DE535343C - Arrangement to achieve an even voltage distribution on the individual elements of a series connection of high-voltage operated electrical discharge vessels - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
9. OKTOBER 1931ISSUED ON
OCTOBER 9, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 d2 GRUPPECLASS 21 d2 GROUP

Patentiert fm Deutschen Reiche vom 17. Wai 1928 abPatented by the German Empire on May 17, 1928

Die Erfindung bezieht sich, auf die Anwendung von Glühkathodenröhren mit künstlich vergrößerter Kapazität für eine Reihenschaltung mit Hochspannung betriebener elektrischer Entladungsgefäße. The invention relates to the application of hot cathode tubes with artificial increased capacity for a series connection of electrical discharge vessels operated with high voltage.

Röhren mit künstlich vergrößerter Kapazität sind an sich bereits vorgeschlagen worden. Auch ist bereits eine Anordnung zur gleichmäßigen Verteilung der Spannung auf mehrere mit Hochspannung betriebene und hintereinandergeschaltete Röhren beschrieben worden, bei der Einrichtungen zur Vergrößerung der Kapazität zwischen Anode und Kathode vorgesehen sind. Diese Einrichtungen haben entsprechend abgestufte Kapazitätswerte und bestehen aus zu den Röhren parallel geschalteten Kondensatoren.Tubes with artificially increased capacity have already been proposed per se. Even is already an arrangement for evenly distributing the voltage to several with high voltage operated and cascaded tubes have been described in the facilities are provided to increase the capacitance between anode and cathode. These facilities have accordingly graded Capacitance values and consist of capacitors connected in parallel to the tubes.

Gemäß der Erfindung wird nun die Anordnung zur Erzielung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung so ausgebildet, daß Röhren mit künstlich vergrößertem Kapazität zwischen Kathode und Anode verwendet werden. Die stromleitenden Kappen der Anode und der Kathode können hierbei mit plattenförmigen Erweiterungen versehen sein. An die Anode und gegebenenfalls auch an die Kathode kann man als Kondensatorbelege wirkende Erweiterungen anbringen. Die zylinderförmige Anode kann man endlich in an sich bekannter Weise verlängern, so daß sie die Glühkathode samt ihren Stromzuführungen umschließt.According to the invention, the arrangement for achieving a uniform stress distribution is now designed so that tubes with artificially increased capacitance between the cathode and anode can be used. The conductive caps of the anode and the cathode can be provided with plate-shaped extensions be provided. Capacitor covers can be applied to the anode and, if necessary, also to the cathode Attach effective extensions. The cylindrical anode can finally be lengthened in a manner known per se, see above that it encloses the hot cathode and its power supply lines.

Bei der Hintereinanderschaltung von mit Hochspannung betriebenen elektrischen Entladungsgefäßen (z. B. Hochspannungsventüröhren mit Glühkathode) ergibt sich eine ungleichmäßige Spannungsverteilung auf die einzelnen Röhren. So fallen bei einer Reihenschaltung von drei Ventilröhren ungefähr 60% der gesamten Spannung auf die erste Röhre. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Ventilröhren nicht allein Kapazität zwischen Anode und Heizfaden besitzen, sondern auch Kapazität gegen Erde, die in derselben Größenordnung liegt, unter Um- ^: ständen sogar größer werden kann als die Kapazität zwischen Anode und Heizfaden. Man erhält für die Reihenschaltung von" drei Ventilröhren F₁, V₂ und V₃ gemäß dem Schema der Abb. ι folgendes Ersatzschaltungsschema für die Sperrichtung (Abb. 2). Der Punkt .E liegt an Erde, S besitzt die volle Sperrspannung gegen •Erde, C₁, C₂ und C₃ sind die Kapazitätswerte Anode gegen Kathode der Röhren F₁, F₂ und F₃. c sind die Kapazitätswerte der einzelnen Röhren gegen Erde, und zwar ist C₁ die Kapazität der Anode der Röhre F₁, C₂ die Kapazität der Kathode der Röhre F₁ und der Anode von F₂ und c₃ die Kapazität der Kathode von F₂ und der Anode von F₃ gegen Erde. Das Ersatzschema der Abb. 2 ist das einer Kondensatorkette mit einfacher Verkettung. Rechnet man die Spannungsverteilung für diese dreigliedrigeThe series connection of electrical discharge vessels operated with high voltage (e.g. high-voltage vent tubes with hot cathodes) results in an uneven distribution of voltage across the individual tubes. If three valve tubes are connected in series, about 60% of the total voltage falls on the first tube. This is due to the fact that the valve tubes do not possess alone capacitance between the anode and the filament, but also capacity to earth, which is of the same order, under certain ^{circumstances:} stands can even be greater than the capacity between the anode and filament. For the series connection of "three valve tubes F ₁ , V ₂ and V ₃ according to the scheme of Fig. Ι the following equivalent circuit scheme for the reverse direction (Fig. 2). The point .E is on earth, S has the full reverse voltage against • Earth, C ₁ , C ₂ and C ₃ are the capacitance values anode to cathode of tubes F ₁ , F ₂ and F _3. C are the capacitance values of the individual tubes to earth, and C _{1 is} the capacitance of the anode of tube F ₁ , C _{2 is} the capacitance of the cathode of the tube F ₁ and the anode of F ₂ and c _{3 is} the capacitance of the cathode of F ₂ and the anode of F _3. The substitute scheme in Fig. 2 is that of a capacitor chain with a simple chain. If one calculates the stress distribution for this tripartite

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr.-Ing. Robert Strigel in Berlin-Charlottenburg.Dr.-Ing. Robert Strigel in Berlin-Charlottenburg.

Kette durch, so erhält man eine solche, wie sie Abb. 3 zeigt. Für die Spannungsverteilung ist das Verhältnis c/C eine charakteristische Größe, und zwar ist die Spannungsverteilung um so gleichmäßiger, je größer C gegen c ist. Man könnte also zur Vergleichmäßigung des Spannungsgefälles an den Hochspannungsventüröhren die Kapazität der einzelnen Röhren gegen Erde möglichst klein halten. Dies ist durch ίο geeignete räumliche Anordnung möglich, jedoch sind hier von vornherein Grenzen gesetzt. Als Beispiel seien angeführt verschiedene Abstände der Ventilröhren gegen Erde, Befestigung an Isolatoren möglichst geringer Erdkapazität.
Man kann das Spannungsgefälle aber auch durch Vergrößerung von C vergleichmäßigen. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind daher ein oder mehrere der hintereinandergeschalteten elektrischen Entladungsgefäße mit Einrichao tungen zur zusätzlichen Vergrößerung der Kapazität zwischen Anode und Kathode ausgerüstet. Diese Vergrößerung der Kapazität zwischen den einzelnen Anoden und Kathoden kann gleichzeitig derart ausgeführt sein, daß sich eine Abstufung der einzelnen Kapazitätswerte C ergibt. Dadurch kann eine vollständig gleichmäßige Spannungsverteilung zwischen den einzelnen Röhren erzielt werden. Oft braucht man jedoch nicht auf eine völlig gleichmäßige Spannungsverteilung zu achten, es genügt vielmehr eine hinreichende Entlastung der am höchsten beanspruchten Röhre. Man hat dann nur die Kapazität dieser einen Röhre zu vergrößern. Die Vergrößerung der Kapazität zwischen Anode und Kathode der einzelnen Röhren kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Beispielsweise können gemäß Abb. 4 der Zeichnung die Kappen 1 und 2 an den Stromdurchführungen der Anode und der Kathode mit plattenförmigen Erweiterungen 3 und 4 versehen werden, wodurch eine erhebliche Vergrößerung derChain through, you get something like that shown in Fig. 3. The ratio c / C is a characteristic quantity for the stress distribution, namely the stress distribution is more uniform the larger C is compared to c. One could therefore keep the capacitance of the individual tubes to earth as small as possible in order to even out the voltage gradient at the high-voltage vent tubes. This is possible through a suitable spatial arrangement, but there are limits from the outset. As an example, various distances between the valve tubes and earth, attachment to insulators with the lowest possible earth capacitance.
The voltage gradient can also be made more uniform by increasing C. According to the present invention, one or more of the series-connected electrical discharge vessels are therefore equipped with Einrichao lines to additionally increase the capacitance between anode and cathode. This increase in the capacitance between the individual anodes and cathodes can at the same time be carried out in such a way that the individual capacitance values C are graded. In this way, a completely even distribution of stress between the individual tubes can be achieved. Often, however, one does not need to pay attention to a completely even distribution of stress, rather a sufficient relief of the most heavily stressed tube is sufficient. One then only has to increase the capacity of this one tube. The capacity between the anode and cathode of the individual tubes can be increased in various ways. For example, according to Fig. 4 of the drawing, the caps 1 and 2 on the power feedthroughs of the anode and the cathode can be provided with plate-shaped extensions 3 and 4, whereby a considerable increase in the

Kapazität erreicht wird. Bei der -Anordnung nach Abb. 5, die das Innere einer Glühkathodenröhre mit der zylindrischen Anode 5 und der koaxialen, aus mehreren Glühfaden bestehenden Kathode 6 zeigt, geht das eine Ende des Anodenzylinders in eine plattenf örmige Erweiterung 7 über. Dieser steht eine zweite Platte 8 gegenüber, die an dem Haltegestell der Glühkathode befestigt ist und mit dieser in leitender Verbindung steht. Bei der Anordnung nach Abb. 6 ist der die Glühkathode 6 umschließende Anodenzylinder 5 nach einer Seite verlängert, so daß er auch die Stromzu- und -durchführungen der Kathode umschließt.Capacity is reached. In the arrangement according to Fig. 5, which shows the inside of a hot cathode tube with the cylindrical anode 5 and the coaxial multiple filament Cathode 6 shows, one end of the anode cylinder goes into a plate-shaped extension 7 over. This is a second plate 8 opposite, which is on the holding frame of the hot cathode is attached and is in conductive connection with this. When arranging according to Fig. 6 the anode cylinder 5 surrounding the hot cathode 6 is extended to one side, so that it also encloses the power supply and leadthroughs of the cathode.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anordnung zur Erzielung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung auf die einzelnen Glieder einer Reihenschaltung mit Hochspannung betriebener elektrischer Entladungsgefäße, gekennzeichnet durch die Verwendung von Röhren mit künstlich vergrößerter Eigenkapazität zwischen Kathode und Anode.1. Arrangement to achieve an even distribution of stress on the individual Elements of a series connection with high-voltage operated electrical discharge vessels, characterized by the use of tubes with artificially increased self-capacitance between the cathode and anode. 2. Röhren für eine Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die stromleitenden Kappen der Anode und der Kathode mit plattenförmigen Erweiterungen versehen sind.2. Tubes for an arrangement according to claim i, characterized in that the conductive caps of the anode and the cathode with plate-shaped extensions are provided. 3. Röhren für eine Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anode und gegebenenfalls auch an die Kathode als Kondensatorbelege wirkende Erweiterungen angebracht sind.3. Tubes for an arrangement according to claim i, characterized in that on the anode and possibly also the cathode acting as capacitor covers Extensions are attached. 4. Röhren für eine Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Anode in an sich bekannter Weise verlängert ist, so daß sie die Glühkathode samt ihren Stromzuführungen umschließt. 4. tubes for an arrangement according to claim i, characterized in that the cylindrical anode is extended in a manner known per se, so that it is the hot cathode including their power supplies. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings (IEt)RUCKT IN DEK(IEt) JUST IN DEC