<Desc/Clms Page number 1>
Gasentladungsventil.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasentladungsventil zur Stromrichtung insbesonders hoher
Spannungen.
Der Verwendung der bekannten Gasentladungsgefässe, bei denen-etwa nach Fig. l-eine oder mehrere Anoden A und eine emissionsfähige Kathode K in einem evakuierten Gefäss eingeschlossen sind, ist bei höheren Spannungen dadurch eine Grenze gesetzt, dass je nach der besonderen Gefässausbildung bei Spannungen in der Grössenordnung von 10.000 Volt die Ventilwirkung-d. i. Verhinderung eines
Stromdurchtrittes in der Richtung des strichlierten Pfeiles-von der Kathode zur Anode aufhört.
Um nun höhere Spannungen als die Grenzspannung der normalen Gefässe zu beherrschen, sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. So soll zum Beispiel nach einem Vorschlag das zu bewältigende Potential auf mehrere gleichartige Ventilstreeken, die hiezu in Serie geschaltet sind, aufgeteilt werden, was naturgemäss eine umständliche Apparatur ergibt. Nach einem andern Vorschlag soll durch zwangläufige Staffelung des Potentials in einer einzigen Entladungsstrecke das Potentialgefälle an der Anode in der Sperrphase herabgesetzt werden. Dieses letztere Verfahren hat aber zu keinem Erfolg geführt, da bei der Unterteilung des Potentials auf die kritischen Verhältnisse einer Gasentladung nicht Rücksicht genommen wurde.
Ein Ergebnis der jüngsten Forschung auf dem Gebiete der Gasentladungen ist nämlich erst die Feststellung, dass unterhalb eines bestimmten kritischen Druckes, einerseits mit abnehmender Elektrodendistanz, anderseits mit abnehmendem Druck, die Durchbruchsspannung steigt. Hiefür ist der Ausdruck. "Behinderung der Entladung"geprägt worden. Die diesbezüglichen Verhältnisse sind in Fig. 2 in Form einer Kurvenschar, die die Abhängigkeit der Durchbruchspannung von der Distanz der Elektroden und dem Gasdruck angibt, dargestellt.
In Anwendung dieser Erkenntnis sind bereits Verfahren zum Betrieb von Stromrichtern für höhere Spannungen vorgeschlagen worden, bei welchen eine isolierte Zwischenelektrode in den Weg der Gasentladung so eingebaut worden ist, dass die Distanz zur Anode kleiner als die den betriebsmässigen Ver- hältnissen entsprechende kritische Durchbruchsspannung ist ; hiebei nimmt die Zwischenelektrode in bekannter Weise zufolge der Wirkung der Gasentladung ein Potential an, das mit einem Unterschied von wenigen Volt dem der Kathode entspricht. Der Anwendung des geschilderten Verfahrens ist aber insbesondere aus verschiedenen konstruktiven Gründen schon bei nicht sehr hohen Spannungen eine Grenze gesetzt.
Das erfindungsgemässe Gasentladungsventil zur Stromrichtung beliebig hoher Spannungen ist nun so ausgebildet, dass in der Sperrphase das Potential zwangläufig in zwei oder mehrere Teilpotentiale zerlegt wird, deren jedes einzelne in der Entladung behindert ist.
Dazu werden zweckmässig in die Entladungsstrecke selbst Zwischenelektroden, etwa nach Fig. 3,
EMI1.1
untereinander sowie der Zwischenelektroden zu den Hauptelektroden A und K so gewählt werden, dass bei den ungünstigsten betriebsmässig vorkommenden Beanspruchungsverhältnissen jede Entladung zwischen den Hilfselektroden und zwischen den Haupt-und den benachbarten Zwischenelektroden behindert ist.
Des weiteren ist es bei der Konstruktion der Gasentladungsventile notwendig, den Durchtritt von beschleunigten Gasionen von einem Zwischenraum in den andern auf ein Minimum zu beschränken.
Dies wird dadurch erreicht, dass den Zwischenelektroden in der Lichtbogendurchtrittsrichtung eine
<Desc/Clms Page number 2>
. derartige Länge gegeben wird,, dass der lonendurchtritt von einem Zwischenraum in den andern auf das gewünschte Mass reduziert wird. Als obere Grenze für ein betriebssicheres Arbeiten ergibt sich ein - : NL lonendurchtritt von etwa 5%, auf den'hinnachdemAusdrucke * =0'05 (s. BerichtvonA. W. Hull und Herbert D. Brown bei der Wintersitzung des AIEE, 26. bis 30. Jänner 1931, S. 11, New-York)'die
Gitter zu dimensionieren sind. Aus Fig. 4 ist die Bedeutung von r und L (Kanalradius und Kanallänge) genau ersichtlich.
Die Potentialverteilung auf die einzelnen Zwischenelektroden kann zweckmässigerweise durch eine zwischen die beiden Hauptelektroden in Form eines Spannungsteilers geschaltete Impedanz erzielt werden. Eine solche ist in Fig. 3 durch den Widerstandsstab R dargestellt. Die Potentialsmfen zwischen den einzelnen Hilfselektroden sind dann bei einem homogenen Widerstandsmaterial den Längen des
Widerstandsstabes proportional.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gasentladungsventil, bei dem das Potential zwischen den Hauptelektroden zwangläufig unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzelnen Elektroden immer kleiner als die Durchschlagsdistanz gewählt wird, die der maximal auftretenden Potentialdifferenz zwischen je zwei der Elektroden und dem maximal betriebsmässig auftretenden Dampfdruck entspricht, so dass also sämtliche Teilentladungen behindert sind.