DE546080C

DE546080C - Vakuumentladeapparat, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter, bei dem als UEberspannungsschutz jeder zu schuetzenden Elektrode eine Ableiterelektrode in einer Zone groesster Dampf- und Ionendichte zugeordnet ist, waehrend die Gegenelektrode aus einem Teil des Apparategehaeuses gebildet ist

Info

Publication number: DE546080C
Application number: DE1930546080D
Authority: DE
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1930-12-02
Filing date: 1930-12-02
Publication date: 1932-03-09

Description

Um Rückzündungen in Vakuumentladeapparaten, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichtern, infolge von Überspannungen zu verhüten, hat man jeder Anode des Gleichrichters einen Überspannungsleiter zugeordnet, der im Innern des Gleichrichtergefäßes untergebracht und über einen außerhalb des Gefäßes liegenden Ohtnschen Widerstand mit der zu schützenden Anode verbunden ist.

Als Überspannungsableiter dient beispielsweise eine Funkenstrecke, deren eine Elektrode ein beliebiger Teil des Gleichrichtergehäuses ist. Die Gegenelektrode ist dabei zweckmäßig so angeordnet, daß sie in der Zone größter Dampfdichte der größtmöglichen Zufuhr von Fremdionen ausgesetzt ist, so daß ihre Leistungsfähigkeit sehr groß und ein momentanes Ansprechen gewährleistet ist. Tritt also in einer Anode während der Sperrzeit eine erhöhte Spannung auf, so spricht die Funkenstrecke an, und die Anode wird entlastet. Als Quelle der Überspannungen ist der Gleichrichterspeisetransformator anzunehmen. Es hat sich nun gezeigt, daß diese Überspannungsableiter nicht immer einwandfrei zum Ansprechen kommen. Die Ursache dafür liegt in der Bemessung der Laufzeit der Überspannungswelle zum Ableiter einerseits und zu der zu schützenden Elektrode andererseits.

Gemäß der Erfindung wird nun das Ansprechen des vorerwähnten Überspannungsschutzes dadurch begünstigt und der genannte Nachteil vermieden, daß die Laufzeit für die Überspannungswelle vom gemeinsamen Anschlußpunkt der zu schützenden Elektrode und der Ableiterelektrode über die Ableiterelektrode kürzer zu bemessen ist als über die schützende Elektrode.

Dies kann entweder durch passende Wahl der Leitungslängen und durch möglichst geradlinige Leitungsführung zum Ableiter oder aber durch Vorschalten von Luftdrosselspulen mit geringer Kapazität vor die zu schützende Elektrode erreicht werden.

In der Zeichnung sind in den Abb. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch im Längsschnitt durch einen Quecksilberdampfgleichrichter mit Überspannungsableiter und in die Zuleitung zu den Anoden eingeschalteten Drosselspulen dargestellt. Mit 1 ist das Gleichrichtergehäuse aus Metall mit der Kathode 10 und den Anoden 2 bezeichnet, die gegebenenfalls

mit Lichtbogenführungshülsen versehen sein können. Die Anoden werden aus dem Gleichrichterspeisetransformator 5 gespeist. Tn den Zuleitungen zu den Anoden liegen die Luftdrosselspulen 4 mit geringer Kapazität. Mit 3 sind die den Anoden zugeordneten Ableiterelektroden bezeichnet, die über die Ohmschen Widerstände 7, z. B. Stäbe aus Siliciumkarbid, ebenfalls an den Transformator 5 angeschlossen sind. Der im Gleichstromkreis liegende Belastungswiderstand ist mit 6 bezeichnet. An Stelle der Ohmschen Widerstände 7 können auch Kondensatoren verwendet werden. Der Ableiter führt während der Brenndauer der zugehörigen Hauptanode ebenfalls einen geringen Vorwärtsstrom, der in der Hauptsache durch den Spannungsabfall zwischen Anode und Kathode und durch den Ableiterwiderstand bestimmt wird. Dieser Vorwärtsstrom erzeugt einen geringen Verlust, der unerwünscht ist. Diesen Verlust kann man nun stark vermindern durch einen in Reihe mit dem Ableiterwiderstand 7 angeordneten Zusatzwiderstand 11, der durch eine parallel geschaltete Glimmröhre 8 im Augenblick des Ansprechens kurzgeschlossen wird. Durch diese Anordnung wird auch die Wirksamkeit des Ableiters erhöht, denn der verbleibende Ableiterwiderstand kann genügend klein gewählt werden.

Die Ansprechempfindlichkeit des Ableiters läßt sich noch erhöhen, wenn für die Ableiterelektrode ein Material gewählt wird, das erst über 2000⁰ C schmilzt, wie z. B. Wolfram, Kohle usw. Die Erwärmung der Ableiterelektrode kann sowohl durch den Vorwärtsstrom als auch durch Fremdstrom erfolgen. Oxydschichten, wie Thoriumoxyd auf den Ableiterelektroden, erhöhen in bekannter Weise die Empfindlichkeit durch Erhöhung der Elektronenemission. Diese Ableiter müssen in einer Zone hoher Dampfdichte und Ionendichte angebracht sein, um die Bogenzündspannung klein zu erhalten und die Ansprechverzögerungen zu beseitigen.

Eine Vereinfachung der Anordnung kann erzielt werden, indem nur eine Ableiterelektrode für mehrere zu. schützende Elektroden 5a angewendet wird, die über Glimmröhren 8 oder Kondensatoren 9 mit jeder einzelnen Anode verbunden ist, wie in Abb. 2 dargestellt. In Reihe mit der Glimmröhre 8 muß ein Ohmscher Begrenzungswiderstand 12 geschaltet sein. Die Löschspannung der Glimmröhre wird zweckmäßig kleiner als der Maximalwert der Transformatorspannung gewählt. Die Glimmröhre kann mit oder ohne Ventilwirkung ausgerüstet werden. Die Ableiter sprechen bei kleineren Überspannungen an als die zu schützenden Elektroden, weil sie vor allem in einer dichteren Dampfatmosphäre angeordnet sind als diese. Eine zu schützende Elektrode ist deshalb um so besser geschützt, je geringer die Gas- und Dampfdichte in unmittelbarer Nähe der ■ Elektrodenoberfläche, je größer also ihre Zündspannung ist. Letzteres läßt sich z. B. durch Überhitzen der Elektrode erreichen. Für die zu schützenden Elektroden sind aus diesem Grunde Graphitelektroden günstiger als solche aus Eisen, da sie sich sehr hoch erhitzen lassen.

Zur Ersparung von Isolierdurchführungen für die Zuleitungen zu mehreren Ableiterelektroden wird zweckmäßig eine allen gemeinsame Isolierdurchführung in der Anodenplatte, im Gleichrichterzylinder oder im Dom vorgesehen.

Es ist ohne weiteres möglich, zusätzliche Ableiterelektroden im Gleichrichterinnern anzuordnen, die an Hilfselektroden, z. B. den Anoden vorgelagerte, gesteuerte oder ungesteuerte Gitter, an die Erregeranoden oder auch an die Zündanoden angeschlossen wer- -85 den können.

Claims

Patentansprüche:

i. Vakuumentladeapparat, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichter, bei dem go als Überspannungsschutz jeder zu schützenden Elektrode eine Ableiterelektrode in einer Zone größter Dampf- und Ionendichte zugeordnet ist, während die Gegenelektrode aus einem Teil des Apparategehäuses gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit für die Überspannungswelle vom gemeinsamen Anschlußpunkt der zu schützenden Elektrode und der Ableiterelektrode über die Ableiterelektrode kürzer bemessen ist als über die zu schützende Elektrode.
2. Vakuumapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit für die Überspannungswelle zur Ableiterelektrode durch Verkürzung der Leitungslänge und möglichst geradlinige Führung kurzer gemacht ist als zu der zu schützenden Elektrode.
3. Vakuumäpparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit zu der zu schützenden Elektrode gegenüber der Ableiterelektrode dadurch verlängert ist, daß in Reihe mit der zu schützenden Elektrode eine Luftdrosselspule mit geringer Kapazität geschaltet ist.
4. Vakuumapparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem der Ableiterelektrode vorgeschalteten Ohmschen Widerstand ein zusätzlicher Ohmscher Widerstand geschaltet ist, der durch eine parallel geschaltete

Glimmlampe beim Ansprechen kurzgeschlossen wird.
5. Vakuumapparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an

■5 Stelle des in Reihe mit der Ableiterelektrode verwendeten Ohmschen Widerstandes ein Kondensator vorgesehen ist.
6. Vakuumapparat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

ίο Ableiterelektrode aus einem Material besteht, dessen Schmelzpunkt über 2000⁰ C liegt.
7. Vakuumapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableiterelektrode durch Fremdstrom beheizt wird.
8. Vakuumapparat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableiterelektrode mit einem Oxyd überzogen ist, das die Elektronenemission erhöht.
9. Vakuumapparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ableiterelektrode mehreren zu schützenden Elektroden gemeinsam zugeordnet ist.
10. Vakuumapparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableiterelektrode mit den zu schützenden Elektroden über Kondensatoren verbunden ist.
11. Vakuumapparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableiterelektrode mit den zu schützenden Elektroden über Glimmröhren in Reihe mit Ohmschen Widerständen verbunden ist.
12. Vakuumapparat nach Anspruch 1 t>is 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- und Dampfdichte in der Nähe der Oberfläche der zu schützenden Elektrode durch hierfür bekannte Mittel stark vermindert ist.
13. Vakuumapparat nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Ableiterelektroden vorgesehen sind, die an Hilfselektroden im Gleichrichterraum angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen