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Vakuumdichte Elektrodeneinführung bei Quecksilberdampfgleichrichtern mit einem um den Einführungsbolzen angeordneten Isolator
Die Elektrodeneinführungen, insbesondere die Anodendurchführungen von Quecksilberdampfmutatoren stellen ein konstruktiv schwieriges Gebilde dar. An der Aussenseite der Durchführung herrscht atmosphärischer Druck, so dass, um eine grosse Spannungsfestigkeit zu erzielen, ein grosser Isolationsweg längs der Oberfläche des Isolators und auch in der Luft (Überschlagsstrecke) erforderlich ist. An der Innenseite herrscht ein sehr niedriger Druck. Man befindet sich unterhalb des Durchschlagsminimums der Paschenkurve, infolgedessen muss man das Produkt aus Gasdruck mal Überschlagsstrecke möglichst klein halten.
Es ergeben sich aus diesen beiden gegensätzlichen Forderungen bereits Schwierigkeiten für die Konstruktion von Anodendurchführungen.
Dazu kommt die Gefahr der Kriechwegbildung an der Innenseite der Isolation infolge Quecksilberkondensation. Wenn sich nämlich isolierende Flächen auf einer niedrigeren Temperatur befinden als der- jenigen, die der Sattdampftemperatur des Entladungsgefässes entspricht, so erfolgt auf diesen Isolatoren eine intensive Quecksilber-Kondensation. Dadurch wird eine oberflächliche Leitfähigkeit erzeugt und die Isolationsfestigkeit so stark herabgesetzt, dass elektrische Überschläge entstehen können.
Ferner entstehen bei stromstarken Entladungen vorzugsweise bei zu niedrigem Gasdruck sogenannte Sekundärzündungen, d. h. Kathodenfleckbildungen an der metallischen Wandung des Entladungsgefässes, wodurch eine Verdampfung des metallischenWandungsmaterials erfolgt, dieses verdampfte Metall diffundiert vom Verdampfungsort radial nach allen Seiten, kondensiert wiederum und bildet auf isolierenden Flächen einen mehr oder weniger leitenden Niederschlag. Derartige Niederschläge setzen die Kriechstromfestigkeit von Isolatoren herab und sind deshalb bei Anodendurchführuhgen besonders unerwünscht.
Wenn sich auf Isolatoren die erwähnten metallischen Niederschläge bilden und damit die Isolationsfestig- keit im Laufe der Zeit verringert wird, so spricht man von einer Alterung des Isolators.
Diese Alterung zu vermeiden bzw. alterungsbeständige Kombinationen von elektrischen Leitern und Isolatoren als vakuumdichte Elektrodeneinführung zu gestalten, ist das Ziel der Erfindung.
Es ist bekannt, um den Einführungsbolzen herum einen rohrförmigen Isolator zu legen. Die inneren Begrenzungsflächen liegen vorwiegend im kälteren Teil der Elektrodeneinführung, also in dem der heissen Elektrode abgewandten Teil der Elektrodeneinführung. Damit sind diese inneren Isolierflächen weit von der Entladung, also vom Entstehungsort von Sekundärzündungen entfernt, so dass schon deshalb nur wenig Metalldämpfe bis vor die engen Spalten gelangen und sich dort niederschlagen, ohne die Isqlierfestigkeit der folgenden langen Kriechstrecke merklich herabzusetzen. Eine besonders hohe Überschlagsfestigkeit wird mit einem um den Einführungsbolzen zusätzlich angeordneten rohrförmigen Isolator erzielt.
Damit wird eine isolierende Abdeckung des metallischen Einführungsbolzens erhalten, wobei der entstehende Spalt durch Isolierflächen gebildet wird.
Die Erfindung betrifft eine vakuumdichte Elektrodeneinführung für Quecksilberdampfgleichrichter mit einer um den Einführungsbolzen angeordneten hülsenförmigen Hilfselektrode und einem glockenförmigen Isolator.
Die Erfindung besteht darin, dass in an sich bekannter Weise um den Einführungsbolzen herum ein rohrförmiger Isolator angeordnet ist, derart, dass zwischen dem Bolzen und der Innenfläche des Isolators
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ein langer, schmaler Spalt besteht, und dass der obere Teil der Hilfselektrode nach aussen umgebördelt ist und diese Umbördelung an der Innenfläche des glockenförmigen Isolators anliegt.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erklärt. 1 ist die Anodendurchführungsplatte des Quecksilbergleichrichters, auf welcher die vakuumdichte Elektrodeneinführung aufgebaut ist.
Diese weist den Einführungsbolzen 3 auf und trägt die Anode 7. Um den Einführungsbolzen 3 sind die hülsenförmige Hilfselektrode 8 und der glockenförmige Isolator 2 angeordnet.
Um den Einführungsbolzen ist in an sich bekannter Weise der rohrförmige Isolator 5 angeordnet. In dem Bereiche des oberen kühlen Teiles der Elektrodeneinführung ist der Einführungsbolzen verbreitert.
Zwischen der Innenfläche des Isolators und der Aussenfläche des Einführungsbolzens ergibt sich ein langer schmaler Spalt 6, desgleichen besteht ein Spalt 4 zwischen dem Isolator 5 und dem oberen Teil des Isolators 2. Diese Spalte haben mindestens eine Länge von 2 cm und eine Breite von weniger als 5 mm.
Der obere Teil der Hilfselektrode ist nach aussen umgebördelt. An dieser Stelle 8a liegt die Umbördelung an der Innenfläche des glockenförmigen Isolators an. Zwischen der Umbördelung und dem Isolator entsteht ein weiterer Schutzspalt 9, durch den die Schutzspaltwirkung noch weiter verbessert wird. Das Hilfsgitter ist an den Anschlüssen 13 mit dem Hilfsisolator 12 verbunden.
Die Spalte verhindern wirksam das Eindringen von feinsten elektrischen Zünd- und Leitsubstanzen.
Die Bildung von Kriechstrecken nach den Anoden und den Gitterzuleitungen werden dadurch stark vermindert. Der Isolator befindet sich zudem im kühlen Teil der Elektrodeneinführung, wo die Gefahr, dass das Isolatormaterial durch zu hohe Temperatur zum Halbleiter werden kann, vermieden ist. Der kühle Teil der Elektrodeneinführungen wird dadurch nicht beeinträchtigt, wenn die Durchführung noch durch zusätzliche Strahlungsheizung, z. B. Widerstandsspiralen 10, etwas erwärmt wird, um dadurch eine Quecksilberdampfkondensation zu verhindern. Die Temperatur wird zweckmässig etwas über der Sattdampftemperatur des Quecksilberdampfes im Vakuum gehalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vakuumdichte Elektrodeneinführung für Quecksilberdampfgleichrichter mit einer um den Einführungsbolzen angeordneten hülsenförmigen Hilfselektrode und einem glockenförmigen Isolator, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise um den Einführungsbolzen herum ein rohrförmiger Isolator angeordnet ist, derart, dass zwischen dem Bolzen und der Innenfläche des Isolators ein langer, schmaler Spalt besteht, und dass der obere Teil der Hilfselektrode nach aussen umgebördelt ist und diese Umbördelung an der Innenfläche des glockenförmigen Isolators anliegt.