensionen 70 Gauß als ein besonders günstiger Wert.

Nachdem die Glimmentladung aufgebaut ist und der Strom fließt, wird das Ausschalten dadurch erreicht, daß die Magnetfeldstärke so lange erniedrigt wird, bis Kaskadenionisation nicht mehr stattfinden kann. Die Leitung hört daher auf. Dieser Vorgang ist wesentlich ausführlicher in der obenerwähnten US-PS 3 558 960 ausgeführt.

Ein Problem besteht jedoch beim Einschalten einer solchen Schaltröhre. Das schraffierte Gebiet der Fig. 3 veranschaulicht den Bereich, in dem eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern der beschriebenen Art leitend ist. Im nichtleitenden Zustand der Schaltröhre liegt die volle Spannung des Kreises an dem Raum zwischen den Elektroden. Das dargestellte Beispiel ist eine Schaltröhre, die 100 kV schaltet und mit einer Feldstärke von 70 Gauß arbeitet. Der nichtleitende Zustand ist durch den Punkt A charakterisiert. Um diese Anordnung ohne zusätzliche Zündeinrichtungen leitend zu machen, müßte das Magnetfeld verstärkt werden, bis der Arbeitspunkt schließlich die schraffierte Fläche erreicht, was bei den an den Elektroden anliegenden 100 kV ein Feld von nahezu 500 Gauß erfordern würde, um die Kaskadenionisation in Gang zu setzen.

Damit ein derart starkes Magnetfeld nicht erzeugt zu werden braucht, ist an der Schaltröhre 100 ein Plasmac.-zeugcr 128 derart angeordnet, daß er Plasma an den Raum zwischen den Elektroden abuchen kann. Der Plasmi.crzcuger 128 ist ausführlich Γη der USTS 3 2ⁿ0 512 beschrfeben.

Wenn die Schaltröhre 100 in dem durch Punkt A in Fi H. 3 angezeigten Zustand ist. wird vom Plasmaerzeuger ein leitendes Plasma an den Raum zwischen den Elektroden abgegeben. Dieses leitende Plasma leitet die Ausbildung eines Metallichtbogens zwischen den Elektroden ein. Die Elektroden sind speziell aus einem Material, wie z. B. Molybdän, hergestellt, das eine geeignete Metall-Lichtbogenentladung ermöglicht.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung wird der Kondensator durch die Schaltröhre entladen, und es ist die Induktivität des Kreises ausreichend, um zusammen mit dem Kondensator in Resonanz zu kommen und so ein Stromnull in der Schaltröhre zu bewirken. Dieses Stromnull bewirkt ein rasches Erlöschen der Bogenentladung, und es kehrt sich die Spannung nun um. Nachdem die Spannung von dem Kreis auf den Wert Null gebracht worden ist. wird der Spannungsanstieg durch die Kapazität des Kreises begreii/'.. und der Arbeitspunkt durchläuft die Spitze der schraffierten Fläche in Fig. 3 und bewegt sich längs der 70-Gauß-Linie so langsam nach oben, daß in der Schaltanordnung eine Penningsche Glimmentladung entfacht wird. Wenn sich diese Entladung aufgebaut hat, ist die Anordnung leitend, und die Spannung zwischen den Elektroden wird auf dem Wert des Spannungsabfalls an der leitenden Schaltröhre festhalten.

In einer speziellen Ausführungsform der Schaltröhre nach F i R. 2 betragen der radiale Abstand zwischen tic" t lcktroden etwa 15 mm. der Anodendurdimc^er ')<) mm und die axiale Länge 300 mm. Der ubüchc Gasdruck in dem Raum zwischen den Elektroden beträgt ungefähr 0,04 Torr. Als Füllgas kann beispielsweise Wasserstoff verwendet werden. Bei «Ijc.ficr Dimensionierung können mit der Schaltröhre Gleichstromlasten von 100 A bei 25 kV ausgeschaltet werden mit einer Erholzeit in der Größenordnung von 25 us.

Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise sei angenommen. daß die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 100 im nichtleitenden Zustand und die Spannung zwischen den Leitungen 40 und 42 des Unterbrechers so groß ist. daß der Kondensator 24 auf eine Spannung V_n aufgeladen ist, die den 100 kV entsprechen, die durch den Punkt A der Fig, 3 dargestellt sind. Wenn dann die Plasmakanone 128 Plasma in den Raum zwischen den Elektroden injiziert und den Durchbruch zu einem Metall-Lichtbogen einleitet, wird der Kondensator 52 über diesen Strompfad entladen. Die Stromschwingung beginnt mit einer Frequenz, die durch die Kapazität 52 und die Induktivität 54 bestimmt ist. Im Hinblick auf die gewünschte hohe Frequenz sollte diese Induktivität, wie oben erwähnt, sehr klein sein und kann aus der Induktivität der Leitungen bestehen, mit denen der Kondensator zu der Schaltröhre 100 parallel geschaltet ist. Zu gleicher Zeit beginnt der Haupt«trom

durch die Anordnung zu fließen und wird dem Strom /.., der Stromschwingung überlagert.

Nach einer Halbperiode der Stromschwingung fließt deren Strom 7.₂ in entgegengesetzter Richtung wie der Hauptstrom Z_4n. Wenn /_:>2 größer ist als Z₄₀. d. h. wenn R^lIT. was leicht zu erreichen ist. so erreicht der Gesamtstrom durch die Anordnung den Wert Null zu einem Zeitpunkt
_Lq

r„ — 1 LC arc sin I -A-

\ R I

In diesem Zeitpunkt erlöscht der Lichtbogen, und

die Röhre geht in den nichtleitenden Zustand über.

Der Kondensator 52 behält die umgekehrte Spannung

^₂= "¹O¹,! -VCR*.

Der Hauptstrom fließt jetzt in den Kondensator 52 und bringt die Spannung des Kondensators auf den Wert 0. Diese Änderungsgeschwindigkeit der Spannung ist niedrig verglichen mit der Anderungsgeschwindigkeit der Spannung am Kondensator, die durch die Stromschwingung bewirkt wird. Die Kon· densatorspannung T-'.., erreicht den Wert 0 zum Zeit· punkt

Z₁ = RCIn (l - 1 1 -

L '
CR-

■L \LC arc sin ( - ^¹- \.

Die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung ar Kondensator 52, die in der Nähe von Null gleich de Spannung zwischen den Elektroden der Schaltröhr 100 ist. ist gegeben durch

dV F_n

dr

RC

Dies sind günstige Bedingungen für einen Spai nungsdurchbruch durch Ionisation in dem Zwischei raum zwischen den Elektroden der Schaltröhre 10 in Form einer Glimmentladung. Die Spannung an di

409526/2

Röhre steigt mit mäßiger Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1 kV/n$ von 0 bis zu einer Spannung von einigen hundert Volt an, bei der der Spannungsdurchbruch stattfindet. Der Spannungsabfall im leitenden Zustand ist von der Durchbruchspannung nur wenig verschieden, so daß der Kondensator, wenn der Durchbruch zur Glimmentladung erfolgt, nicht viel Strom an die Röhre abgibt. Zudem ist die Zeit, die zur Ausbildung der Glimmentladung benötigt wird, kurz genug, daß der Spannungsdurchbruch in dem Zeitraum stattfinden kann, in dem die ansteigende Röhrenspannung den in F i g. 3 dargestellten Durchbruchsbereich durchläuft. 1st der Bereich einmal erreicht, in dem die Leitung durch die Glimmentladung bewirkt wird, kann das Ausschalten durch das magnetische Feld gesteuert werden.
Das Verfahren, in einer Schaltröhre mit gekreuz-

10

ten Feldern, in deren Elektrodenraum ein so starkes magnetisches Feld erzeugt ist. daß bei einer niedrigen Spannung Leitung möglich ist, einen Schaltvorgang einzuleiten, wenn eine höhere Spannung an den Eleks troden liegt, umfaßt also die Maßnahme, in den Raum zwischen den Elektroden der Schaltröhre mit gekreuzten Feldern ein Plasma einzubringen, um zwischen den Elektroden eine Metall-Lichtbogenentladung zu bewirken. Dem Einleiten der Lichtbogenentladung folgt eine durch Resonanz bewirkte Verringerung des Elektrodenstromes auf Null, um die Elektrodenspannung ebenfalls im wesentlichen auf den Wert Null zu bringen und den Metall-Lichtbogen zu löschen, worauf der Spannung gestattet

»5 wird hinreichend langsam wieder anzusteigen, um einen Stromfluß zwischen den Elektroden in Form einer Glimmentladung zu ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

beitspunkt der Schaltröhre, deren Elektrodenspan-Patentansprüche, nung bei vorgegebenem Magnetfeld für die Ausbildung einer Penningschen Glimmentladung zu groß

1. Verfahren zum Zünden einer Schaltröhre ist, durch Injizieren eines Plasmas in den Raum zwimit gekreuzten Feldern, bei der an den Elektro- s sehen den Elektroden in einen für die Ausbildung den eine so hohe Spannung anliegt, daß die Röhre und Aufrechterhaltung einer solchen Glimmentladung bei dem im Raum zwischen den Elektroden herr- geeigneten Bereich verschoben.

sehenden Magnetfeld im nichtleitenden Zustand Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß

ist und bei der zum Zünden in den Raum zwi- die durch Injizieren des Plasmas erhöhte Ionenkonschen den Elektroden ein Plasma injiziert und da- xo zentraüon, die zum Entstehen der Glimmentladung durch die Spannung zwischen den Elektroden führen soll, in verhältnismäßig engen Grenzen geerniedrigt wird, dadurch gekennzeich- halten werden muß, damit, zwischen den Elektroden net, daß das injizierte Plasma zur Erzeugung nicht eine Bogenentladung entsteht, die nicht selbeiner zwischen den Elektroden (110, 116) bren- ständig gelöscht werden und bei langer Brenndauer nenden Lichtbogenentladung benutzt wird, deren 15 zu einer Zerstörung der Röhre führen kann. Die Stromstärke dann in an sich bekannter Weise Notwendigkeit, die Ionenkonzentration in engen durch Resonanz auf Null erniedrigt wird, und daß Grenzen zu halten, hit zur Folge, daß zum Injizieren anschließend ein langsamer Anstieg der an den des Plasmas eine Plasmakanone mit verhältnismäßig Elektroden (110, 116) anliegenden Spannung zu- aufwendiger Konstruktion benutzt werden muß. Die Belassen wird, bis zwischen den Elektroden ein 20 an die Konstruktion der Plasmakanone zu stellenden tromfluß in Form einer bei konstanter Span- Anforderungen sind bei Röhren, mit denen Stromtiung brennenden Glimmentladung eintritt. stärken von 1000 A und mehr bei einem Spannungs-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- abfall über der Röhre in der Größenordnung von rens nach Anspruch 1 für eine Schaltröhre mit 1000 V geschaltet werden sollen, aber nur sehr gekreuzten Feldern, die konzentrisch angeordnete, 25 schwer zu erfüllen. Auch ist es bei dem bekannten einen ringförmigen Raum umschließende Elek- Zündverfahren möglich, daß unerwünscnt eintretende itroden, eine Magnetanordnung, mit der in dem Bogenenlladungen eine korrekte Zündung der Röhre Raum zwischen den Elektroden ein im wesent- verhindern.

liehen axiales Magnetfeld erzeugbar ist, im Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zuRaum zwischen den Elektroden eine Gasfüllung. 3° gründe, das eingangs beschriebene Verfahren so die im leitenden Zustand der Röhre einen Strom- weiterzubilden, daß eine einwandfreie Zündung der fluß zwischen den Elektroden in Form einer Röhre auch ohne genaues Einhalten einer bestimm-Glimmentladung ermöglicht, und eine Vorrich- ten lonenkonzentration gewährleistet ist.
tung zum Einführen von Plasma in den Raum Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

zwischen den Elektroden umfaßt, dadurch ge- 35 löst, daß das injizierte Plasma zur Erzeugung einer kennzeichnet, daß mit den Elektroden (110, 116) zwischen den Elektroden brennenden Lichtbogenein Resonanzkreis (52, 54) verbunden ist und daß entladung benutzt wird, deren Stromstärke dann in ein Zeitglied (50, 52) vorgesehen ist, durch das an sich bekannter Weise durch Resonanz auf Null nach dem Löschen der Bogenentladung die Ge- erniedrigt wird, und daß anschließend ein langsamer schwindigkeit des Spannungsanstiegs an den Elek- 40 Anstieg der an den Elektroden anliegenden Spannung troden (110. 116) auf einem zur Ausbildung der zugelassen wird, bis zwischen den Elektroden ein Glimmentladung geeigneten niedrigen Wert ge- Stromlluß in Form einer bei konstanter Spannung halten wird. brennenden Glimmentladung eintritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also kennzeichnet, daß der Resonanzkreis (52. 54) aus 45 in der ersten Phase des Zündens der Röhre ein einem zu der Schaltröhre parallel geschalteten Plasmastoß zur Erzeugung einer Bogenentladung be-Serienkreis von Kondensator (52) und Induktivi- nutzt, die zu einem äußerst raschen Absinken der tat (54) besteht und daß das Zeitglied von dem F.lektrodenspannung unterhalb des kritischen Span-Kondensator (52) des Resonanzkreises und einem nungswertes führt. In der zweiten Phase des Zündzu der Schaltröhre (100) und dem Resonanzkreis 5° Verfahrens wird die Stromstärke der Lichtbogen-(52, 54) in Serie liegenden Widerstand (50) ge- entladung durch Resonanz auf Null erniedrigt, etwa bildet wird. in der Weise, wie bei einer aus der CH-PS 130 543

bekannten Gasentladungsröhre oder einer aus der CH-PS 164 029 bekannten Löschschaltung für Bogen-

55 strecken ein Nulldurchgang des Leitungsstromes erzielt wird. Danach steigt die Elektrodenspannung in dem Maße, in dem die Entionisierung der Röhre

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden fortschreitet, langsam an. bis sie einen Wert erreicht, iner Schaltröhre mit gekreuzten Feldern, bei der an der zwischen den Elektroden einen Stromfluß in en Elektroden eine so hohe Spannung anliegt, daß 60 Form einer Glimmentladung ermöglicht,
ie Röhre bei dem im Raum zwischen den Elektro- Die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ver-

en herrschenden Magnetfeld im nichtleitenden Zu- fahrens an die Plasmakanone zu stellende Anfordctand ist und bei der zum Zünden in den Raum zwi- rung, nämlich ein Plasma erzeugen zu können, das :hen den Elektroden ein Plasma injiziert und da- eine zum Entfachen der Bogenentladung ausreichende urch die Spannung zwischen den Elektroden er- 6₅ Mindestkonzentration aufweist, ist konstruktiv mit iedrigtwird. wesentlich einfacheren Maßnahmen zu erfüllen als

Ein solches Verfahren ist aus der DT-AS 1 7^l'O 002 diejenige, ein Plasma zu erzeugen, dessen Konzcniekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird der Ar- nation in verhältnismäßig engen Grenzen gehalten